CN104845482A - 一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料 - Google Patents
一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液36-39份，氯化橡胶15-18份，双酚A环氧树脂14-16份，环氧丙烷丁基醚10-15份，三甲基六亚甲基二胺4-7份，硬脂酸6-8份，滑石粉4-7份，煅烧高岭土2-3份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.2-1.5份，消泡剂0.9-1.2份，成膜助剂1.4-1.7份，平流剂1-1.5份，固化剂1.6-1.9份，颜料3-5份，甲苯10-18份。附着力高、抗冲击性能好，且耐腐蚀性能优异，尤其适用于户外使用的机械。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料。
背景技术
机械设备，特别是在户外使用的机械设备往往面临着水、污染物等腐蚀性物质对机械设备的腐蚀，从而影响它们的安全使用，生产中往往通过在机械设备上涂覆涂料来避免这种情况的发生；同时，机械设备在使用是往往受到各种不规则力的作用，极易导致涂料的破裂，这就要求机械涂料需具备较高的附着力和抗冲击性能。现有的产品不能满足这种需求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，附着力高、抗冲击性能好，且耐腐蚀性能优异，尤其适用于户外使用的机械。
本发明提出的一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液36-39份，氯化橡胶15-18份，双酚A环氧树脂14-16份，环氧丙烷丁基醚10-15份，三甲基六亚甲基二胺4-7份，硬脂酸6-8份，滑石粉4-7份，煅烧高岭土2-3份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.2-1.5份，消泡剂0.9-1.2份，成膜助剂1.4-1.7份，平流剂1-1.5份，固化剂1.6-1.9份，颜料3-5份，甲苯10-18份；
改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，将纳米二氧化钛和硅烷偶联剂KH570投入含甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度后，搅拌，离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A，离心分离得到物料B，将物料B干燥得到改性二氧化钛；再将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯和过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将十二烷基硫酸钠、正丁醇和去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度，向第三反应容器中充满氮气，继续加入甲基丙烯酸全氟辛烷、丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度后，向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温得到物料D，将物料D降温后，接着用氨水调节物流D的pH值为6-6.5后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
优选地，改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液、环氧丙烷丁基醚、全甲醚化氨基树脂的重量比为37-38：14.5-15：12-13。
优选地，氯化橡胶为中粘度氯化橡胶。
优选地，其原料按重量份包括：改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液37-38份，氯化橡胶16-17份，双酚A环氧树脂14.5-15份，环氧丙烷丁基醚12-13份，三甲基六亚甲基二胺5-6份，硬脂酸6.5-7份，滑石粉5-6份，煅烧高岭土2.2-2.5份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.3-1.4份，消泡剂1-1.1份，成膜助剂1.5-1.6份，平流剂1.2-1.3份，固化剂1.7-1.8份，颜料3.3-4份，甲苯14-16份。
优选地，改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将3-5份纳米二氧化钛、8-10份硅烷偶联剂KH570投入含16-20份甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度至80-83℃后，搅拌18-20h，再离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A 3-5次，离心分离得到物料B，将物料B在60-63℃温度下干燥20-22h得到改性二氧化钛；再将17-20份甲基丙烯酸丁酯、12-14份丙烯酸十八烷基酯和1.2-1.5份过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将1.1-1.3份十二烷基硫酸钠、3-5份正丁醇和25-30份去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度至80-83℃并在第三反应容器中充满氮气，继续加入9-12份甲基丙烯酸全氟辛烷、4-7份丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度至70-73℃后，以1-1.5份/min的速度向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温3-5h得到物料D，将物料D降温至52-55℃，接着用质量分数为20-22wt％的氨水调节物流D的pH值为6-6.5后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
