CN105315864A - 一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺与制备系统，工艺包括水性羟基氟硅丙烯酸树脂的制备和水性双组分氟硅丙烯酸防腐涂料的制备，制备系统包括进料、融合反应和出料，所述的进料、融合反应和出料均是通过采用可编程控制器PLC实现自动控制。本发明的有益效果是：产品具备极好的耐紫外线和核辐射性能，同时还具备优良的耐磨及柔韧性，且低表面能、高抗能强度、高耐候性、耐化学品、防毒阻燃、耐热，能够满足航空、化工、车输、木器、建筑等方面的应用需求，通过采用可编程控制器PLC实现自动混料控制，不但可以对混料过程的各个环节精确控制，而且大大降低成本，可直接应用于工业现场。

Description

一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺

技术领域

本发明涉及化工涂料技术领域，特别是涉及一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺与系统。

背景技术

聚氨酯涂料具有耐酸碱、耐高低温等优异的性能，可广泛在航空、化工、车输、木器、建筑等方面得到应用。但传统溶剂型聚氨酯涂料中含有大量有害有毒有机挥发性物质，严重污染环境，同时，因起主要为单组分聚氨酯，固体含量低，密度低，涂层规整性差，所以耐水性、乃溶剂性、耐化学品性、耐磨性、硬度等方面与溶剂型比较差距甚远，而常规双组分水性聚氨酯涂料通过与多异氰酸酯交联固化，虽提高了涂层的交联密度，较明显的提高了性能，但这些分散体还是存在涂膜的强度、耐水性、耐腐蚀性、耐候性等性能指标达不到理想要求。在对环境污染意识的增强剂环保法规越来越重视的今天，其应用已经开始受到限制。

混料是本项目生产过程中十分重要也是必不可少的环节，混料的关键是保证混料过程中各种物料投放的准确性和可靠性，以及为达到使原料充分混合的温度的准确性和测量实时性。采用通用计算机控制，尽管可以达到控制精度，但成本高，对工作环境和现场操作人员要求也高。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺与系统。

本发明所采用的技术方案是：一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺，包括以下步骤：

A：水性羟基氟硅丙烯酸树脂的制备步骤如下：

(A1)、先将去离子水、乳化剂、缓冲剂、引发剂、少量硅丙预乳化单体混合后加入反应釜中，升温至80-89℃，恒温20-30min即得到种子乳液；

(A2)、在种子乳液基础上，滴加硅丙预乳化单体，滴加时间2.5-3小时，反应温度80-85℃，恒温反应1-1.5小时，即得到硅丙乳液；

(A3)、在硅丙乳液基础上，滴加含氟丙烯酸酯预乳化单体，滴加时间2.5-3小时，反应温度80-85℃，恒温83-87℃条件下，反应2-3小时，降温至40℃左右，加入助剂，调整PH值在7-8，出料，过滤即得到水性羟基氟硅丙烯酸树脂；

B：水性双组分氟硅丙烯酸防腐涂料的制备：将去离子水、分散剂、润湿剂加入桶内，在搅拌条件下加入颜填料，经(900-1400rpm)高速分散30min，然后进入磨细(细度≤10-30μm)，再注入调漆灌，在搅拌条件下加入水性羟基氟硅树脂、消泡剂、流变剂、增稠流平剂、成膜助剂、防冻剂、杀菌剂充分搅拌均匀(80-120rpm)，过滤，即得到B组分水性羟基氟硅漆料，由亲水改性的聚异氰酸酯和稀释剂按规定比例混合均匀为固化剂A组分，在使用时将A∶B按一定比例手工或机械搅拌均匀，即为本发明水性双组分氟硅丙烯酸防腐涂料产品。

作为优选的，所述的使用时A、B组分的比例为10∶0.5-1.5。

作为优选的，所述步骤(A1)中的乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、1-丙烯氨基2-羟基丙烷磺酸钠、丙烯氧基丙基烷基酚基聚醚硫酸铵、含双键的聚醚、醇醚磺基琥珀酸盐、烷基酚聚醚、烷基酚醚硫酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐中的两种或以上的组合，所述的缓冲剂为磷酸氢二钠；所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种。

作为优选的，所述步骤(A3)中的助剂为中和剂、消泡剂、成膜助剂、杀菌剂、防冻剂中的一种。

本发明所述的一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备系统，包括进料、融合反应和出料，所述的进料、融合反应和出料均是通过采用可编程控制器PLC实现自动控制，实现对本项目三种原料自动混料过程的控制，同时采用变频器进行变频调速，控制电机的转速，以实现三种搅拌速度。

