CN108129603A - 一种泵用涂料成膜剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泵用涂料成膜剂的制备方法，包括如下步骤：先将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、过氧化苯甲酰、纳米二氧化钛、硫酸亚铁、氯化锌、硫酸镁、硫酸铝、稀土、硅烷偶联剂按对应比例混合后，再与二甲苯混合反应，最后制得成膜剂。本发明对涂料成膜剂的加工方法进行了特殊的改进处理，有效改善了丙烯酸树脂成膜剂的使用品质，提升了其耐温、耐磨、耐腐、成膜、附着特性，进而增强了涂料的使用特性，具有很好的推广应用价值。

Description

一种泵用涂料成膜剂的制备方法
技术领域
本发明属于泵加工制造领域，具体涉及一种泵用涂料成膜剂的制备方法。
背景技术
泵是现在人们生活中必不可少的机械设备之一，为日常的生产提供了便利。泵的种类较多，根据具体的使用情况可针对性的选择。而多数泵体均需要进行防腐处理，即经过涂料的涂覆以增强其耐酸碱耐腐蚀等性能，进而提升其使用寿命。
树脂基涂料是现有常见的泵用涂料之一，其是以树脂成分作为成膜剂，辅以其它的助剂来提升泵的使用特性，常见的成膜剂有环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂等。成膜剂的自身特性较大程度上决定了涂料整体的使用品质，与涂料的成膜性、耐腐性、耐磨性等息息相关。目前多数涂料的成膜剂性能不佳，导致对于泵的防护改善效果不好，需要进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种泵用涂料成膜剂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种泵用涂料成膜剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按对应重量份称取下列物质备用：15~20份丙烯酸丁酯、10~15份甲基丙烯酸甲酯、6~9份丙烯酸、4~7份过氧化苯甲酰、0.2~0.5份纳米二氧化钛、0.1~0.3份硫酸亚铁、0.1~0.2份氯化锌、0.1~0.3份硫酸镁、0.2~0.3份硫酸铝、1~1.5份稀土、2~4份硅烷偶联剂；
（2）将步骤（1）所称取的所有成分共同放入反应釜内，混合均匀后得混合物，然后向反应釜内加入混合物总质量2~2.5倍的二甲苯，接着加热保持反应釜内的温度为73~78℃，不断搅拌处理2~3h后蒸馏出多余的二甲苯即得成膜剂。
进一步的，步骤（1）中所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为1~20nm，纳米二氧化钛在添加使用前还进行了紫外线辐照处理，具体是将纳米二氧化钛放入到紫外线辐照仪中，控制辐照的功率为700~800W，紫外线的波长为260~280nm，辐照处理6~8min。
进一步的，步骤（1）中所述的稀土由镧、镱、铈、钇中的至少一种组成。
进一步的，步骤（1）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
进一步的，步骤（2）中所述的搅拌处理的转速为500~600转/分钟。
丙烯酸树脂是现有涂料中常见的一种成膜剂，为了提升其使用效果，现有用硅烷偶联剂对其进行改性，制成有机硅改性丙烯酸树脂的方法，可进一步提升丙烯酸树脂的成膜性、吸附性、耐温耐磨等特性，但随着泵类设计要求的不断提升，对于涂料的品质要求也在不断提高，而成膜剂是改善涂料品质很好的着手点。本发明通过大量的实验总结，对丙烯酸树脂成膜剂进行了特殊的改进生产，有效增强了其使用品质，改善了涂料的使用性能，其中选择了丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸三种物质作为单体成分，其共同聚合形成的丙烯酸树脂具有良好的耐温、耐腐、附着特性，为成膜剂整体的良好品质奠定了基础，添加了硅烷偶联剂与丙烯酸树脂的单体共聚，形成了一种复杂的大分子网络结构，有效提升了成膜的特性，提高了整体的交联度，改善了涂料的耐水耐腐性能，而为了进一步提升有机硅改性丙烯酸树脂的使用特性，又添加了小颗粒纳米二氧化钛成分，其经过紫外线辐照处理后，纳米二氧化钛表面产生了大量的活性自由基团，其能在丙烯酸树脂单体聚合时，通过化学键连接，有效的穿插固定在有机硅改性丙烯酸树脂井字形链格内，进一步提升了丙烯酸树脂成膜剂的耐温、耐腐、耐磨、粘附性能，而涂料中通常会添加无机填料颗粒成分，原始的丙烯酸树脂与此类填料间的结合性能差，对此本发明又在聚合反应时添加了硫酸亚铁、氯化锌、硫酸镁和硫酸铝成分，此多种价态的金属离子化合物能有效的提升丙烯酸树脂的活性，增强了其与无机填料间的相容结合能力，进而增强了涂料的综合品质。