CN107903729A

CN107903729A - 一种隔热耐磨涂料及其制备方法

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Publication number: CN107903729A
Application number: CN201711286286.4A
Authority: CN
Inventors: 田亮亮; 陈美静
Original assignee: Chongqing University of Arts and Sciences
Current assignee: Nanning Point Energy Saving Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2018-04-13
Anticipated expiration: 2037-12-07
Also published as: CN107903729B

Abstract

一种隔热耐磨涂料，它是由下原材料制得：双酚A型环氧树脂5~9份、苯丙乳液8~13份、丙二醇3~7份、去离子水12~18份、硅藻土12~16份、滑石粉15~20份、邻苯二甲酸二丁酯8~12份、聚乙烯醇缩丁醛5~9份、环己酮肟2~6份、二氧化钛1~3份、甲醇3~6份、钛酸镁钾涂料添加剂5~10份。本发明一种隔热耐磨涂料，涂覆后隔热效果优异，涂层附着性优异，不会出现起皮现象，耐磨性能优异，其磨耗值小于21%，耐高温性能优异，性能实验考察未见龟裂、气泡等现象，耐低温性能优异，性能实验考察未见开裂等现象，说明其耐低温性能优越，本发明制备工艺简单可行，产量大，成本低，适合市场推广应用。

Description

一种隔热耐磨涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种隔热耐磨涂料的制备方法。

背景技术

隔热涂料是近几年发展起来的一种具有隔热、防晒、节能、环保、施工简易、工期短、见效快的功能性涂料。目前用的比较多隔热涂料为隔绝型涂料，通过涂料自身的高热阻来实现隔热的一种涂料，属于厚膜涂料，由于存在自身材料结构带来的缺陷，如干燥周期燥收缩大，吸湿率大，对墙体的粘结强度偏低以及装饰性有待进一步改善等。

钛酸镁钾具有优异的力学性能，其特殊的层状结构又赋予其许多独特的物理化学特性，因此具有诱人的广阔应用前景，尤其是在汽车行业，其应用正在日益受到重视。日本专利公报5-221795曾描述过层状钛酸镁钾的制备方法，日本专利公报2000-230618描述过将其作为摩擦材料的摩擦控制剂，所制备的摩擦材料在低温至高温都具有稳定的摩擦和磨损性能。作为新一代摩擦材料，钛酸镁钾在刹车片中的使用，不仅可以大大提高刹车性能，而且可以降低刹车噪音、大幅度改善踩刹车时的脚感、大大提高刹车片的使用寿命等。钛酸镁钾是一种新型高性能无机材料，它不仅可以作为摩擦材料用于汽车刹车领域，它还可以作为增强材料、离子交换材料等领域的使用。

目前，市场上已有隔热涂料均不同程度的存在隔热效率低，涂覆过程存在涂层附着性不好，易于“起皮”，涂覆后耐磨性也不够理想，无法满足使用需求，上述技术问题最终导致产品质量下降从而制约着涂料领域的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔热耐磨涂料。

本发明的另一个目的在于提供一种耐热耐磨涂料的制备方法。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种隔热耐磨涂料，其特征在于，它是由下列重量配比的原材料制得：双酚A型环氧树脂5～9份、苯丙乳液8～13份、丙二醇3～7份、去离子水12～18份、硅藻土12～16份、滑石粉15～20份、邻苯二甲酸二丁酯8～12份、聚乙烯醇缩丁醛5～9份、环己酮肟2～6份、二氧化钛1～3份、甲醇3～6份、钛酸镁钾涂料添加剂5～10份；其中，所述钛酸镁钾涂料添加剂是以钛酸镁钾、聚乙烯醇、硅溶胶、硅烷偶联剂KH550、脂肪胺聚氧乙烯醚为原材料，分别经过配液、混合、分散等步骤制得。

进一步，一种隔热耐磨涂料，其特征在于，所述钛酸镁钾涂料添加剂是按下列步骤制得：

1.配液：将聚乙烯醇与纯化水混合，于100℃水浴加热并搅拌3～4小时，搅拌转速12r/min～18r/min，将其制成质量分数为5％～10％的聚乙烯醇溶液，得溶液1，备用；另取硅烷偶联剂KH550加入体积分数为30％～60％的乙醇溶液中，搅拌，混匀得硅烷偶联剂KH550溶液，得溶液2，备用；所述硅烷偶联剂KH550与乙醇溶液的质量体积比为1:35～45；

