CN103013252A

CN103013252A - 一种纳米高铁涂料及其制备方法和使用方法

Info

Publication number: CN103013252A
Application number: CN2012104959901A
Authority: CN
Inventors: 邱再明; 韩行勇; 于清章; 吴霁虹; 耿晓辉; 曲乃彬
Original assignee: DALIAN YUXIANG TECHNOLOGY GROUP Co Ltd
Current assignee: DALIAN YUXIANG TECHNOLOGY GROUP Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明涉及一种纳米高铁涂料及其制备方法和使用方法，该涂料主要用于高速列车表面的涂装。该涂料的配方：按质量百分比计，组份一包括：氟改性丙烯酸树脂40%~80%，纳米SiO₂浓缩浆1%~10%，颜填料10%~30%，助剂1%~5%，有机溶剂10%~25%；组份二为交联剂；组份一与组份二的质量比为100：15~30。制备方法：1）将组分一各种原材料按比例配好，分散、研磨至细度20微米以下；2）将组份一与组份二混合固化制备成纳米高铁涂料。本发明涉及的纳米高铁涂料适合常温干燥或低温烘烤干燥，其形成的涂膜具有高防腐性、高耐候性、高自洁性、低摩擦性等特性。

Description

一种纳米高铁涂料及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及一种纳米涂料，特别涉及一种纳米高铁涂料及其制备方法和使用方法。

背景技术

根据国务院2004年审议通过的《中长期铁路网规划》，到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，其中包括铺设无砟轨道的高速铁路（时速大于200Km的客运专线）1.2万公里以上。高铁建设中的以混凝土结构和钢结构的为主的路桥、站房、高速列车及各种设备设施都需要大量的高性能涂料进行防腐和装饰，高铁目前的设计寿命一般为100年，考虑到维修的不方便性，目前要求涂料使用寿命10年以上。目前使用的聚氨酯涂料，寿命为8-10年。在涂料的装饰性、耐久性、防腐性、表面自洁性、低摩擦性等方面都需提高性能。

发明内容

本发明的目的在于提升现有高铁涂料技术的关键性能指标，提供一种施工作业简单，高装饰性、高耐久性、高防腐性、高表面自洁性、低摩擦性的双组份纳米高铁涂料及其制备方法和使用方法。本发明涉及的高性能纳米高铁涂料产品，特别适合高速列车表面的涂饰及保护，设计防护寿命可达到20年以上，在涂料的耐久性、装饰性、防腐性、表面自洁性、低摩擦性等方面有重大的技术提升。

本发明的技术方案如下：

一种纳米高铁涂料，包括组份一和组份二；所述组份一包括氟改性丙烯酸树脂、纳米SiO₂浓缩浆、颜填料、助剂、有机溶剂，其中各种原料的质量比为：氟改性丙烯酸树脂：纳米SiO₂浓缩浆：颜填料：助剂：有机溶剂=40~80：1~10：10~30：1~5：10~25；所述氟改性丙烯酸树脂由三氟氯乙烯、脂肪酸乙烯酯、羟基乙烯基醚和脂肪族烯酸四元共聚而成的氟树脂对丙烯酸树脂进行物理改性后获得的树脂与氟树脂按1～4：1的质量比进行混合而成，例如利用台湾长兴公司的ETERFLON 4101树脂对台湾长兴公司的ETERAC 7328-ST-50、ETERAC 7327-XS-70树脂进行物理改性，将其与氟树脂按1～4：1的质量比进行混合而成；所述纳米SiO₂浓缩浆包括纳米SiO₂、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯，其中纳米SiO₂:聚合物分散剂：丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1：0.1～0.2:2～3；所述组份二为交联剂；所述组份一与所述组份二的质量比为100：15~30。

所述颜填料为金红石型钛白粉、酞菁蓝、中铬黄、耐晒黄、碳黑、紫红和大红。

所述助剂包括下面三种物质：

（1）流平剂，成份为有机改性硅氧烷溶液或聚丙烯酸酯溶液，如德国毕克化学公司的BYK-331或德国迪高公司的TEGOFLOW300，用量为所述组份一总质量的0.001~0.003倍；

（2）消泡剂，成份为聚硅氧烷溶液或氟化硅酮溶液，如德国毕克化学公司的BYK-066或德国迪高公司的TEGOAIREX931，用量为所述组份一总质量的0.002~0.005倍；

3）分散剂，成份为含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物溶液，如德国毕克化学公司的BYK-161或德国迪高公司的TEGODISPERS710，用量为所述组份一总质量的0.005~0.05倍。

所述有机溶剂为醋酸正丁酯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯的混合物，其原料的质量比为2~3：2~3：1~3。

所述交联剂为缩二脲，如德国BAYER公司的DESMODEYN75。

一种纳米高铁涂料的制备方法，包括如下步骤：按照组份一的配方，在容器中加入其中50~75%质量的所述氟改性丙烯酸树脂和所述有机溶剂以及规定量的所述纳米SiO₂浓缩浆和所述分散剂；搅拌均匀；然后加入颜填料，预分散；研磨，达到颗粒细度≤20μm；再加入剩余的所述氟改性丙烯酸树脂和各种所述助剂，并用剩余的所述有机溶剂调节粘度；搅拌均匀；过滤；将制得的所述组份一单独包装；将组份二按照与组份一的规定配比单独包装。