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对涂料成膜剂的加工方法进行了特殊的改进处理，有效改善了丙烯酸树脂成膜剂的使用品质，提升了其耐温、耐磨、耐腐、成膜、附着特性，进而增强了涂料的使用特性，具有很好的推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种泵用涂料成膜剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按对应重量份称取下列物质备用：15份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸甲酯、6份丙烯酸、4份过氧化苯甲酰、0.2份纳米二氧化钛、0.1份硫酸亚铁、0.1份氯化锌、0.1份硫酸镁、0.2份硫酸铝、1份稀土、2份硅烷偶联剂；
（2）将步骤（1）所称取的所有成分共同放入反应釜内，混合均匀后得混合物，然后向反应釜内加入混合物总质量2倍的二甲苯，接着加热保持反应釜内的温度为73℃，不断搅拌处理2h后蒸馏出多余的二甲苯即得成膜剂。
进一步的，步骤（1）中所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为1~20nm，纳米二氧化钛在添加使用前还进行了紫外线辐照处理，具体是将纳米二氧化钛放入到紫外线辐照仪中，控制辐照的功率为700W，紫外线的波长为260~265nm，辐照处理6min。
进一步的，步骤（1）中所述的稀土为稀土镧。
进一步的，步骤（1）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
进一步的，步骤（2）中所述的搅拌处理的转速为500转/分钟。
实施例2
一种泵用涂料成膜剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按对应重量份称取下列物质备用：18份丙烯酸丁酯、13份甲基丙烯酸甲酯、8份丙烯酸、6份过氧化苯甲酰、0.3份纳米二氧化钛、0.2份硫酸亚铁、0.15份氯化锌、0.2份硫酸镁、0.25份硫酸铝、1.2份稀土、3份硅烷偶联剂；
（2）将步骤（1）所称取的所有成分共同放入反应釜内，混合均匀后得混合物，然后向反应釜内加入混合物总质量2.3倍的二甲苯，接着加热保持反应釜内的温度为75℃，不断搅拌处理2.5h后蒸馏出多余的二甲苯即得成膜剂。
进一步的，步骤（1）中所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为1~20nm，纳米二氧化钛在添加使用前还进行了紫外线辐照处理，具体是将纳米二氧化钛放入到紫外线辐照仪中，控制辐照的功率为750W，紫外线的波长为265~270nm，辐照处理7min。
进一步的，步骤（1）中所述的稀土由稀土镧和稀土镱组成。
进一步的，步骤（1）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，步骤（2）中所述的搅拌处理的转速为550转/分钟。
实施例3
一种泵用涂料成膜剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按对应重量份称取下列物质备用：20份丙烯酸丁酯、15份甲基丙烯酸甲酯、9份丙烯酸、7份过氧化苯甲酰、0.5份纳米二氧化钛、0.3份硫酸亚铁、0.2份氯化锌、0.3份硫酸镁、0.3份硫酸铝、1.5份稀土、4份硅烷偶联剂；
（2）将步骤（1）所称取的所有成分共同放入反应釜内，混合均匀后得混合物，然后向反应釜内加入混合物总质量2.5倍的二甲苯，接着加热保持反应釜内的温度为78℃，不断搅拌处理3h后蒸馏出多余的二甲苯即得成膜剂。
进一步的，步骤（1）中所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为1~20nm，纳米二氧化钛在添加使用前还进行了紫外线辐照处理，具体是将纳米二氧化钛放入到紫外线辐照仪中，控制辐照的功率为800W，紫外线的波长为275~280nm，辐照处理8min。
进一步的，步骤（1）中所述的稀土由稀土镧、稀土镱、稀土铈、稀土钇组成。
进一步的，步骤（1）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