2.混合：将钛酸镁钾加入溶液2中，搅拌5～10min，设置搅拌转速60～80r/min，在继续搅拌的情况下，加入溶液1，继续搅拌1～2小时，得混合溶液，备用；

3.分散：取混合溶液，加入硅溶胶搅拌均匀，在搅拌条件下滴加脂肪胺聚氧乙烯醚，滴加速度为100～120滴/min，滴加完毕后，继续搅拌15～25min，随后置于超声仪中，设置超声频率20～30HZ，超声2～3小时，再经过滤、烘干、即得成品。

进一步，一种隔热耐磨涂料，其特征在于，所述钛酸镁钾涂料添加剂中钛酸镁钾占整个分散体系的质量分数为13％～25％、硅溶胶占整个分散体系的质量分数为15％～22％，聚乙烯醇占整个分数体系的质量分数为55％～65％，硅烷偶联剂占整个分散体系的质量分数为0.8％～1.5％，脂肪胺聚氧乙烯醚占整个分散体系的质量分数为0.05～0.08％。

进一步，优选地，上述钛酸镁钾为如下晶型，其在衍射角度2θ在12.37°、17.51°、23.27°、25.81°、27.69°、35.27°、36.19°、37.66°、39.73°、40.40°、45.27°、48.09°、52.61°、54.27°、58.02°、63.31°、64.29°、66.28°、67.89°、69.73°、70.62°、73.81°、75.28°、83.29°、88.16°处有衍射峰。

进一步，上述钛酸镁钾晶型，其特征在于：它具有如图1所示的X-射线粉末衍射图。

进一步，上述钛酸镁钾晶型的直径为0.3～2μm，长度为4～15μm。

一种隔热耐磨涂料的制备方法，其特征在于，它是通过下列步骤制得：

1、将双酚A型环氧树脂、苯丙乳液、丙二醇、去离子水、硅藻土、滑石粉、甲醇按上述比例混合，置于搅拌机中，设置搅拌转速10～15r/min，搅拌混匀30～35min，在继续搅拌情况下加入上述的邻苯二甲酸二丁酯，加入完毕后，将上述物料加入剪切机中，以6000～8000r/min，剪切20～25min，取出，再次置于搅拌机中，备用；

2、设置搅拌机转速30～35r/min，搅拌情况下，将聚乙烯醇缩丁醛、环己酮肟、二氧化钛、钛酸镁钾涂料添加剂依次加入搅拌机中，加入完毕后，继续搅拌10～15min，取出，备用；

3、取步骤2中制得的物料进行喷涂、固化即可。

本发明具有如下的有益效果：

本发明一种隔热耐磨涂料，涂覆后隔热效果优异，涂层附着性优异，不会出现起皮现象，耐磨性能优异，其磨耗值小于21％，耐高温性能优异，性能实验考察未见龟裂、气泡等现象，耐低温性能优异，性能实验考察未见开裂等现象,说明其耐低温性能优越，本发明制备工艺简单可行，产量大，成本低，适合市场推广应用。

附图说明

图1为本发明钛酸镁钾X射线衍射图。

图2为本发明钛酸镁钾扫描电镜图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1：一种耐热耐磨涂料的制备方法

钛酸镁钾晶须的制备：偏钛酸(或者二氧化钛)、无水碳酸钾、氢氧化镁(或者氧化镁，六水硝酸镁，碱式碳酸镁)将其分别按[n(Ti)：n(K)]＝3.5：1的摩尔比配料，其中以与原料等摩尔量的氯化钾KCl作为助熔剂。以酒精为介质球磨4h，混合均匀后在真空干燥箱中80度烘干，然后将混合好的原料放入刚玉坩埚中在马弗炉中加热850度，保温2h，自然冷却。将获得产物用80度蒸馏水反复洗涤产物直至无Cl^-离子为止(用AgNO₃溶液检测)，然后将白色粉末过滤、烘干，得到钛酸镁钾晶须。

