CN105368319A - 一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料及其制备方法。所述耐磨生漆涂料由以下质量百分比的组分制成：生漆60%～75%，植物微晶纤维素10～18%，改性剂8%～15%，分散剂1%～7%，稀释剂5%～8%，功能性助剂2%～5%，偶联剂0.5～1.5%。本发明利用植物微晶纤维素与生漆和其他助剂的合理复配，克服了生漆施工条件要求较高、需要特定的温湿环境的缺陷，使得生漆涂料不受温湿度影响，能在低温、低湿条件下固化，实现了常温施工，能够缩短生漆的施工周期、降低生产成本；而且还保留了生漆耐磨性好、摩擦力适中的优势。经验证证明，该耐磨生漆涂料具有优异的耐腐蚀能力，耐酸、耐水、耐介质性能优良。

Description

一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于耐磨涂料技术领域。更具体地，涉及一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料及其制备方法。
背景技术
选矿摇床被作为重选设备，曾广泛用于砂金等矿物的分选，主要用于选金或选煤等。选矿摇床可以使矿粒按其密度和粒度不同而沿不同方向运动，并从给矿槽开始沿对角线呈扇形展开，依次沿床面的边沿排出，排矿线很长，能精确地产出多种质量不同的产物，如精矿、次精矿、中精矿和尾矿等。摇床的表面性能，尤其是耐磨性能，对于选矿效果及设备的维护是至关重要的因素之一。传统的摇床耐磨涂层一般用生漆涂刷，但是作为中国传统的涂料产品，生漆也有许多弱点，比如漆膜干燥时间长、颜色单一、价格昂贵、有毒性、漆酚对人体还容易引起过敏、不耐强氧化剂、耐碱性差、施工受温湿度影响较大等，一般在温度25～30℃，相对湿度大于80～90％的条件下，才能顺利的干燥固化成膜。现在，摇床耐磨涂层多用化学合成涂料或用玻璃钢树脂化学合成涂料或玻璃钢树脂，但是，由于表面光滑，摩擦系数小，选矿率低。
虽然生漆具有上述的缺点，但是生漆涂刷的摇床具有一定的耐磨性，摩擦力适中，选矿率高于化学合成涂料和玻璃钢树脂摇床，是一种高性能的生物基材料，是目前世界上已知涂料中唯一不需要化学合成、能在漆酶的催化作用下完成生物转化、常温即可固化成膜的天然生物高分子材料，对环境不会构成任何破坏。由于生漆特殊的结构和成膜机制，生漆不仅具有很强的抗腐蚀、抗强酸以及抗有机溶剂能力，而且有耐高温、耐磨损、防辐射、绝缘等性能，在工业设备设施保护上具有得天独厚的综合性能优势。因此，对生漆进行改性成为了生漆应用和研究的重点。开展生漆改性技术攻关，保留其优势的同时，克服其缺陷，可为生漆可持续发展寻找出路，另辟蹊径。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有生漆受温湿度影响较大、低温低湿条件下干燥慢、需要在恒温恒湿条件下施工的缺陷和不足，提供一种不受温湿度影响的能在低温、低湿条件下施工的耐磨生漆涂料，克服了生漆施工条件要求较高，需要特定的温湿环境的缺陷，常温即可干燥固化，可以缩短生漆的施工周期、降低生产成本，而且保留了生漆耐磨性、摩擦力适中的优势。
本发明的目的是提供一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料。
本发明另一目的是提供上述耐磨生漆涂料的制备方法。
本发明的再一目的是提供上述耐磨生漆涂料的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆60％～75％，植物微晶纤维素10～18％，改性剂8％～15％，分散剂1％～7％，稀释剂5％～8％，功能性助剂2％～5％，偶联剂0.5～1.5％。
优选地，所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料由以下质量百分比的组分制成：生漆64％，植物微晶纤维素13％，改性剂10％，分散剂3％，稀释剂6％，功能性助剂3％，偶联剂1％。
其中，所述植物微晶纤维素是由农林生物质原料经过5～10％的盐酸酸化、达到极限聚合度后，经中和、脱液、干燥得到。
具体地，所述植物微晶纤维素的制备工艺流程如下：
S1.按照农林生物质原料与水的质量比为1：1～3的比例，将农林生物质原料切断粉碎，加入水中；
S2.加入5～10％的盐酸溶液酸化并升温至90℃，1h后，反应结束；
S3.用水洗涤数次后，经脱液干燥至物料含水量为10％以下，出料、粉碎，得到成品。
