CN108250911A - 一种用于旅行箱的耐磨涂料及其制备方法 - Google Patents

一种用于旅行箱的耐磨涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于旅行箱的耐磨涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域，包括以下份计的原料：环氧树脂65~85份、桐油35~45份、醋酸乙酯25~35份、改性碳化硅20~25份、改性纳米二氧化硅15~20份、改性纳米二氧化钛10~12份、改性石英粉10~12份、三氧杂环己烷5~8份、硫酸钡5~8份、聚甲基丙烯酸甲酯3~6份、硼酸锌3~6份、植酸钠1~4份、固化剂1~4份、甲基异噻唑啉酮1~4份、十二烷基苯磺酸钠0.6~1.2份、助剂14~16份和水25~35份。本发明具有优异的耐磨性和抗老化性。

Description

一种用于旅行箱的耐磨涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种用于旅行箱的耐磨涂料及其制备方法。
背景技术
旅行箱，是箱包中的一类。它包括有箱包体、伸缩拉杆和箱包底轮，因其使用方便而受到广泛使用。旅行箱有着漫长的历史。旅行箱，从仅供容纳衣物的木箱、大皮箱，到如今形态各异的便携式手提箱、拉杆箱，人们手中的旅行箱在不断演进。
现有旅行箱表面用的涂料，其耐磨性能较差，长期使用后，旅行箱表面涂层剥落和出现刮痕。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于旅行箱的耐磨涂料及其制备方法，具有优异的耐磨性和抗老化性。
本发明提供了如下的技术方案：一种用于旅行箱的耐磨涂料，包括以下份计的原料：环氧树脂65~85份、桐油35~45份、醋酸乙酯25~35份、改性碳化硅20~25份、改性纳米二氧化硅15~20份、改性纳米二氧化钛10~12份、改性石英粉10~12份、三氧杂环己烷5~8份、硫酸钡5~8份、聚甲基丙烯酸甲酯3~6份、硼酸锌3~6份、植酸钠1~4份、固化剂1~4份、甲基异噻唑啉酮1~4份、十二烷基苯磺酸钠0.6~1.2份、助剂14~16份和水25~35份。
其中，所述改性碳化硅的制备方法为：
（1）、取纳米级碳化硅加入至浓硫酸中，超声处理10~15min，抽滤，洗涤至中性，然后干燥处理，得到酸化碳化硅；
（2）、将酸化碳化硅和硅烷偶联剂按照1：1.3~1.5的比例混合，然后加入至丙酮溶液中，超声处理20~25min，真空干燥处理，即得。
其中，所述改性石英粉的制备方法为：
（1）、称取石英粉，放入煅烧炉在200~250℃条件下煅烧3~4h；
（2）、将煅烧后的石英粉加入浓度为20~25%的氨水溶液中，以200~300r/min的转速搅拌20~50min，保持温度40~55℃，过滤、干燥；
（3）、向干燥后的石英粉中加入偶联剂，以400~500r/min的转速搅拌50~60min，保持温度50~65℃，再次过滤、干燥，得到改性石英粉。
其中，
所述改性纳米二氧化硅包括以下份计的原料：纳米二氧化硅4~7份、乙烯基三甲氧基硅烷1~2份、顺丁烯二酸酐1~2份和丙酮9~16份；
将纳米二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷和顺丁烯二酸酐加入丙酮中，加热至58℃，搅拌反应1~2h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
其中，
所述改性纳米二氧化钛包括以下份计的原料：硅溶胶5~6份、纳米二氧化钛2~3份、甲苯0.5~1.5份、异丙醇0.2~0.5份和甲酸0.2~0.5份；
所述改性纳米二氧化钛的制备方法为：将纳米二氧化钛和硅溶胶混合，分散均匀，升温至60~80摄氏度，然后加入甲苯、异丙醇和甲酸，降温至50~55摄氏度，分散均匀，干燥处理，即得。
其中，
所述固化剂包括以下份计的原料：间苯二胺2~3份、氮化硼2~3份、石墨烯1~2份和碳化钛0.8~1.5份，将氮化硼、石墨烯和碳化钛混合后在200～300℃下处理30~50min，取出冷却，研磨粉碎和间苯二胺混合，分散均匀，得到所述固化剂。
