CN108912967A - 一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将废旧玻璃制备玻璃棉；（2）将双酚A型环氧树脂、甘油环氧树脂、酚醛树脂、柠檬酸修饰的碳纳米管进行混合搅拌，制得混合物A；（3）将二硫化钼、三氧化二锑、纳米氧化锌、二氧化钛、聚四氟乙烯浓缩分散液、聚丙烯酸树脂搅拌混合后再加入硅烷偶联剂制得混合物B；（4）将玻璃棉、混合物A、混合物B、聚氧化乙烯烷基苯醚、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐进行混合搅拌，再依次加入消泡剂、流平剂、成膜剂，即得玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料。本发明制得的涂料具有良好的机械强度和耐候性，抗静电性符合涂层材料的标准，因此该涂层材料是一种良好的耐磨抗静电保温涂料。

Description

一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法
技术领域
本发明属于保温涂料技术领域，具体涉及一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法。
背景技术
保温材料可节能、隔热、保温，进而可以节约能源成本、减少污染排放，因而其被广泛应用在建筑领域。目前大范围使用的是有机保温材料，该类材料最大的优点是质量轻、保温和隔热性好，而同时，则存在防火安全性差、易老化、易燃烧，并且在燃烧时产生大量烟雾，毒性很大的缺点。相比较之下，无机保温材料无毒、无害、无污染、不易燃的特性引起了大家的重视，使其成为保温材料新的研究方向。
玻璃棉是将处于熔融状态的玻璃用离心喷吹法工艺进行纤维化喷涂热固性树脂制成的丝状材料，再经过热固化深加工处理，可制成具有多种用途的系列产品。它具有阻燃、无毒、耐腐蚀、容重小、导热系数低、化学稳定性强、吸湿率低、憎水性能好等诸多优点，是目前公认的性能最优越的保温、隔热、吸音材料，具有十分广泛的用途。用该材料制成的板、毡、管已大量用于建筑、化工、电子、电力、冶金、能源、交通等领域的保温隔热、吸声降噪，效果十分显著。由于离心玻璃棉质地柔软、纤维微细，施工中不会刺激皮肤，因而深受施工单位欢迎，成为保温隔热、吸声降噪的首选产品。
然而玻璃棉的物理性能较差、脆性较高、表面带有电荷，经冲击后容易出现磨损的状况，因此，有必要对玻璃棉基保温涂料进行进一步研究，以提高玻璃棉的机械强度和抗静电性。
发明内容
为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将废旧玻璃熔融后进行离心喷吹，制备絮状玻璃棉，将玻璃棉放入球磨机中以50r/min的转速球磨处理20min备用；
（2）将双酚A型环氧树脂40-60份、甘油环氧树脂15-30份、酚醛树脂20-40份放入反应釜中进行混合，以200-400r/min的转速搅拌均匀，在搅拌的条件下加入柠檬酸修饰的碳纳米管，继续搅拌混合40min后，用研磨机进行研磨，制得混合物A；
（3）将二硫化钼7-14份、三氧化二锑5-10份、纳米氧化锌8-15份、二氧化钛6-12份、聚四氟乙烯浓缩分散液18-30份、聚丙烯酸树脂12-20份进行混合，于300-500r/min的转速下搅拌混合30-50min，然后在搅拌的状态下缓慢加入4-8份硅烷偶联剂，继续搅拌15-30min，制得混合物B；
（4）将步骤（1）制得的玻璃棉80-100份、混合物A 12-20份、混合物B 15-25份、聚氧化乙烯烷基苯醚6-12份、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐7-16份进行混合，于300-500r/min的转速下搅拌混合40-60min，然后依次加入消泡剂3-6份、流平剂2-5份、成膜剂4-9份，在40-60℃的温度下搅拌混合1-2h，即得玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料。
优选的，所述步骤（2）中各原料的重量份为：双酚A型环氧树脂50份、甘油环氧树脂23份、酚醛树脂30份。
优选的，所述步骤（3）中各原料的重量份为：二硫化钼10份、三氧化二锑8份、纳米氧化锌12份、二氧化钛9份、聚四氟乙烯浓缩分散液24份、聚丙烯酸树脂16份、硅烷偶联剂6份。