优选地，改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将3.5-4份纳米二氧化钛、8.5-9份硅烷偶联剂KH570投入含17-18份甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度至81-82℃后，搅拌18.5-19h，再离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A 3-4次，离心分离得到物料B，将物料B在61-62℃温度下干燥20.5-21h得到改性二氧化钛；再将18-19份甲基丙烯酸丁酯、13-13.5份丙烯酸十八烷基酯和1.3-1.4份过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将1.1-1.2份十二烷基硫酸钠、3-4份正丁醇和26-28份去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度至81-82℃并在第三反应容器中充满氮气，继续加入10-11份甲基丙烯酸全氟辛烷、5-6份丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度至71-72℃后，以1.2-1.4份/min的速度向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温3.5-4h得到物料D，将物料D降温至53-54℃，接着用质量分数为20-21wt％的氨水调节物流D的pH值为6.2-6.4后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
优选地，纳米二氧化钛的平均粒径为25-45nm。
优选地，纳米二氧化钛的平均粒径为30-35nm。
本发明以改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液、氯化橡胶、双酚A环氧树脂作为成膜物质，使本发明具备极高的附着力和优良的抗冲击、耐腐蚀性能，同时使本发明机械性能优异，流平性、成膜特性好；其中改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸月桂酯等丙烯酸类化合物聚合形成丙烯酸酯聚合物，具有较好的成膜性、热稳定性、化学稳定性和抗氧化性；而甲基丙烯酸全氟辛烷在引发剂过硫酸钾的作用下，将自身的含氟基团通过形成C-F键引入到丙烯酸酯类聚合物中，由于氟离子电负性大、C-F键稳定且含氟侧链取向朝外，对丙烯酸酯聚合物主链和内部分子可形成屏蔽保护，从而大大提高了本发明的化学惰性、防水性、抗污性、耐油性，同时，C-F键键距短、键能大，从而大幅提高了本发明的机械性能和抗冲击性能；正丁醇的由于含有丰富的羟基，为溶液分子间提供交联点，使本发明具备较高的交联程度，从而加快反应速度、增强溶液稳定性，并且大大增强了本发明的耐腐蚀性能、附着力和柔韧性；十二烷基硫酸钠作为乳化剂，能够有效改善氟丙烯酸酯溶液中各种构成相之间的表面张力，形成均匀稳定的分散体系，使本发明易于涂刷；而反应时，在第二反应容器中充满氮气，能够防止参加反应的原料被空气中的氧气氧化，提高了氟丙烯酸酯溶液的纯度；而改性二氧化钛是纳米二氧化钛在甲苯环境中被硅烷偶联剂KH570改性制成的，二氧化钛表面接枝硅烷偶联剂KH570后，与氟丙烯酸酯溶液掺杂后极易相容，当本发明收到外力作用时，改性二氧化钛能作为本发明分子间的交联点，均匀分布外力，防止本发明破裂，进一步增强本发明的机械性能、防水性和抗冲击性能；三种成膜物质在环氧丙烷丁基醚、三甲基六亚甲基二胺作用下交联均匀、程度高，大大增强了本发明的抗冲击性能和附着力；滑石粉、煅烧高岭土的添加并在硬脂酸和单烷氧基型钛酸酯偶联剂的作用下均匀地分散在本发明之中，大大增强了本发明的强度和抗冲击、耐腐蚀性能；单烷氧基型钛酸酯偶联剂还能够和金属介质发生交联，从而提高本发明的附着力。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液39份，氯化橡胶15份，双酚A环氧树脂16份，环氧丙烷丁基醚10份，三甲基六亚甲基二胺7份，硬脂酸6份，滑石粉7份，煅烧高岭土2份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.5份，消泡剂0.9份，成膜助剂1.7份，平流剂1份，固化剂1.9份，颜料3份，甲苯18份；其中，氯化橡胶的粘度为0.01Pa·s；
改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将4份平均粒径为30nm的纳米二氧化钛、8.5份硅烷偶联剂KH570投入含18份甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度至81℃后，搅拌19h，再离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A 3次，离心分离得到物料B，将物料B在62℃温度下干燥20.5h得到改性二氧化钛；再将19份甲基丙烯酸丁酯、13份丙烯酸十八烷基酯和1.4份过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将1.1份十二烷基硫酸钠、4份正丁醇和26份去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度至82℃并在第三反应容器中充满氮气，继续加入10份甲基丙烯酸全氟辛烷、6份丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度至71℃后，以1.4份/min的速度向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温3.5h得到物料D，将物料D降温至54℃，接着用质量分数为20wt％的氨水调节物流D的pH值为6.4后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
实施例2
本发明提出的一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液36份，氯化橡胶18份，双酚A环氧树脂14份，环氧丙烷丁基醚15份，三甲基六亚甲基二胺4份，硬脂酸8份，滑石粉4份，煅烧高岭土3份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.2份，消泡剂1.2份，成膜助剂1.4份，平流剂1.5份，固化剂1.6份，颜料5份，甲苯10份；其中，氯化橡胶的粘度为0.02Pa·s；