其中，所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和紫外吸收剂中的一种或者多种的组合。
其中，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚中的任一种。
本发明提供一种用于旅行箱的耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取环氧树脂、桐油、醋酸乙酯、十二烷基苯磺酸钠、助剂和水，在55~75摄氏度条件下，搅拌分散均匀，得到混合液料；
（2）、按照配比称取改性碳化硅、改性纳米二氧化硅、改性纳米二氧化钛、改性石英粉、三氧杂环己烷和聚甲基丙烯酸甲酯，搅拌分散均匀，得到混合粉料；
（3）、向混合液料中加入剩余原料，保持200~300r/min的转速混合搅拌2~4h，得到所述用于旅行箱的耐磨涂料。
本发明的有益效果：具有优异的耐磨性和抗老化性，具体如下：
（1）、本发明采用环氧树脂、桐油和醋酸乙酯为基体，以改性碳化硅、改性纳米二氧化硅、改性纳米二氧化钛、改性石英粉、三氧杂环己烷、硫酸钡、聚甲基丙烯酸甲酯、硼酸锌、植酸钠、固化剂、甲基异噻唑啉酮、十二烷基苯磺酸钠等为分散原料，经过合理的优化配比，制得涂料，专用于旅行箱表面，可以起到保护作用，耐磨性、防水性和抗老化性能优异；
（2）、本发明采用硅溶、纳米二氧化钛、甲苯、异丙醇和甲酸，制得改性纳米二氧化钛；采用纳米二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷、顺丁烯二酸酐和丙酮，制得改性纳米二氧化硅；在制备过程中，改性碳化硅、改性纳米二氧化硅、改性纳米二氧化钛、改性石英粉、三氧杂环己烷和聚甲基丙烯酸甲酯复合形成混合粉料，改性的纳米级颗粒增强了树脂的交联密度，增加涂层的致密度，涂覆后，在涂层中形成杂化网络结构，改善了涂层的韧性、耐磨性、拉伸强度；另外，混合粉料在基体中分散均匀，小粒径改性碳化硅、改性纳米二氧化硅和改性纳米二氧化钛缓冲了大粒径纳米之间的热应力分散，填补了大粒径改性石英粉之间的空隙，而大粒径改性石英粉又抵御和隔离了小粒径纳米颗粒的热应力集中，在三氧杂环己烷和聚甲基丙烯酸甲酯的作用下，改性的大粒径改性石英粉和小粒径改性碳化硅、改性纳米二氧化硅和改性纳米二氧化钛结合紧密，同时又以复配结构分散，增强了耐磨性；
（3）、本发明耐高温性能好，稳定性高，还具有高附着力及剥离强度，耐水性及耐冲击。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种用于旅行箱的耐磨涂料，包括以下份计的原料：环氧树脂65份、桐油35份、醋酸乙酯25份、改性碳化硅20份、改性纳米二氧化硅15份、改性纳米二氧化钛10份、改性石英粉10份、三氧杂环己烷5份、硫酸钡5份、聚甲基丙烯酸甲酯3份、硼酸锌3份、植酸钠1份、固化剂1份、甲基异噻唑啉酮1份、十二烷基苯磺酸钠0.6份、助剂14份和水25份。
其中，
所述改性碳化硅的制备方法为：
（1）、取纳米级碳化硅加入至浓硫酸中，超声处理10min，抽滤，洗涤至中性，然后干燥处理，得到酸化碳化硅；
（2）、将酸化碳化硅和硅烷偶联剂按照1：1.3的比例混合，然后加入至丙酮溶液中，超声处理20min，真空干燥处理，即得。
其中，
所述改性石英粉的制备方法为：
（1）、称取石英粉，放入煅烧炉在200℃条件下煅烧3h；
（2）、将煅烧后的石英粉加入浓度为20%的氨水溶液中，以200r/min的转速搅拌20min，保持温度40~55℃，过滤、干燥；
（3）、向干燥后的石英粉中加入偶联剂，以400r/min的转速搅拌50min，保持温度50℃，再次过滤、干燥，得到改性石英粉。
其中，
所述改性纳米二氧化硅包括以下份计的原料：纳米二氧化硅4份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、顺丁烯二酸酐1份和丙酮9份；
将纳米二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷和顺丁烯二酸酐加入丙酮中，加热至58℃，搅拌反应1h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