作为优选的，应用工业组态监控技术，以模拟显示并实时监控混料系统的全部工作过程。

作为优选的，利用工业组态软件MCGS作为上位机监控软件，模拟显示并实时监控自动混料系统的全部工作过程。

作为优选的，所述的实时监控混料系统可采用两种方式启动和停止系统工作；各进料阀和放料阀可实时打开和关闭，并伴随液体流动快的流动，模拟显示进料和放料的工作工程；三个液位指示灯可根据实际混料罐中液位高度实时点亮；转速指示灯实时显示搅拌器三种转速状态；加热器指示灯实时显示加热器工作状态；混料罐空指示灯实时显示一个混料过程结束，即混料罐排空；整个控制过程可自动循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过以含羟基的有机硅烷改性核部含羟基丙烯酸乳液，以聚硅氧烷为软段合成的聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物，以含氟丙烯酸单体氟化丙烯酸酯为壳部含羟基丙烯酸乳液，使产品具备极好的耐紫外线和核辐射性能，同时还具备优良的耐磨及柔韧性，且低表面能、高抗能强度、高耐候性、耐化学品、防毒阻燃、耐热，能够满足航空、化工、车输、木器、建筑等方面的应用需求，通过采用可编程控制器PLC实现自动混料控制，不但可以对混料过程的各个环节精确控制，而且大大降低成本，可直接应用于工业现场。融合创新应用工业组态监控技术，以模拟显示并实时监控混料系统的全部工作过程，提高控制效率及生产安全性，确保成品质量满足要求。

附图说明

图1为本发明的PLC控制系统流程图。

具体实施方式

为了能更清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺，包括以下步骤：

A：水性羟基氟硅丙烯酸树脂的制备步骤如下：

(A1)、先将去离子水、乳化剂、缓冲剂、引发剂、少量硅丙预乳化单体混合后加入反应釜中，升温至80-89℃，恒温20-30min即得到种子乳液，乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、1-丙烯氨基2-羟基丙烷磺酸钠、丙烯氧基丙基烷基酚基聚醚硫酸铵、含双键的聚醚、醇醚磺基琥珀酸盐、烷基酚聚醚、烷基酚醚硫酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐中的两种或以上的组合，所述的缓冲剂为磷酸氢二钠；所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种；

(A2)、在种子乳液基础上，滴加硅丙预乳化单体，滴加时间2.5-3小时，反应温度80-85℃，恒温反应1-1.5小时，即得到硅丙乳液；

(A3)、在硅丙乳液基础上，滴加含氟丙烯酸酯预乳化单体，滴加时间2.5-3小时，反应温度80-85℃，恒温83-87℃条件下，反应2-3小时，降温至40℃左右，加入助剂，调整PH值在7-8，出料，过滤即得到水性羟基氟硅丙烯酸树脂，助剂为中和剂、消泡剂、成膜助剂、杀菌剂、防冻剂中的一种；

B：水性双组分氟硅丙烯酸防腐涂料的制备：将去离子水、分散剂、润湿剂加入桶内，在搅拌条件下加入颜填料，经(900-1400rpm)高速分散30min，然后进入磨细(细度≤10-30μm)，再注入调漆灌，在搅拌条件下加入水性羟基氟硅树脂、消泡剂、流变剂、增稠流平剂、成膜助剂、防冻剂、杀菌剂充分搅拌均匀(80-120rpm)，过滤，即得到B组分水性羟基氟硅漆料，由亲水改性的聚异氰酸酯和稀释剂按规定比例混合均匀为固化剂A组分，在使用时将A∶B按10∶0.5-1.5比例手工或机械搅拌均匀，即为本发明水性双组分氟硅丙烯酸防腐涂料产品，通过以含羟基的有机硅烷改性核部含羟基丙烯酸乳液，以聚硅氧烷为软段合成的聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物，以含氟丙烯酸单体氟化丙烯酸酯为壳部含羟基丙烯酸乳液，使产品具备极好的耐紫外线和核辐射性能，同时还具备优良的耐磨及柔韧性，且低表面能、高抗能强度、高耐候性、耐化学品、防毒阻燃、耐热，能够满足航空、化工、车输、木器、建筑等方面的应用需求。

