CN101514273B - 一种环氧树脂涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种节能环氧树脂涂料及其制备方法，该涂料主要用作流体的过流表面(如管道内表面和水泵内表面等)的涂覆材料。该环氧树脂组合物以环氧树脂、颜料、填料、固化剂及其他助剂为主要成分。所制备的涂料具有附着力强，机械强度高，耐化学腐蚀，耐磨和节省能耗等功效。
Description
技术领域
本发明涉及化工材料技术领域中的一种节能涂料，尤其是一种环氧树脂涂料，以及其制备方法。
背景技术
据统计，自来水公司水泵的运转成本，占总成本的60％左右，水泵能耗主要分为电机和水泵内表面阻力损失所带来的能量消耗，另外还有管道、阀门的内表面阻力损失也是一部分成本构成。在泵、阀及管线中流动的水，易受到其与流道和泵叶轮表面的摩擦以及水本身粘度的影响。输水过程中大多数的能量消耗用于抵抗水表面的摩擦阻力。
在流体动力学中，靠近输送系统(泵、管线、阀等)表面上的水分子是静止的，水分子在流动过程中会分裂并产生涡流，流体在流动过程中所消耗的能量就是用来克服流体内摩擦力和流体与设备界面的摩擦力。如果表面光滑，则层流层就较薄，这种表面称为水力光滑表面。如果表面较粗糙，表面阻力较大，水流经过时需克服阻力。由此可见表面粗糙是使泵损失能量的重要因素。在显微镜下可以看到，即使抛光的泵壳内表面也是相当粗糙的，腐蚀和气蚀可使表面变得更加粗糙，这样就降低了系统压力。环氧树脂具有优良的机械性能，粘接性能，耐化学腐蚀性等，其组合物可作为金属表面保护层。但传统的环氧涂料表面不够光滑，不能很好的节省能源。
发明内容
发明目的：本发明主要针对以上问题，提供了一种环氧树脂超滑涂层，专用于流体设备表面以降低能耗，使流体设备表面形成水力光滑面。这类材料的表面光滑程度比抛光的不锈钢表面还要强10倍以上，而且具有疏水性、能够减少水分子与基体表面的摩擦力。
根据特制的专有工艺，对水泵泵盖、泵座及叶轮进行超滑材料的涂敷，以使流道表面光滑，以减少水流时产生的阻力损失，同时也能对水泵内表面进行防腐保护，即使泵停用一段时间，也不会因此而产生表面锈蚀现象，达到“既节能，又防腐”的双重功效。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述环氧节能涂料的制备方法。
技术方案：本发明为了解决以上问题所采用的技术方案如下：
一种环氧树脂涂料，该涂料由A，B两种组份分别包装，A组份按重量份数计由以下组份组成：环氧树脂100份，颜料1-10份，耐磨粉5-30份，填料10-50份，纳米填料0.1-10份，活性稀释剂5-30份，消泡剂0-2份，润滑剂3-20份；B类组分为固化剂；且A与B的质量比为5∶2-8∶2。
并且，所述涂料，其中环氧树脂为双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂的混合物，环氧当量为100-2000g/mol，优选200-500g/mol，粘度为1000-20000Mpa.s25℃.