其中，
所述改性纳米二氧化钛包括以下份计的原料：硅溶胶5份、纳米二氧化钛2份、甲苯0.5份、异丙醇0.2份和甲酸0.2份；
所述改性纳米二氧化钛的制备方法为：将纳米二氧化钛和硅溶胶混合，分散均匀，升温至60摄氏度，然后加入甲苯、异丙醇和甲酸，降温至50摄氏度，分散均匀，干燥处理，即得。
其中，
所述固化剂包括以下份计的原料：间苯二胺2份、氮化硼2份、石墨烯1份和碳化钛0.8份，将氮化硼、石墨烯和碳化钛混合后在200℃下处理30min，取出冷却，研磨粉碎和间苯二胺混合，分散均匀，得到所述固化剂。
其中，
所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和紫外吸收剂中的一种或者多种的组合。
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
本实施例中提供一种用于旅行箱的耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取环氧树脂、桐油、醋酸乙酯、十二烷基苯磺酸钠、助剂和水，在55摄氏度条件下，搅拌分散均匀，得到混合液料；
（2）、按照配比称取改性碳化硅、改性纳米二氧化硅、改性纳米二氧化钛、改性石英粉、三氧杂环己烷和聚甲基丙烯酸甲酯，搅拌分散均匀，得到混合粉料；
（3）、向混合液料中加入剩余原料，保持200r/min的转速混合搅拌2h，得到所述用于旅行箱的耐磨涂料。
实施例2
一种用于旅行箱的耐磨涂料，包括以下份计的原料：环氧树脂85份、桐油45份、醋酸乙酯35份、改性碳化硅25份、改性纳米二氧化硅20份、改性纳米二氧化钛12份、改性石英粉12份、三氧杂环己烷8份、硫酸钡8份、聚甲基丙烯酸甲酯6份、硼酸锌6份、植酸钠4份、固化剂4份、甲基异噻唑啉酮4份、十二烷基苯磺酸钠1.2份、助剂116份和水35份。
其中，
所述改性碳化硅的制备方法为：
（1）、取纳米级碳化硅加入至浓硫酸中，超声处理15min，抽滤，洗涤至中性，然后干燥处理，得到酸化碳化硅；
（2）、将酸化碳化硅和硅烷偶联剂按照1：1.5的比例混合，然后加入至丙酮溶液中，超声处理25min，真空干燥处理，即得。
其中，
所述改性石英粉的制备方法为：
（1）、称取石英粉，放入煅烧炉在250℃条件下煅烧4h；
（2）、将煅烧后的石英粉加入浓度为25%的氨水溶液中，以300r/min的转速搅拌50min，保持温度55℃，过滤、干燥；
（3）、向干燥后的石英粉中加入偶联剂，以500r/min的转速搅拌60min，保持温度65℃，再次过滤、干燥，得到改性石英粉。
其中，
所述改性纳米二氧化硅包括以下份计的原料：纳米二氧化硅7份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、顺丁烯二酸酐2份和丙酮16份；
将纳米二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷和顺丁烯二酸酐加入丙酮中，加热至58℃，搅拌反应2h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
其中，
所述改性纳米二氧化钛包括以下份计的原料：硅溶胶6份、纳米二氧化钛3份、甲苯1.5份、异丙醇0.5份和甲酸0.5份；
所述改性纳米二氧化钛的制备方法为：将纳米二氧化钛和硅溶胶混合，分散均匀，升温至80摄氏度，然后加入甲苯、异丙醇和甲酸，降温至55摄氏度，分散均匀，干燥处理，即得。
其中，
所述固化剂包括以下份计的原料：间苯二胺3份、氮化硼3份、石墨烯2份和碳化钛1.5份，将氮化硼、石墨烯和碳化钛混合后在300℃下处理50min，取出冷却，研磨粉碎和间苯二胺混合，分散均匀，得到所述固化剂。
其中，所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和紫外吸收剂中的一种或者多种的组合。
其中，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