另外，优选地，所述所述农林生物质原料是水稻秸秆、小麦秸秆、豆科秸秆、大豆皮、稻壳、核桃壳、花生壳或甘蔗渣中一种或几种。
优选地，所述生漆为陕西安康、汉中、城口、毛坝或秦岭地区所产的生漆中的一种。
优选地，所述改性剂为苯乙烯、植物油或甲基丙烯酸甲酯；所述分散剂为聚乙烯蜡；所述稀释剂为200号溶剂油和/或松节油；所述功能性助剂为KD550或膨润土；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。本领域技术人员可以在实际操作中按照需求不同而自行搭配使用。
进一步地，所述植物油优选为桐油和/或亚麻油。
更优选地，所述植物油为质量比为1：1.5～4的桐油和亚麻油。
上述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料的制备方法包括步骤如下：
(1)将生漆和稀释剂在常温下搅拌、混合，再依次加入植物微晶纤维素、分散剂、偶联剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料；其中所述的搅拌速度为1000～1400r/min；
(2)再加入改性剂和功能性助剂混匀，用稀释剂调整黏度。
本发明为了克服温湿度对生漆固化的限制，做了大量的研究和探索，发现植物微晶纤维素(MCC)对于生漆干燥性能具有很好的优化作用。本发明在传统生漆中引入了植物微晶纤维素，利用植物微晶纤维素的良好吸水性以及强剪切作用可以使MCC在水介质中形成凝胶体的特性；而且植物微晶纤维素不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂，在稀碱溶液中部分溶解、润胀，具有赋型、粘合、吸水膨胀、抗结块、助流、吸油、稳定、崩溃、分散等特性，能够很好的改善生漆的加工性能，调控生漆的干燥性，制得的耐磨生漆涂料能在低温、低湿条件下干燥，利于设备低温施工，不需要恒温恒湿条件，突破了温湿条件的限制。
本发明利用植物微晶纤维素与生漆和其他助剂的合理复配，不仅克服了生漆施工条件要求较高，需要特定的温湿环境的缺陷，使得生漆涂料不受温湿度影响，能在低温、低湿条件下固化；而且还保留了生漆耐磨性好、摩擦力适中的优势。经验证证明，该耐磨漆具有优异的耐腐蚀能力，耐酸、耐水、耐介质性能优良。
本发明具有以下有益效果：
本发明利用植物微晶纤维素与生漆和其他助剂的合理复配，克服了生漆施工条件要求较高、需要特定的温湿环境的缺陷，使得生漆涂料不受温湿度影响，能在低温、低湿条件下固化，实现了常温施工，能够缩短生漆的施工周期、降低生产成本。
本发明的生漆涂料同时还保留了生漆耐磨性好、摩擦力适中的优势。经验证证明，该耐磨生漆涂料具有优异的耐腐蚀能力，耐酸、耐水、耐介质性能优良。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
1、一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆64％，植物微晶纤维素13％，改性剂10％，聚乙烯蜡3％，松节油6％，膨润土3％，偶联剂1％。
所述植物微晶纤维素是由农林生物质原料经过5～10％的盐酸酸化、达到极限聚合度后，经中和、脱液、干燥得到，具体制备工艺流程如下：
S1.按照农林生物质原料与水的质量比为1：1～3的比例，将农林生物质原料切断粉碎，加入水中；
S2.加入5～10％的盐酸溶液酸化并升温至90℃，1h后，反应结束；
S3.用水洗涤数次后，经脱液干燥至物料含水量为10％以下，出料、粉碎，得到成品；
其中，所述农林生物质原料是水稻秸秆、小麦秸秆、豆科秸秆、大豆皮、稻壳、核桃壳、花生壳或甘蔗渣中一种或几种。
所述生漆为安康漆，产地陕西安康。
所述改性剂为质量比为1：1.5～4的桐油和亚麻油。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
2、制备方法
(1)将生漆和稀释剂在常温下搅拌、混合，再依次加入植物微晶纤维素、分散剂、偶联剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料；其中所述的搅拌速度为1000～1400r/min；
(2)再加入改性剂和功能性助剂混匀，用稀释剂调整黏度。
3、上述制备的耐磨生漆涂料的性能测试
利用上述制备的耐磨生漆涂料对选矿摇床进行涂层测试，本实施例采用实验室小试方法，分别在10～40℃、相对湿度45～90％的不同梯度下，对摇床床面的钢板材料进行涂层实验，具体涂层方法按照本领域常规方法进行。