所述涂料，其中颜料为钛白粉，酞箐蓝。
所述涂料，其中填料为钛白粉，滑石粉，填料粒度为100-3000目，优选800-3000目。加入量优选30-50份。
所述节能涂料，其中耐磨粉为二硫化钼与金刚砂的一种或两种的混合物，填料粒度为100-3000目，优选800-3000目。加入量优选10-20份。
上述涂料，其中纳米填料为纳米金刚石改性黑粉，纳米二氧化钛的一种或两种的混合物，加入量优选2-5份。
上述涂料，其中活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚，环氧当量为100-2000g/mol，加入量优选5-15份，粘度为1-1000Mpa.s(25℃)。上述涂料，其中消泡剂为有机硅改性系消泡剂，先用醋酸乙酯液稀释至20％质量浓度，加入量优选0.1-0.5份。
上述涂料，其中润滑剂为聚四氟乙烯粉，聚乙烯蜡粉，硅油的一种或两种的混合物，加入量优选6-15份。
上述涂料，其中固化剂为改性脂肪胺加成物
上述涂料，其制备方法包括以下步骤：
(1)A组分的配制：按重量比依次将环氧树脂，活性稀释剂，消泡剂，填料及其他助剂依次放入配料缸中，在投料过程中，要边搅拌边投料，或投下一种原料后，待基本搅拌均匀后再投入第二种原料。投料完毕用高速分散机先用低速档(1200±200转/分)分散20-30分钟，再用高速档(2200±20转/分)分散10-20分钟；
(2)B组分的配制：自接采购；
(3)将(1)和(2)分别包装，取样品送质检部门检测，检验合格即可过筛、放料。
相比已知技术或产品，本发明涉及的涂料其突出而又显著的技术进步是十分明显的：该涂料是一种主要作用于流体的过流表面(如管道内表面和水泵内表面等)的涂覆材料。该环氧树脂组合物以环氧树脂、颜料、填料、固化剂及其他助剂为主要成分；其配方中各用料之比例严谨，针对性强，在同类涂料的对比中本发明所制备的涂料具有附着力强，机械强度高，耐化学腐蚀，耐磨和节省能耗等功效。
附图说明
图1是制备本发明涉及涂料的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详述。
实施例1：
在高速分散机混料罐中，投入双酚A型环氧树脂(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)80份，双酚F型环氧树脂(台湾南亚塑胶公司生产)20份，活性稀释剂AGE(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)10份，钛白粉24.5份，二硫化钼20份，滑石粉30份，PTFE粉12份，硅油1份，消泡剂Silok-4012之20％乙酸乙酯溶液0.5份，纳米金刚石改性黑粉1份，纳米钛白粉8份，搅拌均匀后装入罐中作为A组份。固化剂为脂肪胺加成物，A组份与B组份质量比为7∶2。
实施例1测试结果：
粘接强度220Kg/cm2 抗压强度490Kg/cm2
冲击强度50J/m 抗挠强度405Kg/cm2
节能效率3.7％ 硬度2H
储存稳定性6个月无沉降
由此可见，实施例一所做配方涂料表面摩擦系数小，且粘接力强，涂覆于水泵，叶轮表面可以节省大量能源。
实施例2：
在高速分散机混料罐中，投入双酚A型环氧树脂(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)60份，双酚F型环氧树脂(台湾南亚塑胶公司生产)40份，活性稀释剂AGE(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)5份，钛白粉20份，酞箐蓝0.5份，二硫化钼10份，滑石粉40.3份，PTFE粉18份，PE粉6份，消泡剂Silok-4012之20％乙酸乙酯溶液0.2份，纳米金刚石改性黑粉5份，搅拌均匀后装入罐中作为A组份。固化剂为脂肪胺加成物，A组份与B组份质量比为7∶2.5。
实施例2测试结果：
粘接强度200Kg/cm2 抗压强度470Kg/cm2
冲击强度49J/m 抗挠强度410Kg/cm2
节能效率3.8％ 硬度2H
储存稳定性6个月有少量沉降
由此可见，实施例二所做配方，提高PTFE粉和PE粉含量，增加纳米金刚石改性黑粉含量，对继续提高节能减阻效率无明显帮助。
实施例3：