本实施例中提供一种用于旅行箱的耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取环氧树脂、桐油、醋酸乙酯、十二烷基苯磺酸钠、助剂和水，在75摄氏度条件下，搅拌分散均匀，得到混合液料；
（2）、按照配比称取改性碳化硅、改性纳米二氧化硅、改性纳米二氧化钛、改性石英粉、三氧杂环己烷和聚甲基丙烯酸甲酯，搅拌分散均匀，得到混合粉料；
（3）、向混合液料中加入剩余原料，保持300r/min的转速混合搅拌4h，得到所述用于旅行箱的耐磨涂料。
实施例3
一种用于旅行箱的耐磨涂料，包括以下份计的原料：环氧树脂75份、桐油40份、醋酸乙酯30份、改性碳化硅22.5份、改性纳米二氧化硅17.5份、改性纳米二氧化钛11份、改性石英粉11份、三氧杂环己烷6.5份、硫酸钡6.5份、聚甲基丙烯酸甲酯4.5份、硼酸锌4.5份、植酸钠2.5份、固化剂2.5份、甲基异噻唑啉酮2.5份、十二烷基苯磺酸钠0.9份、助剂15份和水30份。
其中，
所述改性碳化硅的制备方法为：
（1）、取纳米级碳化硅加入至浓硫酸中，超声处理13min，抽滤，洗涤至中性，然后干燥处理，得到酸化碳化硅；
（2）、将酸化碳化硅和硅烷偶联剂按照1：1.4的比例混合，然后加入至丙酮溶液中，超声处理22min，真空干燥处理，即得。
其中，所述改性石英粉的制备方法为：
（1）、称取石英粉，放入煅烧炉在225℃条件下煅烧3.5h；
（2）、将煅烧后的石英粉加入浓度为23%的氨水溶液中，以250r/min的转速搅拌30min，保持温度45℃，过滤、干燥；
（3）、向干燥后的石英粉中加入偶联剂，以450r/min的转速搅拌55min，保持温度55℃，再次过滤、干燥，得到改性石英粉。
其中，
所述改性纳米二氧化硅包括以下份计的原料：纳米二氧化硅5.5份、乙烯基三甲氧基硅烷1.5份、顺丁烯二酸酐1.5份和丙酮11份；
将纳米二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷和顺丁烯二酸酐加入丙酮中，加热至58℃，搅拌反应1.5h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
其中，
所述改性纳米二氧化钛包括以下份计的原料：硅溶胶5.5份、纳米二氧化钛2.5份、甲苯1份、异丙醇0.3份和甲酸0.3份；
所述改性纳米二氧化钛的制备方法为：将纳米二氧化钛和硅溶胶混合，分散均匀，升温至70摄氏度，然后加入甲苯、异丙醇和甲酸，降温至52摄氏度，分散均匀，干燥处理，即得。
其中，
所述固化剂包括以下份计的原料：间苯二胺2.5份、氮化硼2.5份、石墨烯1.5份和碳化钛1份，将氮化硼、石墨烯和碳化钛混合后在250℃下处理40min，取出冷却，研磨粉碎和间苯二胺混合，分散均匀，得到所述固化剂。
其中，所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和紫外吸收剂中的一种或者多种的组合。
其中，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
本实施例中提供一种用于旅行箱的耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取环氧树脂、桐油、醋酸乙酯、十二烷基苯磺酸钠、助剂和水，在65摄氏度条件下，搅拌分散均匀，得到混合液料；
（2）、按照配比称取改性碳化硅、改性纳米二氧化硅、改性纳米二氧化钛、改性石英粉、三氧杂环己烷和聚甲基丙烯酸甲酯，搅拌分散均匀，得到混合粉料；
（3）、向混合液料中加入剩余原料，保持250r/min的转速混合搅拌3h，得到所述用于旅行箱的耐磨涂料。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于旅行箱的耐磨涂料，其特征在于，包括以下份计的原料：环氧树脂65~85份、桐油35~45份、醋酸乙酯25~35份、改性碳化硅20~25份、改性纳米二氧化硅15~20份、改性纳米二氧化钛10~12份、改性石英粉10~12份、三氧杂环己烷5~8份、硫酸钡5~8份、聚甲基丙烯酸甲酯3~6份、硼酸锌3~6份、植酸钠1~4份、固化剂1~4份、甲基异噻唑啉酮1~4份、十二烷基苯磺酸钠0.6~1.2份、助剂14~16份和水25~35份。