结果显示，所制备的耐磨生漆涂料在不同的温度、湿度梯度下均能够很好的干燥固化，无需特别的控制温度和湿度；而且漆膜不脱落、不起泡、不龟裂，摩擦力适中。
实施例2
1、一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆60％～75％，植物微晶纤维素10～18％，桐油8％～15％，聚乙烯蜡1％～7％，200号溶剂油5％～8％，KD5502％～5％，偶联剂0.5～1.5％。
所述生漆为汉中漆，产地汉中。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
2、制备方法同实施例1。
3、上述制备的耐磨生漆涂料的性能测试
利用上述制备的耐磨生漆涂料对选矿摇床进行涂层测试，本实施例采用实验室小试方法，分别在10～40℃、相对湿度45～90％的不同梯度下，对摇床床面的钢板材料进行涂层实验，具体涂层方法按照本领域常规方法进行。
结果显示，所制备的耐磨生漆涂料在不同的温度、湿度梯度下均能够很好的干燥固化，无需特别的控制温度和湿度；而且漆膜不脱落、不起泡、不龟裂，摩擦力适中。
实施例3
1、一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆60％～75％，植物微晶纤维素10～18％，亚麻油8％～15％，聚乙烯蜡1％～7％，200号溶剂油和松节油混合物5％～8％，膨润土2％～5％，偶联剂0.5～1.5％。
所述生漆为城口漆，产地城口。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
2、制备方法同实施例1。
3、上述制备的耐磨生漆涂料的性能测试
利用上述制备的耐磨生漆涂料对选矿摇床进行涂层测试，本实施例采用实验室小试方法，分别在10～40℃、相对湿度45～90％的不同梯度下，对摇床床面的钢板材料进行涂层实验，具体涂层方法按照本领域常规方法进行。
结果显示，所制备的耐磨生漆涂料在不同的温度、湿度梯度下均能够很好的干燥固化，无需特别的控制温度和湿度；而且漆膜不脱落、不起泡、不龟裂，摩擦力适中。
实施例4
1、一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆60％～75％，植物微晶纤维素10～18％，苯乙烯8％～15％，聚乙烯蜡1％～7％，松节油5％～8％，膨润土2％～5％，偶联剂0.5～1.5％。
所述生漆为毛坝漆，产地毛坝。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
2、制备方法同实施例1。
3、上述制备的耐磨生漆涂料的性能测试
利用上述制备的耐磨生漆涂料对选矿摇床进行涂层测试，本实施例采用实验室小试方法，分别在10～40℃、相对湿度45～90％的不同梯度下，对摇床床面的钢板材料进行涂层实验，具体涂层方法按照本领域常规方法进行。
结果显示，所制备的耐磨生漆涂料在不同的温度、湿度梯度下均能够很好的干燥固化，无需特别的控制温度和湿度；而且漆膜不脱落、不起泡、不龟裂，摩擦力适中。
实施例5
1、一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆60％～75％，植物微晶纤维素10～18％，甲基丙烯酸甲酯8％～15％，聚乙烯蜡1％～7％，松节油5％～8％，膨润土2％～5％，偶联剂0.5～1.5％。
所述生漆为秦岭漆，产地秦岭地区。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
2、制备方法同实施例1。
3、上述制备的耐磨生漆涂料的性能测试
利用上述制备的耐磨生漆涂料对选矿摇床进行涂层测试，本实施例采用实验室小试方法，分别在10～40℃、相对湿度45～90％的不同梯度下，对摇床床面的钢板材料进行涂层实验，具体涂层方法按照本领域常规方法进行。
结果显示，所制备的耐磨生漆涂料在不同的温度、湿度梯度下均能够很好的干燥固化，无需特别的控制温度和湿度；而且漆膜不脱落、不起泡、不龟裂，摩擦力适中。
实施例6
1、耐磨生漆涂料的配方和制备方法参照实施例1，以下各对比组与实施例1的不同之处在于：
(1)对比组1：未添加植物微晶纤维素。
(2)对比组2：用碱木质素替换植物微晶纤维素；所述碱木质素是用碱从植物组织中抽提出的木质素。
(3)对比组3：改性剂替换为桐油。
(4)对比组4：改性剂替换为亚麻油。
2、对上述各组制备的耐磨生漆涂料的性能进行测试