进一步的，步骤（2）中所述的搅拌处理的转速为600转/分钟。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去甲基丙烯酸甲酯成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在纳米二氧化钛添加使用前不进行紫外线辐照处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在步骤（2）处理时，不将纳米二氧化钛成分添加参与共聚反应，而是将对应重量份的纳米二氧化钛直接添加混合于成品成膜剂中，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比，省去纳米二氧化钛成分，除此外的方法步骤均相同。
对照组
未经特殊处理的市售普通丙烯酸树脂成膜剂。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对照组对应的成膜剂进行品质测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
附着力（%） 拉伸剪切强度（MPa） 耐酸性（h） 耐盐性（h）
实施例2 100 4.2 164 h脱落 141 h脱落
对比实施例1 99.46 3.7 137h脱落 124h脱落
对比实施例2 99.68 3.9 150h脱落 130h脱落
对比实施例3 99.13 3.5 125h脱落 116h脱落
对比实施例4 98.72 3.3 110h脱落 103h脱落
对照组 98.47 3.2 108h脱落 98h脱落
注：上表1中所述的附着力采用划格法进行测定，具体是将丙烯酸树脂涂于试板上，待其干燥成膜后，在试板的三个不同位置进行试验，这些位置彼此间距离和距试板边缘最近的距离不应小于5mm，用刀片和刻度尺在样板的纵横方向切割每条间距为1mm的切痕，纵横切割相交成100个正方形，统计未脱落的方格比例；所述的拉伸剪切强度测试具体是：按标准裁取合金板，将丙烯酸树脂涂敷于合金板上，标准试样的搭接长度是12.5±0.5mm，合金板的厚度是2.0±0.1mm。把试样对称的夹在上下夹持器中，夹持至搭接端的距离为50±1mm。开动试验机，以稳定速度加载，记录试样剪切破坏的最大负荷；所述的耐酸性是将涂有丙烯酸树脂的干燥玻璃片浸入到质量分数为5%的盐酸溶液中，观察膜层脱落的时间；所述的耐盐性是将涂有丙烯酸树脂的干燥玻璃片浸入到质量分数为5%的氯化钠溶液中，观察膜层脱落的时间。
由上表1可以看出，本发明方法对应制得的涂料成膜剂具有很好的耐腐性、成膜附着性和强度，可有效的提升涂料的使用品质，进而改善了泵的使用寿命和性能，具有很好的推广使用价值。

Claims (5)

1.一种泵用涂料成膜剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按对应重量份称取下列物质备用：15~20份丙烯酸丁酯、10~15份甲基丙烯酸甲酯、6~9份丙烯酸、4~7份过氧化苯甲酰、0.2~0.5份纳米二氧化钛、0.1~0.3份硫酸亚铁、0.1~0.2份氯化锌、0.1~0.3份硫酸镁、0.2~0.3份硫酸铝、1~1.5份稀土、2~4份硅烷偶联剂；
（2）将步骤（1）所称取的所有成分共同放入反应釜内，混合均匀后得混合物，然后向反应釜内加入混合物总质量2~2.5倍的二甲苯，接着加热保持反应釜内的温度为73~78℃，不断搅拌处理2~3h后蒸馏出多余的二甲苯即得成膜剂。
2.根据权利要求1所述的一种泵用涂料成膜剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为1~20nm，纳米二氧化钛在添加使用前还进行了紫外线辐照处理，具体是将纳米二氧化钛放入到紫外线辐照仪中，控制辐照的功率为700~800W，紫外线的波长为260~280nm，辐照处理6~8min。
3.根据权利要求1所述的一种泵用涂料成膜剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的稀土由镧、镱、铈、钇中的至少一种组成。
4.根据权利要求1所述的一种泵用涂料成膜剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种泵用涂料成膜剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的搅拌处理的转速为500~600转/分钟。
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