2.根据权利要求1所述的用于旅行箱的耐磨涂料，其特征在于，包括以下份计的原料：环氧树脂75份、桐油40份、醋酸乙酯30份、改性碳化硅22.5份、改性纳米二氧化硅17.5份、改性纳米二氧化钛11份、改性石英粉11份、三氧杂环己烷6.5份、硫酸钡6.5份、聚甲基丙烯酸甲酯4.5份、硼酸锌4.5份、植酸钠2.5份、固化剂2.5份、甲基异噻唑啉酮2.5份、十二烷基苯磺酸钠0.9份、助剂15份和水30份。
3.根据权利要求1所述的用于旅行箱的耐磨涂料，其特征在于，所述改性碳化硅的制备方法为：
（1）、取纳米级碳化硅加入至浓硫酸中，超声处理10~15min，抽滤，洗涤至中性，然后干燥处理，得到酸化碳化硅；
（2）、将酸化碳化硅和硅烷偶联剂按照1：1.3~1.5的比例混合，然后加入至丙酮溶液中，超声处理20~25min，真空干燥处理，即得。
4.根据权利要求1所述的用于旅行箱的耐磨涂料，其特征在于，所述改性石英粉的制备方法为：
（1）、称取石英粉，放入煅烧炉在200~250℃条件下煅烧3~4h；
（2）、将煅烧后的石英粉加入浓度为20~25%的氨水溶液中，以200~300r/min的转速搅拌20~50min，保持温度40~55℃，过滤、干燥；
（3）、向干燥后的石英粉中加入偶联剂，以400~500r/min的转速搅拌50~60min，保持温度50~65℃，再次过滤、干燥，得到改性石英粉。
5.根据权利要求1所述的用于旅行箱的耐磨涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅包括以下份计的原料：纳米二氧化硅4~7份、乙烯基三甲氧基硅烷1~2份、顺丁烯二酸酐1~2份和丙酮9~16份；
将纳米二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷和顺丁烯二酸酐加入丙酮中，加热至58℃，搅拌反应1~2h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的用于旅行箱的耐磨涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛包括以下份计的原料：硅溶胶5~6份、纳米二氧化钛2~3份、甲苯0.5~1.5份、异丙醇0.2~0.5份和甲酸0.2~0.5份；
所述改性纳米二氧化钛的制备方法为：将纳米二氧化钛和硅溶胶混合，分散均匀，升温至60~80摄氏度，然后加入甲苯、异丙醇和甲酸，降温至50~55摄氏度，分散均匀，干燥处理，即得。
7.根据权利要求1所述的用于旅行箱的耐磨涂料，其特征在于，所述固化剂包括以下份计的原料：间苯二胺2~3份、氮化硼2~3份、石墨烯1~2份和碳化钛0.8~1.5份，将氮化硼、石墨烯和碳化钛混合后在200～300℃下处理30~50min，取出冷却，研磨粉碎和间苯二胺混合，分散均匀，得到所述固化剂。
8.根据权利要求1所述的用于旅行箱的耐磨涂料，其特征在于，所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和紫外吸收剂中的一种或者多种的组合。
9.根据权利要求8所述的用于旅行箱的耐磨涂料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚中的任一种。
10.一种根据权利要求1~9任一项所述的用于旅行箱的耐磨涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取环氧树脂、桐油、醋酸乙酯、十二烷基苯磺酸钠、助剂和水，在55~75摄氏度条件下，搅拌分散均匀，得到混合液料；
（2）、按照配比称取改性碳化硅、改性纳米二氧化硅、改性纳米二氧化钛、改性石英粉、三氧杂环己烷和聚甲基丙烯酸甲酯，搅拌分散均匀，得到混合粉料；
（3）、向混合液料中加入剩余原料，保持200~300r/min的转速混合搅拌2~4h，得到所述用于旅行箱的耐磨涂料。
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