优选的，所述步骤（4）中各原料的重量份为：玻璃棉90份、混合物A 16份、混合物B20份、聚氧化乙烯烷基苯醚9份、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐11份、消泡剂4.5份、流平剂3.5份、成膜剂6.5份。
优选的，所述消泡剂为羧基聚二甲基硅氧烷、苯乙酸乙酯、聚氧丙烯甘油或米糠油的一种。
优选的，所述流平剂为甲基苯基聚硅氧烷、聚丙烯酸酯或乙二醇。
优选的，所述成膜剂为醇酯十二、乙二醇丁醚或丙二醇苯醚。
有益效果：本发明提供了一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，首先采用环氧树脂、甘油环氧树脂、酚醛树脂、柠檬酸修饰的碳纳米管制备树脂粘合材料，柠檬酸修饰的碳纳米管具有良好的分散性，其添加增强了提高了涂料的耐磨性和抗导电性能，并且其制备的树脂粘合材料提供涂料良好的自润滑性能；二硫化钼、三氧化二锑、纳米氧化锌、二氧化钛、聚四氟乙烯浓缩分散液具有良好的减摩抗磨性能，并且无机纳米填料提供涂料良好的抗静电性能，聚丙烯酸树脂具有良好的分散性且与无机纳米填料的附着力良好，使得无机纳米填料有效的附着于玻璃棉的表面，极大的提高了玻璃棉的耐磨性能和抗静电性能。
通过测试结果得出，本发明制得的涂料的拉伸强度高达42.5MPa，断裂伸长率高达657%，剥离强度高达83.1N/cm-1，因此具有良好的机械强度，同时防水性能、抗冲击性、耐高温、耐光照、耐盐雾性能优异，因此抗老化性能和耐候性优良，表面电阻率不高于7.4×104Ω，符合涂层材料的标准，因此该涂层材料是一种良好的耐磨抗静电保温涂料。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将废旧玻璃熔融后进行离心喷吹，制备絮状玻璃棉，将玻璃棉放入球磨机中以50r/min的转速球磨处理20min备用；
（2）将双酚A型环氧树脂50份、甘油环氧树脂23份、酚醛树脂30份放入反应釜中进行混合，以300r/min的转速搅拌均匀，在搅拌的条件下加入柠檬酸修饰的碳纳米管，继续搅拌混合40min后，用研磨机进行研磨，制得混合物A；
（3）将二硫化钼10份、三氧化二锑8份、纳米氧化锌12份、二氧化钛9份、聚四氟乙烯浓缩分散液24份、聚丙烯酸树脂16份进行混合，于400r/min的转速下搅拌混合40min，然后在搅拌的状态下缓慢加入6份硅烷偶联剂，继续搅拌23min，制得混合物B；
（4）将步骤（1）制得的玻璃棉90份、混合物A 16份、混合物B 20份、聚氧化乙烯烷基苯醚9份、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐11份进行混合，于300-500r/min的转速下搅拌混合40-60min，然后依次加入消泡剂4.5份、流平剂3.5份、成膜剂6.5份，在50℃的温度下搅拌混合1-2h，即得玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料。
所述消泡剂为由羧基聚二甲基硅氧烷。
所述流平剂为甲基苯基聚硅氧烷。
所述成膜剂为醇酯十二。
实施例2
一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将废旧玻璃熔融后进行离心喷吹，制备絮状玻璃棉，将玻璃棉放入球磨机中以50r/min的转速球磨处理20min备用；
（2）将双酚A型环氧树脂40份、甘油环氧树脂15份、酚醛树脂20份放入反应釜中进行混合，以200r/min的转速搅拌均匀，在搅拌的条件下加入柠檬酸修饰的碳纳米管，继续搅拌混合40min后，用研磨机进行研磨，制得混合物A；
（3）将二硫化钼7份、三氧化二锑5份、纳米氧化锌8份、二氧化钛6份、聚四氟乙烯浓缩分散液18份、聚丙烯酸树脂12份进行混合，于300r/min的转速下搅拌混合30min，然后在搅拌的状态下缓慢加入4份硅烷偶联剂，继续搅拌15min，制得混合物B；
（4）将步骤（1）制得的玻璃棉80份、混合物A 12份、混合物B 15份、聚氧化乙烯烷基苯醚6份、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐7份进行混合，于300r/min的转速下搅拌混合40min，然后依次加入消泡剂3份、流平剂2份、成膜剂4份，在40℃的温度下搅拌混合1h，即得玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料。
所述消泡剂为苯乙酸乙酯。
所述流平剂为聚丙烯酸酯。
所述成膜剂为乙二醇丁醚。
实施例3