在高速分散机混料罐中，投入双酚A型环氧树脂(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)90份，双酚F型环氧树脂(台湾南亚塑胶公司生产)10份，活性稀释剂AGE(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)15份，钛白粉12份，酞箐蓝1份，二硫化钼40份，金刚砂5份，滑石粉10份，PTFE粉24份，硅油2份，消泡剂Silok-4012之20％乙酸乙酯溶液1份，纳米金刚石改性黑粉2份，搅拌均匀后装入罐中作为A组份。固化剂为脂肪胺加成物，A组份与B组份质量比为7∶2.2。
实施例3测试结果：
粘接强度200Kg/cm2 抗压强度465Kg/cm2
冲击强度51J/m 抗挠强度410Kg/cm2
节能效率3.0％ 硬度H
储存稳定性6个月无有较明显的沉降
由此可见，实施例三所做配方增加二硫化钼、金刚砂、纳米金刚石改性黑粉、PTFE粉和硅油含量后，节能减阻效率有明显降低，分析主要由金刚砂组份造成的。
实施例4：
在高速分散机混料罐中，投入双酚A型环氧树脂(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)70份，双酚F型环氧树脂(台湾南亚塑胶公司生产)30份，活性稀释剂AGE(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)8份，钛白粉10份，酞箐蓝2份，二硫化钼20份，滑石粉30份，PTFE粉12份，PE粉6份，消泡剂Silok-4012之20％乙酸乙酯溶液0.5份，纳米金刚石改性黑粉0.5份，纳米钛白粉16份，搅拌均匀后装入罐中作为A组份。固化剂为脂肪胺加成物，A组份与B组份质量比为7∶2.3。
实施例4测试结果：
粘接强度225Kg/cm2 抗压强度500Kg/cm2
冲击强度51J/m 抗挠强度405Kg/cm2
节能效率3.5％ 硬度2H
储存稳定性6个月无沉降
由此可见，实施例四所做配方涂料，在降低纳米金刚石改性黑粉和硅油含量后，尽管增加了PE粉含量，涂层表面摩擦系数还是有一定增大现象，节能效果变差。
实施例5：
在高速分散机混料罐中，投入双酚A型环氧树脂(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)75份，双酚F型环氧树脂(台湾南亚塑胶公司生产)25份，活性稀释剂AGE(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)9份，钛白粉20.2份，二硫化钼30份，滑石粉30份，PTFE粉6份，PE粉6份，硅油0.5份，消泡剂Silok-4012之20％乙酸乙酯溶液0.3份，纳米金刚石改性黑粉1.5份，纳米钛白粉4份，搅拌均匀后装入罐中作为A组份。固化剂为脂肪胺加成物，A组份与B组份质量比为7∶2.1。
实施例5测试结果：
粘接强度205Kg/cm2 抗压强度480Kg/cm2
冲击强度48J/m 抗挠强度395Kg/cm2
节能效率3.6％ 硬度2H
储存稳定性6个月有少量沉降
由此可见，实施例五所做配方涂料，在提高二硫化钼、PE粉和纳米金刚石改性黑粉含量，降低PTFE粉和硅油含量后，节能效果有微量降低。
实施例6：
在高速分散机混料罐中，投入双酚A型环氧树脂(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)85份，双酚F型环氧树脂(台湾南亚塑胶公司生产)15份，活性稀释剂AGE(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)12份，钛白粉10.1份，酞箐蓝0.5份，二硫化钼30份，金刚砂2份，滑石粉20份，PTFE粉24份，硅油1.5份，消泡剂Silok-4012之20％乙酸乙酯溶液0.4份，纳米金刚石改性黑粉4份，纳米钛白粉6份，搅拌均匀后装入罐中作为A组份。固化剂为脂肪胺加成物，A组份与B组份质量比为7∶2.2。
实施例6测试结果：
粘接强度225Kg/cm2 抗压强度485Kg/cm2
冲击强度52J/m 抗挠强度400Kg/cm2
节能效率3.3％ 硬度2H
储存稳定性6个月无沉降
由此可见，实施例六所做配方，增加二硫化钼、金刚砂、纳米金刚石改性黑粉、PTFE粉和硅油含量后，节能减阻效率有一定的降低，分析主要由金刚砂组份造成的。
实施例7：
在高速分散机混料罐中，投入双酚A型环氧树脂(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)65份，双酚F型环氧树脂(台湾南亚塑胶公司生产)35份，活性稀释剂AGE(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)7份，钛白粉10.8份，酞箐蓝0.5份，二硫化钼25份，滑石粉15份，PTFE粉18份，PE粉12份，消泡剂Silok-4012之20％乙酸乙酯溶液0.7份，纳米金刚石改性黑粉3份，纳米钛白粉10份，搅拌均匀后装入罐中作为A组份。固化剂为脂肪胺加成物，A组份与B组份质量比为7∶2.3。