一种纳米高铁涂料的使用方法，该方法的干燥条件为常温干燥或低温烘烤干燥。当干燥条件为低温烘烤干燥时，烘烤温度为60℃~80℃，烘烤时间为50~60分钟。

本发明相比现有高铁涂料技术具有如下优点：由于本发明用树脂为氟改性丙烯酸树脂，而且引入了纳米SiO₂浓缩浆，制成的漆膜耐盐雾性和耐老化性较普通丙烯酸聚氨酯涂料提高两倍以上，表面自洁性远远高于普通丙烯酸聚氨酯涂料，表面摩擦性也要远低于普通丙烯酸聚氨酯涂料。

本发明纳米高铁涂料，具有如下特点：

1、施工工艺简单，可喷涂、辊涂、刷涂；

2、重复涂饰及修补容易；

3、耐盐雾性和耐老化性优异；

4、漆膜表面自洁性高、抗污性好，易清洗；

5、漆膜表面摩擦性低；

6、使用寿命长，可达到20年以上。

具体实施方式

原材料介绍如下：

1、氟改性丙烯酸树脂：是由三氟氯乙烯、脂肪酸乙烯酯、羟基乙烯基醚和脂肪族烯酸四元共聚而成的氟树脂（如台湾长兴公司的ETERFLON 4101树脂）对市售丙烯酸树脂（如台湾长兴公司的ETERAC 7328-ST-50、ETERAC 7327-XS-70树脂）进行物理改性，将其与氟树脂按1～4：1的质量比进行混合而成，产品指标：羟值55~100mgKOH/g，固体含量55~65%；其它公司生产的氟树脂和丙烯酸树脂，只要性能指标合格，亦可采用。

2、交联剂DESMODEYN75，德国BAYER公司产品。

3、纳米SiO₂浓缩浆由纳米SiO₂、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为1：0.1～0.2:2～3进行混合制得，为中科纳米涂料技术（苏州）有限公司产品。

4、颜填料包括金红石型钛白粉、酞菁蓝、中铬黄、耐晒黄、碳黑、紫红和大红等。

5、助剂TEGOFLOW300，TEGOAIREX931，TEGODISPERS710：德国迪高公司产品。

6、助剂BYK-331，BYK-066N，BYK-161：德国毕克公司产品。

下面例举六个实施例和四个比较例对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这些实施例。

实施例1

在500ml的烧杯中，加入氟改性丙烯酸树脂39克（固含量65%），纳米SiO₂浓缩浆3克，分散剂BYK-1611.2g，混合溶剂5g，搅拌均匀后加入钛白粉25g，预分散，研磨，达到规定细度20μm时，按配方量加入剩余改性氟树脂20g和流平剂BYK-3310.15g、消泡剂BYK-066N 0.2g及混合溶剂6.45g，搅拌均匀后调节粘度，过滤，取样，组份一与组份二按100:20质量配比制漆，经各项技术指标检测，检验合格后计量包装。

实施例2

在500ml的烧杯中，加入氟改性丙烯酸树脂20克（固含量65%），纳米SiO₂浓缩浆1克，分散剂BYK-1610.7g，混合溶剂5g，搅拌均匀后加入钛白粉3.5g，大红6.5g，预分散，研磨，达到规定细度20μm时，按配方量加入剩余改性氟树脂20g和流平剂BYK-3310.1g、消泡剂BYK-066N 0.2g及混合溶剂5g，搅拌均匀后调节粘度，过滤，取样，组份一与组份二按100:15质量配比制漆，经各项技术指标检测，检验合格后计量包装。

实施例3

在500ml的烧杯中，加入氟改性丙烯酸树脂112.5克（固含量65%），纳米SiO₂浓缩浆10克，分散剂BYK-1613.5g，混合溶剂15g，搅拌均匀后加入钛白粉1.2g，大红5.7g，耐晒黄3.6g，钼桔红19.5g，预分散，研磨，达到规定细度20μm时，按配方量加入剩余改性氟树脂37.5g和流平剂BYK-3310.7g、消泡剂BYK-066N 0.8g及混合溶剂10g，搅拌均匀后调节粘度，过滤，取样，组份一与组份二按100:30质量配比制漆，经各项技术指标检测，检验合格后计量包装。

实施例4~6

操作步骤和反应条件同实施例1，原料具体用量如表1。

实施例1~6制得纳米高铁涂料性能如表2。

表1.实施例1~6原料配比wt/wt

原料名称	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							氟改性丙烯酸树脂(固含65%)，g	59	40	80	60	68	65
钛白粉，g	25	3.5	1.2-		14	5
							大红，g-		6.5	5.7---
耐晒黄，g--			3.6	6.5--
							钼桔红，g--			19.5	10--
酞菁蓝，g----					0.06	5.6
							碳黑，g----					0.05	0.04
紫红，g----					0.3	0.4
							中铬黄，g----					1-
BYK-161，g	1.2	0.7	3.5	1	3	2
							BYK-331，g	0.15	0.1	0.7	0.1	0.2	0.15
BYK-066N，g	0.2	0.2	0.8	0.4	0.3	0.2
							纳米SiO₂浓缩浆，g	3	1	10	4	3	4
混合溶剂，g	11.45	10	25	18	10.09	17.61
							交联剂，g	20	15.3	45	20.33	23.05	22.03

