CN105131826A - 一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层的制备方法，属于涂料制备技术领域。本发明的耐磨涂层是将纳米SiO₂表面预处理，经过滤、烘干，与异丙醇混合，超声振荡成SiO₂乳浊液，与聚酰胺颗粒、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、蓖麻油和乙醇混合，投入压力釜中，通入氮气升温，搅拌完成冷却至室温，再与乙醇溶液、异丙醇、乙二醇丁醚、乙酰丙酮铝等混合搅拌，得表面涂料，涂覆于清洗去杂后的聚碳酸酯板，保温而得。本发明的有益效果是：制备聚酰胺表面涂料，涂覆于聚碳酸酯板表面，耐磨性、耐刮痕性好，具有较高的表面硬度和较好的抗刮痕性能，使其表面硬度达5～6H，适合大规模工业化生产。

Description

一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层的制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层的制备方法，属于涂料制备技术领域。

背景技术

聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94V-0级阻燃性能。聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。聚碳酸酯的耐磨性差，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄，一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。因此，研究出一种提高聚碳酸酯耐磨性的方法，无论在理论上和实践上都具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对聚碳酸酯耐磨性差、耐刮痕性较差的弊端，提供了一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层的制备方法，本发明方法通过制备一种耐磨性能好的聚酰胺表面涂料，涂覆于聚碳酸酯板表面，达到提高耐磨性、耐刮痕性的目的，具有较高的表面硬度和较好的抗刮痕性能，本发明制备方法简单，适合大规模工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层的制备方法，其具体制备步骤为：

（1）按质量比1：5将偶联剂8-氨基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐和纳米SiO₂搅拌混合均匀，对纳米SiO₂表面预处理，搅拌时间为5～10min，待搅拌混合完成后，对其过滤得预处理的纳米SiO₂，将其置于60～70℃烘箱中烘干20～30min，待其烘干后，将预处理的纳米SiO₂和异丙醇按固液质量比1：8进行搅拌混合，并在20～30℃下超声振荡2～3h，形成SiO₂乳浊液；

（2）按重量份数计，选取20～65份聚酰胺颗粒、5～10份的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、5～15份的蓖麻油、10～20份上述制备得到的SiO₂乳浊液和15～35份的无水乙醇搅拌混合均匀，并投入不锈钢压力釜中，将其密封并通入氮气，控制压力为1～2MPa，对其缓慢升温至150～180℃；

（3）待升温至聚酰胺完全溶于乙醇中，并在3000～4000r/min转速下剧烈搅拌2～3h，使纳米SiO₂均匀分散在聚酰胺乙醇溶液中，待搅拌完成后，使其自然冷却至室温，得聚酰胺预聚体；

（4）按重量份数计，选取20～65份的聚酰胺预聚体、5～12份质量分数为50%的乙醇溶液、5～8份的异丙醇、5～15份的乙二醇丁醚、10～20份的附着力促进剂聚己二酸-1，4-丁二醇酯和10～25份的固化剂乙酰丙酮铝，在1200～1500r/min，温度为30～50℃下搅拌混合，直至形成粘稠状，固体含量为18～20%的表面涂料；

（5）将聚碳酸酯板表面采用质量分数为25%的乙醇溶液进行清洗，除去聚碳酸酯表面有机杂质后，自然晾干，再将聚碳酸酯板倾斜45°，采用淋洗的方式将表面涂料涂覆于聚碳酸酯板表面，待涂覆完成后，将聚碳酸酯板放置在40～50℃烘箱中保温20～30min，并将其升温至120℃保温2h，即可制得一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）制备聚酰胺表面涂料，涂覆于聚碳酸酯板表面，耐磨性、耐刮痕性好，具有较高的表面硬度和较好的抗刮痕性能，使其表面硬度达5～6H；

（2）该方法制备方法简单，成本低。

具体实施方式

首先按质量比1：5将偶联剂8-氨基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐和纳米SiO₂搅拌混合均匀，对纳米SiO₂表面预处理，搅拌时间为5～10min，待搅拌混合完成后，对其过滤得预处理的纳米SiO₂，将其置于60～70℃烘箱中烘干20～30min，待其烘干后，将预处理的纳米SiO₂和异丙醇按固液质量比1：8进行搅拌混合，并在20～30℃下超声振荡2～3h，形成SiO₂乳浊液；再按重量份数计，选取20～65份聚酰胺颗粒、5～10份的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、5～15份的蓖麻油、10～20份上述制备得到的SiO₂乳浊液和15～35份的无水乙醇搅拌混合均匀，并投入不锈钢压力釜中，将其密封并通入氮气，控制压力为1～2MPa，对其缓慢升温至150～180℃；待升温至聚酰胺完全溶于乙醇中，并在3000～4000r/min转速下剧烈搅拌2～3h，使纳米SiO₂均匀分散在聚酰胺乙醇溶液中，待搅拌完成后，使其自然冷却至室温，得聚酰胺预聚体；然后按重量份数计，选取20～65份的聚酰胺预聚体、5～12份质量分数为50%的乙醇溶液、5～8份的异丙醇、5～15份的乙二醇丁醚、10～20份的附着力促进剂聚己二酸-1，4-丁二醇酯和10～25份的固化剂乙酰丙酮铝，在1200～1500r/min，温度为30～50℃下搅拌混合，直至形成粘稠状，固体含量为18～20%的表面涂料；最后将聚碳酸酯板表面采用质量分数为25%的乙醇溶液进行清洗，除去聚碳酸酯表面有机杂质后，自然晾干，再将聚碳酸酯板倾斜45°，采用淋洗的方式将表面涂料涂覆于聚碳酸酯板表面，待涂覆完成后，将聚碳酸酯板放置在40～50℃烘箱中保温20～30min，并将其升温至120℃保温2h，即可制得一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层。

实例1

首先按质量比1：5将偶联剂8-氨基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐和纳米SiO₂搅拌混合均匀，对纳米SiO₂表面预处理，搅拌时间为5min，待搅拌混合完成后，对其过滤得预处理的纳米SiO₂，将其置于60℃烘箱中烘干20min，待其烘干后，将预处理的纳米SiO₂和异丙醇按固液质量比1：8进行搅拌混合，并在20℃下超声振荡2h，形成SiO₂乳浊液；再按重量份数计，选取40份聚酰胺颗粒、8份的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、10份的蓖麻油、15份上述制备得到的SiO₂乳浊液和27份的无水乙醇搅拌混合均匀，并投入不锈钢压力釜中，将其密封并通入氮气，控制压力为1MPa，对其缓慢升温至150℃；待升温至聚酰胺完全溶于乙醇中，并在3000r/min转速下剧烈搅拌2h，使纳米SiO₂均匀分散在聚酰胺乙醇溶液中，待搅拌完成后，使其自然冷却至室温，得聚酰胺预聚体；然后按重量份数计，选取45份的聚酰胺预聚体、10份质量分数为50%的乙醇溶液、5份的异丙醇、10份的乙二醇丁醚、12份的附着力促进剂聚己二酸-1，4-丁二醇酯和18份的固化剂乙酰丙酮铝，在1200r/min，温度为30℃下搅拌混合，直至形成粘稠状，固体含量为18%的表面涂料；最后将聚碳酸酯板表面采用质量分数为25%的乙醇溶液进行清洗，除去聚碳酸酯表面有机杂质后，自然晾干，再将聚碳酸酯板倾斜45°，采用淋洗的方式将表面涂料涂覆于聚碳酸酯板表面，待涂覆完成后，将聚碳酸酯板放置在40℃烘箱中保温20min，并将其升温至120℃保温2h，即可制得一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层。

制备聚酰胺表面涂料涂覆于聚碳酸酯板表面，使聚碳酸酯材料具有较好的耐磨性、耐刮痕性和抗刮痕性能，较高的表面硬度，表面硬度可达5H，适合大规模工业化生产。

实例2

首先按质量比1：5将偶联剂8-氨基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐和纳米SiO₂搅拌混合均匀，对纳米SiO₂表面预处理，搅拌时间为7min，待搅拌混合完成后，对其过滤得预处理的纳米SiO₂，将其置于65℃烘箱中烘干25min，待其烘干后，将预处理的纳米SiO₂和异丙醇按固液质量比1：8进行搅拌混合，并在25℃下超声振荡2.5h，形成SiO₂乳浊液；再按重量份数计，选取45份聚酰胺颗粒、5份的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、8份的蓖麻油、18份上述制备得到的SiO₂乳浊液和24份的无水乙醇搅拌混合均匀，并投入不锈钢压力釜中，将其密封并通入氮气，控制压力为1.5MPa，对其缓慢升温至165℃；待升温至聚酰胺完全溶于乙醇中，并在3500r/min转速下剧烈搅拌2.5h，使纳米SiO₂均匀分散在聚酰胺乙醇溶液中，待搅拌完成后，使其自然冷却至室温，得聚酰胺预聚体；然后按重量份数计，选取55份的聚酰胺预聚体、5份质量分数为50%的乙醇溶液、5份的异丙醇、7份的乙二醇丁醚、15份的附着力促进剂聚己二酸-1，4-丁二醇酯和13份的固化剂乙酰丙酮铝，在1350r/min，温度为40℃下搅拌混合，直至形成粘稠状，固体含量为19%的表面涂料；最后将聚碳酸酯板表面采用质量分数为25%的乙醇溶液进行清洗，除去聚碳酸酯表面有机杂质后，自然晾干，再将聚碳酸酯板倾斜45°，采用淋洗的方式将表面涂料涂覆于聚碳酸酯板表面，待涂覆完成后，将聚碳酸酯板放置在45℃烘箱中保温25min，并将其升温至120℃保温2h，即可制得一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层。