改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将3.5份平均粒径为35nm的纳米二氧化钛、9份硅烷偶联剂KH570投入含17份甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度至82℃后，搅拌18.5h，再离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A 4次，离心分离得到物料B，将物料B在61℃温度下干燥21h得到改性二氧化钛；再将18份甲基丙烯酸丁酯、13.5份丙烯酸十八烷基酯和1.3份过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将1.2份十二烷基硫酸钠、3份正丁醇和28份去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度至81℃并在第三反应容器中充满氮气，继续加入11份甲基丙烯酸全氟辛烷、5份丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度至72℃后，以1.2份/min的速度向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温4h得到物料D，将物料D降温至53℃，接着用质量分数为21wt％的氨水调节物流D的pH值为6.2后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
实施例3
本发明提出的一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液38份，氯化橡胶16份，双酚A环氧树脂15份，环氧丙烷丁基醚12份，三甲基六亚甲基二胺6份，硬脂酸6.5份，滑石粉6份，煅烧高岭土2.2份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.4份，消泡剂1份，成膜助剂1.6份，平流剂1.2份，固化剂1.8份，颜料3.3份，甲苯16份；其中，氯化橡胶的粘度为0.03Pa·s；
改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将3份平均粒径为45nm的纳米二氧化钛、10份硅烷偶联剂KH570投入含16份甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度至83℃后，搅拌18h，再离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A 5次，离心分离得到物料B，将物料B在60℃温度下干燥22h得到改性二氧化钛；再将17份甲基丙烯酸丁酯、14份丙烯酸十八烷基酯和1.2份过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将1.3份十二烷基硫酸钠、3份正丁醇和30份去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度至80℃并在第三反应容器中充满氮气，继续加入12份甲基丙烯酸全氟辛烷、4份丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度至73℃后，以1份/min的速度向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温5h得到物料D，将物料D降温至52℃，接着用质量分数为22wt％的氨水调节物流D的pH值为6后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
实施例4
本发明提出的一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液37份，氯化橡胶17份，双酚A环氧树脂14.5份，环氧丙烷丁基醚13份，三甲基六亚甲基二胺5份，硬脂酸7份，滑石粉5份，煅烧高岭土2.5份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.3份，消泡剂1.1份，成膜助剂1.5份，平流剂1.3份，固化剂1.7份，颜料4份，甲苯14份；其中，氯化橡胶的粘度为0.03Pa·s；
改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将5份平均粒径为25nm的纳米二氧化钛、8-10份硅烷偶联剂KH570投入含20份甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度至80℃后，搅拌20h，再离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A 3次，离心分离得到物料B，将物料B在63℃温度下干燥20h得到改性二氧化钛；再将20份甲基丙烯酸丁酯、12份丙烯酸十八烷基酯和1.5份过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将1.1份十二烷基硫酸钠、5份正丁醇和25份去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度至83℃并在第三反应容器中充满氮气，继续加入9份甲基丙烯酸全氟辛烷、7份丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度至70℃后，以1.5份/min的速度向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温3h得到物料D，将物料D降温至55℃，接着用质量分数为20wt％的氨水调节物流D的pH值为6.5后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
对实施例1-4进行性能测试，选用市售机械涂料作为对照组，检测结果如下：
| 检测项目 | 实施例1-4平均值 | 对照组 | 依据标准 |
| 附着力 | 1级 | 2级 | GB/T 9286-1998 |
| 硬度 | H | HB | GB/T 6739-2006 |
| 耐冲击(kg·cm) | 60 | 55 | GB/T 1732-1993 |
| 耐盐雾性(h) | 258 | 223 | GB/T 1771-1991 |