在25℃、相对湿度60％的条件下，对摇床床面的钢板材料进行涂层实验，具体涂层方法按照本领域常规方法进行。
干燥固化时间、耐磨性、耐水性、耐酸性的检测均按照国家标准进行。
结果如表1所示。
表1
组别 干燥固化时间 耐磨性 耐水、耐酸性
实施例1 3.5h 1级 漆膜不脱落、不起泡、不龟裂
对比组1 不能固化 / /
对比组2 15h 1级 漆膜不脱落、不起泡、不龟裂
对比组3 不能固化 / /
对比组4 不能固化 / /
其中，由于空气湿度过小，对比组1、3、4不能顺利干燥固化。而对比组2引入了木质素，木质素同属于多酚类生物基产物，可以与生漆配伍使用，虽然能够保持生漆性能，产品耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐磨、光泽度高、附着力强，但是由于不能克服温湿度条件对生漆的限制，在空气湿度过小的条件下，干燥固化不是很顺利，时间较长。
本发明利用植物微晶纤维素与生漆和其他助剂的合理复配，克服了生漆施工条件要求较高、需要特定的温湿环境的缺陷，使得生漆涂料不受温湿度影响，能在低温、低湿条件下固化，实现了常温施工，而且还保留了生漆耐磨性好、摩擦力适中的优势。
本发明上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，其特征在于，由以下质量百分比的组分制成：生漆60%～75%，植物微晶纤维素10～18%，改性剂8%～15%，分散剂1%～7%，稀释剂5%～8%，功能性助剂2%～5%，偶联剂0.5～1.5%。
2.根据权利要求1所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，其特征在于，由以下质量百分比的组分制成：生漆64%，植物微晶纤维素13%，改性剂10%，分散剂3%，稀释剂6%，功能性助剂3%，偶联剂1%。
3.根据权利要求1所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，其特征在于，所述植物微晶纤维素是由农林生物质原料经过5～10%的盐酸酸化、达到极限聚合度后，经中和、脱液、干燥得到。
4.根据权利要求3所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，其特征在于，所述植物微晶纤维素的制备工艺流程如下：
S1.按照农林生物质原料与水的质量比为1：1～3的比例，将农林生物质原料切断粉碎，加入水中；
S2.加入5～10%的盐酸溶液酸化并升温至90℃，1h后，反应结束；
S3.用水洗涤数次后，经脱液干燥至物料含水量为10%以下，出料、粉碎，得到成品。
5.根据权利要求3或4所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，其特征在于，所述农林生物质原料是水稻秸秆、小麦秸秆、豆科秸秆、大豆皮、稻壳、核桃壳、花生壳或甘蔗渣中一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，其特征在于，所述生漆为陕西安康、汉中、城口、毛坝或秦岭地区所产的生漆中的一种。
7.根据权利要求1或2所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，其特征在于，所述改性剂为苯乙烯、植物油或甲基丙烯酸甲酯；所述分散剂为聚乙烯蜡；所述稀释剂为200号溶剂油和/或松节油；所述功能性助剂为KD550或膨润土；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，其特征在于，所述植物油为桐油和/或亚麻油。
9.根据权利要求7所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料，其特征在于，所述植物油为质量比为1：1.5～4的桐油和亚麻油。
10.权利要求1～9任一所述用于选矿摇床的耐磨生漆涂料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
（1）将生漆和稀释剂在常温下搅拌、混合，再依次加入植物微晶纤维素、分散剂、偶联剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料；其中所述的搅拌速度为1000～1400r/min；
（2）再加入改性剂和功能性助剂混匀，用稀释剂调整黏度。
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