本发明所述的一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备系统，包括进料、融合反应和出料，所述的进料、融合反应和出料均是通过采用可编程控制器PLC实现自动控制，实现对本项目三种原料自动混料过程的控制，同时采用变频器进行变频调速，控制电机的转速，以实现三种搅拌速度；应用工业组态监控技术，以模拟显示并实时监控混料系统的全部工作过程；利用工业组态软件MCGS作为上位机监控软件，模拟显示并实时监控自动混料系统的全部工作过程，实时监控混料系统可采用两种方式启动和停止系统工作；各进料阀和放料阀可实时打开和关闭，并伴随液体流动快的流动，模拟显示进料和放料的工作工程；三个液位指示灯可根据实际混料罐中液位高度实时点亮；转速指示灯实时显示搅拌器三种转速状态；加热器指示灯实时显示加热器工作状态；混料罐空指示灯实时显示一个混料过程结束，即混料罐排空；整个控制过程可自动循环。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

A：水性羟基氟硅丙烯酸树脂的制备步骤如下：

(A1)、先将去离子水、乳化剂、缓冲剂、引发剂、少量硅丙预乳化单体混合后加入反应釜中，升温至80-89℃，恒温20-30min即得到种子乳液；

(A2)、在种子乳液基础上，滴加硅丙预乳化单体，滴加时间2.5-3小时，反应温度80-85℃，恒温反应1-1.5小时，即得到硅丙乳液；

(A3)、在硅丙乳液基础上，滴加含氟丙烯酸酯预乳化单体，滴加时间2.5-3小时，反应温度80-85℃，恒温83-87℃条件下，反应2-3小时，降温至40℃左右，加入助剂，调整PH值在7-8，出料，过滤即得到水性羟基氟硅丙烯酸树脂；

B：水性双组分氟硅丙烯酸防腐涂料的制备：将去离子水、分散剂、润湿剂加入桶内，在搅拌条件下加入颜填料，经(900-1400rpm)高速分散30min，然后进入磨细(细度≤10-30μm)，再注入调漆灌，在搅拌条件下加入水性羟基氟硅树脂、消泡剂、流变剂、增稠流平剂、成膜助剂、防冻剂、杀菌剂充分搅拌均匀(80-120rpm)，过滤，即得到B组分水性羟基氟硅漆料，由亲水改性的聚异氰酸酯和稀释剂按规定比例混合均匀为固化剂A组分，在使用时将A∶B按一定比例手工或机械搅拌均匀，即为本发明水性双组分氟硅丙烯酸防腐涂料产品。

2.根据权利要求1所述的一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺，其特征在于：所述的使用时A、B组分的比例为10∶0.5-1.5。

3.根据权利要求1所述的一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺，其特征在于：所述步骤(A1)中的乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、1-丙烯氨基2-羟基丙烷磺酸钠、丙烯氧基丙基烷基酚基聚醚硫酸铵、含双键的聚醚、醇醚磺基琥珀酸盐、烷基酚聚醚、烷基酚醚硫酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐中的两种或以上的组合，所述的缓冲剂为磷酸氢二钠；所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备工艺，其特征在于：所述步骤(A3)中的助剂为中和剂、消泡剂、成膜助剂、杀菌剂、防冻剂中的一种。

5.一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备系统，其特征在于：包括进料、融合反应和出料，所述的进料、融合反应和出料均是通过采用可编程控制器PLC实现自动控制，实现对本项目三种原料自动混料过程的控制，同时采用变频器进行变频调速，控制电机的转速，以实现三种搅拌速度。

6.根据权利要求5所述的一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备系统，其特征在于：应用工业组态监控技术，以模拟显示并实时监控混料系统的全部工作过程。

7.根据权利要求6所述的一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备系统，其特征在于：利用工业组态软件MCGS作为上位机监控软件，模拟显示并实时监控自动混料系统的全部工作过程。

8.根据权利要求5所述的一种水性双组份氟硅丙烯酸聚氨酯防腐涂料的制备系统，其特征在于：所述的实时监控混料系统可采用两种方式启动和停止系统工作；各进料阀和放料阀可实时打开和关闭，并伴随液体流动快的流动，模拟显示进料和放料的工作工程；三个液位指示灯可根据实际混料罐中液位高度实时点亮；转速指示灯实时显示搅拌器三种转速状态；加热器指示灯实时显示加热器工作状态；混料罐空指示灯实时显示一个混料过程结束，即混料罐排空；整个控制过程可自动循环。