实施例7测试结果：
粘接强度205Kg/cm2 抗压强度480Kg/cm2
冲击强度51J/m 抗挠强度415Kg/cm2
节能效率3.6％ 硬度H
储存稳定性6个月无沉降
由此可见，实施例七所做配方，增加二硫化钼、PTFE粉、PE粉和纳米金刚石改性黑粉，降低硅油含量后，节能减阻效率有微量的降低。
实施例8：
在高速分散机混料罐中，投入双酚A型环氧树脂(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)95份，双酚F型环氧树脂(台湾南亚塑胶公司生产)5份，活性稀释剂AGE(广州宏昌电子材料工业有限公司生产)18份，钛白粉10.7份，二硫化钼35份，金刚砂1份，滑石粉20份，PTFE粉12份，硅油2.5份，消泡剂Silok-4012之20％乙酸乙酯溶液0.8份，纳米金刚石改性黑粉3.5份，纳米钛白粉12份，搅拌均匀后装入罐中作为A组份。固化剂为脂环胺，A组份与B组份质量比为5∶2。
实施例8测试结果：
粘接强度200Kg/cm2 抗压强度485Kg/cm2
冲击强度52J/m 抗挠强度400Kg/cm2
节能效率3.4％ 硬度2H
储存稳定性6个月无沉降
由此可见，实施例八所做配方，在增加二硫化钼、金刚砂、硅油和纳米金刚石改性黑粉含量后，节能减阻效率有一定的降低，分析主要由金刚砂组份造成的。改用脂环胺固化剂后对其节能减阻效率无明显影响。
备注：本发明实施例所用测试基材为低碳钢，固化温度为25℃，相对湿度85％。
Claims (2)
1.一种环氧树脂涂料，所述涂料由A，B两种组份分别包装，其特征在于，所述A组分按重量份数计由以下组份组成：环氧树脂100份，颜料1-10份，耐磨粉5-30份，填料10-50份，纳米填料0.1-10份，活性稀释剂5-30份，消泡剂0-2份，润滑剂3-20份；所述B组分为固化剂；且所述的A组分与B组分的质量比为5∶2-8∶2，所述的耐磨粉为二硫化钼，所述润滑剂为聚四氟乙烯，聚乙烯蜡的一种或两种的混合物。
2.一种制备权利要求1环氧树脂涂料的方法，其特征在于：
(1)A组分的配制：按重量比将环氧树脂、活性稀释剂、消泡剂、填料及颜料、耐磨粉、纳米填料和润滑剂依次放入配料缸中，在投料过程中，要边搅拌边投料，或投下其中的一种原料后，待基本搅拌均匀再投入第二种原料，投料完毕用高速分散机先用低速档1200±200转/分分散20-30分钟，再用高速档2200±20转/分分散10-20分钟；
(2)B组分的配制：直接采购；
(3)将(1)和(2)分别包装，取样品送质检部门检测，检验合格即过筛、放料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Shi Ying Document name: Notification that Application Deemed not to be Proposed |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN B + B TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: LU YI Effective date: 20111017 Free format text: FORMER OWNER: LEI ZHAOYUAN |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20111017 Address after: 518067, five floor, building 73, Shekou old street, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong Applicant after: Shenzhen Bright Electron Technology Co., Ltd. Address before: 518067 No. 3 flower road, Shekou, Guangdong, Shenzhen Applicant before: Lu Yi Co-applicant before: Lei Chaoyuan |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |