CN105524548A - 一种水性环保高温涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种水性环保高温涂料，涉及化工涂料技术领域。按质量份计，所述涂料包括20～40份的水性聚醚砜树脂、20～40份的水性聚酰胺酰亚胺树脂、5～15份水性硅树脂、1～5份的聚四氟乙烯树脂、5～15份的醚类溶剂、1～5份的颜料、5～20份的填料、0.1～1份的润湿剂、0.1～1份的消泡剂及10～30份的去离子水。本发明综合性能突出，具有突出的硬度、丰富的光泽、优秀的耐高温性能和较强的耐盐雾及抵抗水、蒸汽、油脂、溶剂、化学品等性能，并具有优良的附着力与柔韧性，此外本发明的制备方法简单易行，成本适中尤其是性价比极高，适合大批量制备。

Description

一种水性环保高温涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工涂料技术领域，具体是指一种水性环保高温涂料及其制备方法。

背景技术

随着人们物质生活水平的提高及科技的快速发展，环保问题和由此带来的健康和环境污染问题越来越引起人们的重视。从我们所离不开的呼吸的空气、喝的水、食用的食物到使用的各种生活用品，我们已经把其对人体健康的影响作为首要的考虑因素。我国的涂料产品大多数是传统的有机化学溶剂型涂料。据国际卫生组织的调查显示，传统化学溶剂涂料大多存在毒性，长期在这种环境中工作、生活对人体危害极大，许多癌症，如皮肤癌、咽喉癌发生率的上升与有毒涂料的使用有着很大关系。全球每年因使用有毒化学溶剂型涂料造成环境破坏带来的经济损失高达数百亿美金。

人类要求保护自我生存空间的呼声越来越高，环保法规也越来越严格。因此，发展绿色环保型涂料已成为涂料行业发展的趋势，工业涂料将向着水性涂料、粉末涂料、高固体份涂料和辐射固化涂料等绿色涂料方向发展。

对于许多的发电设施、化工厂、炼油厂等加热表面的涂层都需要长期一定的高温，这些设施基本都要使用耐高温涂料，他们能保持较好的性能，使被保护对象在高温环境中能起到耐热、防腐等保护作用。广泛应用于高温下工作设备的各种领域，如发动机及其排气管、烟囱、航空航天飞行器、高温炉、各种炊具的耐高温保护。

随着现代工业技术的发展，厨房用品、化工、冶金、电力等行业的设备无时无刻不在经受高温考验，在这样恶劣的条件下，设备的寿命降低，生产成本增加，并给安全生产带来极大的隐患。在高温条件下，一般的有机涂料会发生降解和炭化作用，导致图层破坏，起不到保护作用，而耐高温涂料具有在高温条件下仍能具有较强耐温和防腐等的特点，从而会极大低延长设备的使用寿命，起到保护和装饰的作用。

因此有必要研发一种水性环保耐高温涂料，使其制备工艺简单，具有突出的硬度、丰富的光泽、优秀的耐高温性能和较强耐盐雾腐蚀性且具备抵抗水、蒸汽、油脂等性能、并具有优良的附着力与柔韧性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题而提出一种水性环保高温涂料，本发明综合性能突出，具有突出的硬度、丰富的光泽、优秀的耐高温性能和较强的耐盐雾及抵抗水、蒸汽、油脂、溶剂、化学品等性能，并具有优良的附着力与柔韧性，此外本发明的制备方法简单易行，成本适中尤其是性价比极高，适合大批量制备。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明提出一种水性环保高温涂料，以下按质量份计，所述涂料包括20～40份的水性聚醚砜树脂、20～40份的水性聚酰胺酰亚胺树脂、5～15份水性硅树脂、1～5份的聚四氟乙烯树脂、5～15份的醚类溶剂、1～5份的颜料、5～20份的填料、0.1～1份的润湿剂、0.1～1份的消泡剂及10～30份的去离子水。

优选的，所述醚类溶剂选自防白水、二乙二醇乙醚、丙二醇丁醚及二乙二醇丁醚中的一种或多种。

优选的，所述颜料为无机铜镉、无机铜锰粉及水性铝粉中的一种或多种。

优选的，所述填料为滑石粉、云母粉及硫酸钡中的一种或多种。

优选的，所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂。

优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷溶液或聚醚改性聚硅氧烷溶液。

本发明的另一目的在于提供一种制备上述水性环保高温涂料的方法，包括如下步骤：

A、在研磨釜中加入配方量的水性聚醚砜树脂、水性聚酰胺酰亚胺树脂、水性硅树脂及颜料，在1900～2000rpm的转速下高速研磨2小时，使物料细度达到5μm以下；

B、将配方量的聚四氟乙烯树脂以及填料分别在研磨釜中研磨到5μm以下；

C、在搅拌釜中将配方量的醚类溶剂和去离子水混合均匀后加入步骤B中的混合物进行搅拌，使物料混合均匀；

D、在搅拌釜中将步骤A中的物料和步骤C中的物料混合均匀后加入消泡剂、润湿剂搅拌，使物料混合均匀。

本发明的有益效果：

1.改进了现有溶剂型耐高温的涂膜耐酸碱性差、耐化学溶剂和化学药品性能差、质脆易裂、污染不环保等缺点，既具有强度高、抗冲击好、防腐蚀性能优异、附着力好、装饰性高的特点，又具有耐高温、耐溶剂和化学药品性能好、耐磨性好的优点，因此能够适应不同应用场合的需要；

2.本发明的制备工艺简单，施工方便，简单易行，解决了一些耐高温涂料必须高温烘烤的问题；

3.由水性耐高温树脂配制而成，其涂层坚固耐用，具有突出的硬度、耐盐雾腐蚀、优秀的耐高温性能和较强的抵抗水、蒸汽、油脂以及化学品等性能，并具有优良的附着力与柔韧性，可完全取代现有的溶剂型有机硅等高温涂料。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

为了解决现有技术中的涂料污染环境以及性能不足的缺陷，本发明提出一种水性环保高温涂料，以下按质量份计，所述涂料包括20～40份的水性聚醚砜树脂、20～40份的水性聚酰胺酰亚胺树脂、5～15份水性硅树脂、1～5份的聚四氟乙烯树脂、5～15份的醚类溶剂。作为一种优选方案，如需制备不同应用领域涂料时，所述水性环保耐高温涂料还含有填料和/或颜料，其含量分别1～5份的颜料、5～20份的填料，为保证涂料的流动性和涂装性，制备涂料时，还需要根据用途需要，添加润湿剂、消泡剂等本领域常用的添加剂中的一种或几种，优选的，所述水性环保高温涂料还包括0.1～1份的润湿剂、0.1～1份的消泡剂及10～30份的去离子水。

上述水性聚醚砜树脂和水性聚酰胺酰亚胺树脂以及水性硅树脂，采用本领域市场上常规的，常用的固含量范围的产品，即水性聚醚砜树脂的固含量为24～26%，聚酰胺酰亚胺树脂的固含量为25～30%，水性硅树脂的固含量为55～65%。

优选的，所述醚类溶剂选自防白水、二乙二醇乙醚、丙二醇丁醚及二乙二醇丁醚中的一种或多种。

优选的，所述颜料为无机铜镉、无机铜锰粉及水性铝粉中的一种或多种。

优选的，所述填料为滑石粉、云母粉及硫酸钡中的一种或多种。

优选的，所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂。

优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷溶液或聚醚改性聚硅氧烷溶液。

如需制备包含上述组分及用量的水性环保高温涂料，按照下列步骤进行即可：

A、在研磨釜中加入配方量的水性聚醚砜树脂、水性聚酰胺酰亚胺树脂、水性硅树脂及颜料，在1900～2000rpm的转速下高速研磨2小时，使物料细度达到5μm以下；

B、将配方量的聚四氟乙烯树脂以及填料分别在研磨釜中研磨到5μm以下；

C、在搅拌釜中将配方量的醚类溶剂和去离子水混合均匀后加入步骤B中的混合物进行搅拌，使物料混合均匀；

D、在搅拌釜中将步骤A中的物料和步骤C中的物料混合均匀后加入消泡剂、润湿剂搅拌，使物料混合均匀。

从上述步骤中可以看出本发明的制备工艺简单，施工方便，简单易行，解决了一些耐高温涂料必须高温烘烤的问题。

以下结合具体实施例对本发明作进一步描述，这些实施例不能理解为限定本发明所要求保护的范围。

实施例一

本实施例水性环保高温涂料的组分及配比如表一所示，其中，所述颜料为黑粉是市场上所售的常见产品。在研磨釜中加入38KG的水性聚醚砜树脂、26KG的水性聚酰胺酰亚胺树脂、8KG的水性硅树脂及2KG的无机黑粉，在1900～2000rpm的转速下高速研磨2小时，使物料细度达到5μm以下，形成混合物1；将1.5KG的聚四氟乙烯树脂以及1.5KG的滑石粉、0.7KG的云母粉及6.5KG的硫酸钡分别在研磨釜中研磨到5μm以下，形成混合物2；在搅拌釜中将7KG的醚类溶剂和8KG的去离子水混合均匀后加入混合物2中进行搅拌，使物料混合均匀，形成混合物3；在搅拌釜中将混合物1和混合物3混合均匀后加入0.5KG的消泡剂及0.3KG的润湿剂搅拌，使物料混合均匀。