钛酸镁钾涂料添加剂的制备：

1.配液：将聚乙烯醇与纯化水混合，于100℃水浴加热并搅拌3小时，搅拌转速18r/min，将其制成质量分数为10％的聚乙烯醇溶液，得溶液1，备用；另取硅烷偶联剂KH550加入体积分数为60％的乙醇溶液中，搅拌，混匀得硅烷偶联剂KH550溶液，得溶液2，备用；所述硅烷偶联剂KH550与乙醇溶液的质量体积比为1:35；

2.混合：将钛酸镁钾加入溶液2中，搅拌5min，设置搅拌转速80r/min，在继续搅拌的情况下，加入溶液1，继续搅拌2小时，得混合溶液，备用；

3.分散：取混合溶液，加入硅溶胶搅拌均匀，在搅拌条件下滴加脂肪胺聚氧乙烯醚，滴加速度为100滴/min，滴加完毕后，继续搅拌25min，随后置于超声仪中，设置超声频率20HZ，超声2小时，再经过滤、烘干、即得成品。

一种隔热耐磨涂料配方：双酚A型环氧树脂5份、苯丙乳液8份、丙二醇3份、去离子水12份、硅藻土12份、滑石粉15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、聚乙烯醇缩丁醛5份、环己酮肟2份、二氧化钛1份、甲醇3份、钛酸镁钾涂料添加剂5份；

1、将双酚A型环氧树脂、苯丙乳液、丙二醇、去离子水、硅藻土、滑石粉、甲醇按上述比例混合，置于搅拌机中，设置搅拌转速10r/min，搅拌混匀30min，在继续搅拌情况下加入上述的邻苯二甲酸二丁酯，加入完毕后，将上述物料加入剪切机中，以6000r/min，剪切20min，取出，再次置于搅拌机中，备用；

2、设置搅拌机转速30r/min，搅拌情况下，将聚乙烯醇缩丁醛、环己酮肟、二氧化钛、钛酸镁钾涂料添加剂依次加入搅拌机中，加入完毕后，继续搅拌10min，取出，备用；

3、取步骤2中制得的物料进行喷涂、固化即可。

实验1：隔热效能实验：

实验结果表明：本发明隔热涂料隔热效果好。

实验2：本发明涂料性能实验：

取本发明制得的涂料按《路面标线涂料》中相应实验进行验证，其实验结果见下表：

实验结果表明：本发明隔热耐磨涂料的耐磨性能、耐高温性能、耐低温性能、黏附性能等均优异。

实施例2

将实施例1所制得的钛酸镁钾，做XRD测试：

采用X射线衍射仪(XRD，XˊPertPro，Philips，Netherlands)分析烧后试样粉末样的物相结构，以Cu-Kα为辐射源，管电压40KV，管电流为30mA，收集衍射角2θ＝7～90°的衍射峰。其X射线粉末衍射图如图1所示。所述钛酸镁钾在衍射角度2θ在12.37°、17.51°、23.27°、25.81°、27.69°、35.27°、36.19°、37.66°、39.73°、40.40°、45.27°、48.09°、52.61°、54.27°、58.02°、63.31°、64.29°、66.28°、67.89°、69.73°、70.62°、73.81°、75.28°、83.29°、88.16°处有衍射峰。

实施例3：一种耐热耐磨涂料的制备方法

钛酸镁钾隔热涂料添加剂的制备方法：取实施例1制得的钛酸镁钾，按下列步骤制得：

1.配液：将6000g聚乙烯醇与纯化水混合，于100℃水浴加热并搅拌3小时，搅拌转速18r/min，将其制成质量分数为10％的聚乙烯醇溶液，得溶液1，备用；另取硅烷偶联剂KH550 142g加入体积分数为30％的乙醇溶液中，搅拌，混匀得硅烷偶联剂KH550溶液，得溶液2，备用；所述硅烷偶联剂KH550与乙醇溶液的质量体积比为1:35；