表2.漆膜性能测试数据

比较例1~4

操作步骤和反应条件同实施例1，原料用量如表3，制得高铁涂料性能比较如表4。

表3.比较例1~4原料配比wt/wt

原料名称	比较例1	比较例2	比较例3	比较例4
					氟改性丙烯酸树脂(固含65%)，g	63--			60
普通氟树脂（固含50%），g-		60--
					丙烯酸树脂（固含70%），g--			60-
钛白粉，g	15	25	25	25
					酞菁蓝，g	5---
TEGODISPERS710，g	2	1.5	1.5	1.5
					TEGOFLOW300，g	0.15	0.15	0.15	0.15
TEGOAIREX931，g	0.15	0.15	0.15	0.15
					纳米SiO₂浓缩浆，g----
混合溶剂，g	14.7	13.2	13.2	13.2
					交联剂，g	21.36	10	25	20.34

表4.涂膜性能测试数据

以上结果表明：

1.由氟改性丙烯酸树脂作为成膜物质，不添加纳米SiO₂浓缩浆，漆膜的耐碱性、耐盐雾性和耐人工老化性均达不到添加纳米SiO₂浓缩浆后的指标；

2.由普通氟树脂作为成膜物质，漆膜的光泽、耐盐雾性均达不到以氟改性丙烯酸树脂作为成膜物质、添加纳米SiO₂浓缩浆后的指标；

3.由普通丙烯酸树脂作为成膜物质，漆膜光泽较高，但漆膜硬度、表干时间、耐酸性、耐碱性、耐盐雾性与耐人工老化性均达不到以氟改性丙烯酸树脂作为成膜物质、添加纳米SiO₂浓缩浆后的指标。

Claims

1.一种纳米高铁涂料，其特征在于，所述涂料包括组份一和组份二；所述组份一包括氟改性丙烯酸树脂、纳米SiO₂浓缩浆、颜填料、助剂、有机溶剂，其中各种原料的质量比为：氟改性丙烯酸树脂∶纳米SiO₂浓缩浆∶颜填料∶助剂∶有机溶剂＝40～80∶1～10∶10～30∶1～5∶10～25；所述氟改性丙烯酸树脂由三氟氯乙烯、脂肪酸乙烯酯、羟基乙烯基醚和脂肪族烯酸四元共聚而成的氟树脂对丙烯酸树脂进行物理改性后获得的树脂与氟树脂按1～4∶1的质量比进行混合而成；所述纳米SiO₂浓缩浆包括纳米SiO₂、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯，其中纳米SiO₂∶聚合物分散剂∶丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1∶0.1～0.2∶2～3；所述组份二为交联剂；所述组份一与所述组份二的质量比为100∶l5～30。

2.根据权利要求1所述的纳米高铁涂料，其特征在于，所述颜填料为金红石型钛白粉、酞菁蓝、中铬黄、耐晒黄、碳黑、紫红和大红。

3.根据权利要求1所述的纳米高铁涂料，其特征在于，所述助剂包括下面三种物质：

流平剂，成份为有机改性硅氧烷溶液或聚丙烯酸酯溶液，用量为所述组份一总质量的0.001～0.003倍；

消泡剂，成份为聚硅氧烷溶液或氟化硅酮溶液，用量为所述组份一总质量的0.002～0.005倍；

分散剂，成份为含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物溶液，用量为所述组份一总质量的0.005～0.05倍。

4.根据权利要求1所述的纳米高铁涂料，其特征在于，所述有机溶剂为醋酸正丁酯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯的混合物，其原料的质量比为2～3∶2～3∶1～3。

5.根据权利要求1所述的纳米高铁涂料，其特征在于，所述交联剂为缩二脲。

6.一种纳米高铁涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按权利要求1中所述的组份一配方，在容器中加入其中50～75％质量的所述氟改性丙烯酸树脂和所述有机溶剂以及规定量的所述纳米SiO₂浓缩浆和所述分散剂；搅拌均匀；然后加入颜填料，预分散；研磨，达到颗粒细度≤20μm；再加入剩余的所述氟改性丙烯酸树脂和各种所述助剂，并用剩余的所述有机溶剂调节粘度；搅拌均匀；过滤；将制得的所述组份一单独包装；将权利要求1中所述的组份二按照与所述组份一的规定配比单独包装。

7.一种如权利要求1～5所述的纳米高铁涂料的使用方法，其特征在于，该方法的干燥条件为常温干燥或低温烘烤干燥。

8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，所述干燥条件为低温烘烤干燥的烘烤温度为60°C～80℃，烘烤时间为50～60分钟。