制备聚酰胺表面涂料涂覆于聚碳酸酯板表面，使聚碳酸酯材料具有较好的耐磨性、耐刮痕性和抗刮痕性能，较高的表面硬度，表面硬度可达5.5H，适合大规模工业化生产。

实例3

首先按质量比1：5将偶联剂8-氨基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐和纳米SiO₂搅拌混合均匀，对纳米SiO₂表面预处理，搅拌时间为10min，待搅拌混合完成后，对其过滤得预处理的纳米SiO₂，将其置于70℃烘箱中烘干30min，待其烘干后，将预处理的纳米SiO₂和异丙醇按固液质量比1：8进行搅拌混合，并在30℃下超声振荡3h，形成SiO₂乳浊液；再按重量份数计，选取35份聚酰胺颗粒、10份的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、15份的蓖麻油、14份上述制备得到的SiO₂乳浊液和26份的无水乙醇搅拌混合均匀，并投入不锈钢压力釜中，将其密封并通入氮气，控制压力为2MPa，对其缓慢升温至180℃；待升温至聚酰胺完全溶于乙醇中，并在4000r/min转速下剧烈搅拌3h，使纳米SiO₂均匀分散在聚酰胺乙醇溶液中，待搅拌完成后，使其自然冷却至室温，得聚酰胺预聚体；然后按重量份数计，选取42份的聚酰胺预聚体、12份质量分数为50%的乙醇溶液、6份的异丙醇、11份的乙二醇丁醚、14份的附着力促进剂聚己二酸-1，4-丁二醇酯和15份的固化剂乙酰丙酮铝，在1500r/min，温度为50℃下搅拌混合，直至形成粘稠状，固体含量为20%的表面涂料；最后将聚碳酸酯板表面采用质量分数为25%的乙醇溶液进行清洗，除去聚碳酸酯表面有机杂质后，自然晾干，再将聚碳酸酯板倾斜45°，采用淋洗的方式将表面涂料涂覆于聚碳酸酯板表面，待涂覆完成后，将聚碳酸酯板放置在50℃烘箱中保温30min，并将其升温至120℃保温2h，即可制得一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层。

制备聚酰胺表面涂料涂覆于聚碳酸酯板表面，使聚碳酸酯材料具有较好的耐磨性、耐刮痕性和抗刮痕性能，较高的表面硬度，表面硬度可达6H，适合大规模工业化生产。

Claims (1)

1.一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按质量比1：5将偶联剂8-氨基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐和纳米SiO₂搅拌混合均匀，对纳米SiO₂表面预处理，搅拌时间为5～10min，待搅拌混合完成后，对其过滤得预处理的纳米SiO₂，将其置于60～70℃烘箱中烘干20～30min，待其烘干后，将预处理的纳米SiO₂和异丙醇按固液质量比1：8进行搅拌混合，并在20～30℃下超声振荡2～3h，形成SiO₂乳浊液；

（2）按重量份数计，选取20～65份聚酰胺颗粒、5～10份的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、5～15份的蓖麻油、10～20份上述制备得到的SiO₂乳浊液和15～35份的无水乙醇搅拌混合均匀，并投入不锈钢压力釜中，将其密封并通入氮气，控制压力为1～2MPa，对其缓慢升温至150～180℃；

（3）待升温至聚酰胺完全溶于乙醇中，并在3000～4000r/min转速下剧烈搅拌2～3h，使纳米SiO₂均匀分散在聚酰胺乙醇溶液中，待搅拌完成后，使其自然冷却至室温，得聚酰胺预聚体；

（4）按重量份数计，选取20～65份的聚酰胺预聚体、5～12份质量分数为50%的乙醇溶液、5～8份的异丙醇、5～15份的乙二醇丁醚、10～20份的附着力促进剂聚己二酸-1，4-丁二醇酯和10～25份的固化剂乙酰丙酮铝，在1200～1500r/min，温度为30～50℃下搅拌混合，直至形成粘稠状，固体含量为18～20%的表面涂料；

（5）将聚碳酸酯板表面采用质量分数为25%的乙醇溶液进行清洗，除去聚碳酸酯表面有机杂质后，自然晾干，再将聚碳酸酯板倾斜45°，采用淋洗的方式将表面涂料涂覆于聚碳酸酯板表面，待涂覆完成后，将聚碳酸酯板放置在40～50℃烘箱中保温20～30min，并将其升温至120℃保温2h，即可制得一种聚碳酸酯板表面聚酰胺耐磨涂层。