2.混合：将2050g钛酸镁钾加入溶液2中，搅拌10min，设置搅拌转速80r/min，在继续搅拌的情况下，加入溶液1，继续搅拌2小时，得混合溶液，备用；

3.分散：取混合溶液，加入1800g硅溶胶，搅拌均匀，在搅拌条件下滴加8g脂肪胺聚氧乙烯醚，滴加速度为100滴/min，滴加完毕后，继续搅拌25min，随后置于超声仪中，设置超声频率30HZ，超声3小时，再经过滤、烘干、即得成品。

一种隔热耐磨涂料配方：双酚A型环氧树脂9份、苯丙乳液13份、丙二醇7份、去离子水18份、硅藻土16份、滑石粉20份、邻苯二甲酸二丁酯12份、聚乙烯醇缩丁醛9份、环己酮肟6份、二氧化钛3份、甲醇6份、钛酸镁钾涂料添加剂10份；

1、将双酚A型环氧树脂、苯丙乳液、丙二醇、去离子水、硅藻土、滑石粉、甲醇按上述比例混合，置于搅拌机中，设置搅拌转速15r/min，搅拌混匀35min，在继续搅拌情况下加入上述的邻苯二甲酸二丁酯，加入完毕后，将上述物料加入剪切机中，以8000r/min，剪切25min，取出，再次置于搅拌机中，备用；

2、设置搅拌机转速30r/min，搅拌情况下，将聚乙烯醇缩丁醛、环己酮肟、二氧化钛、钛酸镁钾涂料添加剂依次加入搅拌机中，加入完毕后，继续搅拌15min，取出，备用；

3、取步骤2中制得的物料进行喷涂、固化即可。

取实施例3制得的涂料按实施例1的实验方法分别进行隔热效能实验和涂料性能实验，隔热效能实验表明本发明隔热涂料隔热效果好，涂料性能实验表明本品热耐磨涂料的耐磨性能、耐高温性能、耐低温性能、黏附性能等均优异。

实施例4：一种耐热耐磨涂料的制备方法

1.配液：将5900g聚乙烯醇与纯化水混合，于100℃水浴加热并搅拌3小时，搅拌转速16r/min，将其制成质量分数为8％的聚乙烯醇溶液，得溶液1，备用；另取硅烷偶联剂KH550 142g加入体积分数为50％的乙醇溶液中，搅拌，混匀得硅烷偶联剂KH550溶液，得溶液2，备用；所述硅烷偶联剂KH550与乙醇溶液的质量体积比为1:38；

2.混合：将2100g钛酸镁钾加入溶液2中，搅拌9min，设置搅拌转速70r/min，在继续搅拌的情况下，加入溶液1，继续搅拌2小时，得混合溶液，备用；

3.分散：取混合溶液，加入1850g硅溶胶，搅拌均匀，在搅拌条件下滴加8g脂肪胺聚氧乙烯醚，滴加速度为110滴/min，滴加完毕后，继续搅拌18min，随后置于超声仪中，设置超声频率25HZ，超声3小时，再经过滤、烘干、即得成品。

一种隔热耐磨涂料配方：双酚A型环氧树脂7份、苯丙乳液10份、丙二醇6份、去离子水15份、硅藻土15份、滑石粉18份、邻苯二甲酸二丁酯10份、聚乙烯醇缩丁醛8份、环己酮肟5份、二氧化钛2份、甲醇5份、钛酸镁钾涂料添加剂8份；

1、将双酚A型环氧树脂、苯丙乳液、丙二醇、去离子水、硅藻土、滑石粉、甲醇按上述比例混合，置于搅拌机中，设置搅拌转速12r/min，搅拌混匀32min，在继续搅拌情况下加入上述的邻苯二甲酸二丁酯，加入完毕后，将上述物料加入剪切机中，以7000r/min，剪切23min，取出，再次置于搅拌机中，备用；

2、设置搅拌机转速33r/min，搅拌情况下，将聚乙烯醇缩丁醛、环己酮肟、二氧化钛、钛酸镁钾涂料添加剂依次加入搅拌机中，加入完毕后，继续搅拌13min，取出，备用；

3、取步骤2中制得的物料进行喷涂、固化即可。

取实施例4制得的涂料按实施例1的实验方法分别进行隔热效能实验和涂料性能实验，隔热效能实验表明本发明隔热涂料隔热效果好，涂料性能实验表明本品热耐磨涂料的耐磨性能、耐高温性能、耐低温性能、黏附性能等均优异。