表一实施例一组分及用量表

上述制成的水性环保高温涂料的各性能如表二所示。

表二实施例一的性能参数表

产品指标	测试方法	测试结果
			颜色	目测	黑色
光泽	60°光泽仪	30°
			附着力	3M 898#胶纸,百格测试	5次OK
铅笔硬度(25℃)	三菱铅笔	≥2H
			耐磨性	3M747B百洁布，5%洗洁精，1.5KG力	≥1000次
耐盐雾	盐雾测试仪，5%NaCl	>48h
			耐热性	400°C 保温 1小时	外观无变化
耐酸性	5%硫酸	7天外观无异常
			耐碱性	5%氢氧化钠	7天外观无异常
SUV（耐紫外线模拟老化测试）	1000小时	光泽保持率>95%,无粉化点
			耐温水性	50°C下浸泡10天	外观无异常
二甲苯浸泡实验	25°C下浸泡10天，	外观无异常

实施例二

本实施例水性环保高温涂料的组分及配比如表三所示，其中，所述颜料为黑粉和银粉是市场上所售的常见产品。在研磨釜中加入18KG的水性聚醚砜树脂、36KG的水性聚酰胺酰亚胺树脂、12KG的水性硅树脂、3KG的黑粉及1.5KG的银粉，在1900～2000rpm的转速下高速研磨2小时，使物料细度达到5μm以下，形成混合物4；将3.55KG的聚四氟乙烯树脂以及3.5KG的滑石粉及2.7KG的云母粉分别在研磨釜中研磨到5μm以下，形成混合物5；在搅拌釜中将7KG的醚类溶剂和18KG的去离子水混合均匀后加入混合物5中进行搅拌，使物料混合均匀，形成混合物6；在搅拌釜中将混合物4和混合物6混合均匀后加入0.5KG的消泡剂及0.3KG的润湿剂搅拌，使物料混合均匀。

表三实施例二组分及用量表

原料名称	投料量（公斤）
		水性聚醚砜树脂	18
水性聚酰胺酰亚胺树脂	36
		水性硅树脂	12
黑粉	3
		滑石粉	3.5
云母粉	2.7
		银粉	1.5
聚四氟乙烯树脂	3.5
		润湿剂	0.3
消泡剂	0.5
		醚类溶剂	7
去离子水	18

上述制成的水性环保高温涂料的各性能如表四所示。

表四实施例二的性能参数表

产品指标	测试方法	测试结果
			颜色	目测	黑色闪银
光泽	60°光泽仪	20°
			附着力	3M 898#胶纸,百格测试	5次OK
铅笔硬度(25℃)	三菱铅笔	≥3H
			耐磨性	3M747B百洁布，5%洗洁精，1.5KG力	≥2000次
耐盐雾	盐雾测试仪，5%NaCl	>48h
			耐热性	400°C 保温 1小时	外观无变化
耐酸性	5%硫酸	7天外观无异常
			耐碱性	5%氢氧化钠	7天外观无异常
SUV（耐紫外线模拟老化测试）	1000小时	光泽保持率>95%,无粉化点
			耐温水性	50°C下浸泡10天	外观无异常
二甲苯浸泡实验	25°C下浸泡10天，	外观无异常

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种水性环保高温涂料，其特征在于，以下按质量份计，所述涂料包括20～40份的水性聚醚砜树脂、20～40份的水性聚酰胺酰亚胺树脂、5～15份水性硅树脂、1～5份的聚四氟乙烯树脂、5～15份的醚类溶剂、1～5份的颜料、5～20份的填料、0.1～1份的润湿剂、0.1～1份的消泡剂及10～30份的去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种水性环保高温涂料，其特征在于，所述醚类溶剂选自防白水、二乙二醇乙醚、丙二醇丁醚及二乙二醇丁醚中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种水性环保高温涂料，其特征在于，所述颜料为无机铜镉、无机铜锰粉及水性铝粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种水性环保高温涂料，其特征在于，所述填料为滑石粉、云母粉及硫酸钡中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种水性环保高温涂料，其特征在于，所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂。

6.根据权利要求1所述的一种水性环保高温涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚硅氧烷溶液或聚醚改性聚硅氧烷溶液。

7.制备如权利要求1所述的水性环保高温涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、在研磨釜中加入配方量的水性聚醚砜树脂、水性聚酰胺酰亚胺树脂、水性硅树脂及颜料，在1900～2000rpm的转速下高速研磨2小时，使物料细度达到5μm以下；

B、将配方量的聚四氟乙烯树脂以及填料分别在研磨釜中研磨到5μm以下；

C、在搅拌釜中将配方量的醚类溶剂和去离子水混合均匀后加入步骤B中的混合物进行搅拌，使物料混合均匀；

D、在搅拌釜中将步骤A中的物料和步骤C中的物料混合均匀后加入消泡剂、润湿剂搅拌，使物料混合均匀。