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液36-39份，氯化橡胶15-18份，双酚A环氧树脂14-16份，环氧丙烷丁基醚10-15份，三甲基六亚甲基二胺4-7份，硬脂酸6-8份，滑石粉4-7份，煅烧高岭土2-3份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.2-1.5份，消泡剂0.9-1.2份，成膜助剂1.4-1.7份，平流剂1-1.5份，固化剂1.6-1.9份，颜料3-5份，甲苯10-18份；
改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，将纳米二氧化钛和硅烷偶联剂KH570投入含甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度后，搅拌，离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A，离心分离得到物料B，将物料B干燥得到改性二氧化钛；再将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯和过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将十二烷基硫酸钠、正丁醇和去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度，向第三反应容器中充满氮气，继续加入甲基丙烯酸全氟辛烷、丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度后，向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温得到物料D，将物料D降温后，接着用氨水调节物流D的pH值为6-6.5后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
2.根据权利要求1所述高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液、环氧丙烷丁基醚、全甲醚化氨基树脂的重量比为37-38：14.5-15：12-13。
3.根据权利要求1或2所述高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，氯化橡胶为中粘度氯化橡胶。
4.根据权利要求1-3任一项所述高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液37-38份，氯化橡胶16-17份，双酚A环氧树脂14.5-15份，环氧丙烷丁基醚12-13份，三甲基六亚甲基二胺5-6份，硬脂酸6.5-7份，滑石粉5-6份，煅烧高岭土2.2-2.5份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.3-1.4份，消泡剂1-1.1份，成膜助剂1.5-1.6份，平流剂1.2-1.3份，固化剂1.7-1.8份，颜料3.3-4份，甲苯14-16份。
5.根据权利要求1-4任一项所述高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将3-5份纳米二氧化钛、8-10份硅烷偶联剂KH570投入含16-20份甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度至80-83℃后，搅拌18-20h，再离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A 3-5次，离心分离得到物料B，将物料B在60-63℃温度下干燥20-22h得到改性二氧化钛；再将17-20份甲基丙烯酸丁酯、12-14份丙烯酸十八烷基酯和1.2-1.5份过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将1.1-1.3份十二烷基硫酸钠、3-5份正丁醇和25-30份去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度至80-83℃并在第三反应容器中充满氮气，继续加入9-12份甲基丙烯酸全氟辛烷、4-7份丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度至70-73℃后，以1-1.5份/min的速度向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温3-5h得到物料D，将物料D降温至52-55℃，接着用质量分数为20-22wt％的氨水调节物流D的pH值为6-6.5后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
6.根据权利要求1-5任一项所述高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将3.5-4份纳米二氧化钛、8.5-9份硅烷偶联剂KH570投入含17-18份甲苯的第一反应容器中，升高第一反应容器及其内容物温度至81-82℃后，搅拌18.5-19h，再离心分离得到物料A，用甲苯洗涤物料A 3-4次，离心分离得到物料B，将物料B在61-62℃温度下干燥20.5-21h得到改性二氧化钛；再将18-19份甲基丙烯酸丁酯、13-13.5份丙烯酸十八烷基酯和1.3-1.4份过硫酸钾加入第二反应容器，搅拌均匀得到物料C；将1.1-1.2份十二烷基硫酸钠、3-4份正丁醇和26-28份去离子水加入第三反应容器，搅拌均匀后升高第三反应容器及其内容物温度至81-82℃并在第三反应容器中充满氮气，继续加入10-11份甲基丙烯酸全氟辛烷、5-6份丙烯酸月桂酯，接着升高第三反应容器及其内容物温度至71-72℃后，以1.2-1.4份/min的速度向第二反应容器中加入物料C，加入完毕后保温3.5-4h得到物料D，将物料D降温至53-54℃，接着用质量分数为20-21wt％的氨水调节物流D的pH值为6.2-6.4后，向物料D中加入物料A并搅拌均匀得到改性二氧化钛掺杂氟丙烯酸酯溶液。
7.根据权利要求5或6所述一种高附着力抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，纳米二氧化钛的平均粒径为25-45nm。
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