Claims

1.一种隔热耐磨涂料，其特征在于，它是由下列重量配比的原材料制得：双酚A型环氧树脂5~9份、苯丙乳液8~13份、丙二醇3~7份、去离子水12~18份、硅藻土12~16份、滑石粉15~20份、邻苯二甲酸二丁酯8~12份、聚乙烯醇缩丁醛5~9份、环己酮肟2~6份、二氧化钛1~3份、甲醇3~6份、钛酸镁钾涂料添加剂5~10份；其中，所述钛酸镁钾涂料添加剂是以钛酸镁钾、聚乙烯醇、硅溶胶、硅烷偶联剂KH550、脂肪胺聚氧乙烯醚为原材料，分别经过配液、混合、分散等步骤制得。

2.如权利要求1所述一种隔热耐磨涂料，其特征在于，所述钛酸镁钾涂料添加剂是按下列步骤制得：

A.配液：将聚乙烯醇与纯化水混合，于100℃水浴加热并搅拌3~4小时，搅拌转速12 r/min ~18r/min，将其制成质量分数为5%~10%的聚乙烯醇溶液，得溶液1，备用；另取硅烷偶联剂KH550加入体积分数为30%~60%的乙醇溶液中，搅拌，混匀得硅烷偶联剂KH550溶液，得溶液2，备用；所述硅烷偶联剂KH550与乙醇溶液的质量体积比为1:35~45；

B.混合：将钛酸镁钾加入溶液2中，搅拌5~10min，设置搅拌转速60~80r/min，在继续搅拌的情况下，加入溶液1，继续搅拌1~2小时，得混合溶液，备用；

C.分散：取混合溶液，加入硅溶胶搅拌均匀，在搅拌条件下滴加脂肪胺聚氧乙烯醚，滴加速度为100~120滴/min，滴加完毕后，继续搅拌15~25min，随后置于超声仪中，设置超声频率20~30HZ，超声2~3小时，再经过滤、烘干、即得成品。

3.如权利要求1或2所述的一种隔热耐磨涂料，其特征在于，所述钛酸镁钾涂料添加剂中钛酸镁钾占整个分散体系的质量分数为13%~25%、硅溶胶占整个分散体系的质量分数为15%~22%，聚乙烯醇占整个分数体系的质量分数为55%~65%，硅烷偶联剂占整个分散体系的质量分数为0.8%~1.5%，脂肪胺聚氧乙烯醚占整个分散体系的质量分数为0.05~0.08%。

4.如权利要求1或2所述的一种隔热耐磨涂料，其特征在于，所述钛酸镁钾为如下晶型，其在衍射角度2θ在12.37°、17.51°、23.27°、25.81°、27.69°、35.27°、36.19°、37.66°、39.73°、40.40°、45.27°、48.09°、52.61°、54.27°、58.02°、63.31°、64.29°、66.28°、67.89°、69.73°、70.62°、73.81°、75.28°、83.29°、88.16°处有衍射峰。

5.如权利要求4所述的一种隔热耐磨涂料，其特征在于：它具有如图1所示的X-射线粉末衍射图。

6.如权利要求5所述的一种隔热耐磨涂料，其特征在于：所述钛酸镁钾晶型的直径为0.3~2μm，长度为4~15μm。

7.如权利要求1所述的一种隔热耐磨涂料的制备方法，其特征在于，它是通过下列步骤制得：

A、将双酚A型环氧树脂、苯丙乳液、丙二醇、去离子水、硅藻土、滑石粉、甲醇按上述比例混合，置于搅拌机中，设置搅拌转速10~15r/min，搅拌混匀30~35min，在继续搅拌情况下加入上述的邻苯二甲酸二丁酯，加入完毕后，将上述物料加入剪切机中，以6000~8000r/min，剪切20～25min，取出，再次置于搅拌机中，备用；

B、设置搅拌机转速30~35r/min，搅拌情况下，将聚乙烯醇缩丁醛、环己酮肟、二氧化钛、钛酸镁钾涂料添加剂依次加入搅拌机中，加入完毕后，继续搅拌10~15min，取出，备用；

C、取步骤B中制得的物料进行喷涂、固化即可。