一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将废旧玻璃熔融后进行离心喷吹，制备絮状玻璃棉，将玻璃棉放入球磨机中以50r/min的转速球磨处理20min备用；
（2）将双酚A型环氧树脂45份、甘油环氧树脂20份、酚醛树脂25份放入反应釜中进行混合，以250r/min的转速搅拌均匀，在搅拌的条件下加入柠檬酸修饰的碳纳米管，继续搅拌混合40min后，用研磨机进行研磨，制得混合物A；
（3）将二硫化钼8份、三氧化二锑6份、纳米氧化锌10份、二氧化钛8份、聚四氟乙烯浓缩分散液23份、聚丙烯酸树脂15份进行混合，于350r/min的转速下搅拌混合35min，然后在搅拌的状态下缓慢加入5份硅烷偶联剂，继续搅拌20min，制得混合物B；
（4）将步骤（1）制得的玻璃棉85份、混合物A 14份、混合物B 18份、聚氧化乙烯烷基苯醚8份、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐10份进行混合，于350r/min的转速下搅拌混合45min，然后依次加入消泡剂4份、流平剂3份、成膜剂5份，在45℃的温度下搅拌混合1.2h，即得玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料。
所述消泡剂为由聚氧丙烯甘油。
所述流平剂为乙二醇。
所述成膜剂为丙二醇苯醚。
实施例4
一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将废旧玻璃熔融后进行离心喷吹，制备絮状玻璃棉，将玻璃棉放入球磨机中以50r/min的转速球磨处理20min备用；
（2）将双酚A型环氧树脂60份、甘油环氧树脂30份、酚醛树脂40份放入反应釜中进行混合，以400r/min的转速搅拌均匀，在搅拌的条件下加入柠檬酸修饰的碳纳米管，继续搅拌混合40min后，用研磨机进行研磨，制得混合物A；
（3）将二硫化钼14份、三氧化二锑10份、纳米氧化锌15份、二氧化钛12份、聚四氟乙烯浓缩分散液30份、聚丙烯酸树脂20份进行混合，于500r/min的转速下搅拌混合50min，然后在搅拌的状态下缓慢加入8份硅烷偶联剂，继续搅拌30min，制得混合物B；
（4）将步骤（1）制得的玻璃棉100份、混合物A 20份、混合物B 25份、聚氧化乙烯烷基苯醚12份、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐16份进行混合，于500r/min的转速下搅拌混合60min，然后依次加入消泡剂6份、流平剂5份、成膜剂9份，在60℃的温度下搅拌混合2h，即得玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料。
所述消泡剂为米糠油。
所述流平剂为聚丙烯酸酯。
所述成膜剂为醇酯十二。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1中未添加柠檬酸修饰的碳纳米管。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2中未添加聚丙烯酸树脂。
将实施例1-4和对比例1-2制备的涂料进行以下性能测试，测定结果如表1所示。从表1中得出，本发明制得的涂料的拉伸强度高达42.5MPa，断裂伸长率高达657%，剥离强度高达83.1N/cm-1，因此具有良好的机械强度，同时防水性能、抗冲击性、耐高温、耐光照、耐盐雾性能优异，因此抗老化性能和耐候性优良，表面电阻率不高于7.4×104Ω，符合涂层材料的标准，因此该涂层材料是一种良好的耐磨抗静电保温涂料。
表1

Claims (7)

1.一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将废旧玻璃熔融后进行离心喷吹，制备絮状玻璃棉，将玻璃棉放入球磨机中以50r/min的转速球磨处理20min备用；
（2）将双酚A型环氧树脂40-60份、甘油环氧树脂15-30份、酚醛树脂20-40份放入反应釜中进行混合，以200-400r/min的转速搅拌均匀，在搅拌的条件下加入柠檬酸修饰的碳纳米管，继续搅拌混合40min后，用研磨机进行研磨，制得混合物A；
（3）将二硫化钼7-14份、三氧化二锑5-10份、纳米氧化锌8-15份、二氧化钛6-12份、聚四氟乙烯浓缩分散液18-30份、聚丙烯酸树脂12-20份进行混合，于300-500r/min的转速下搅拌混合30-50min，然后在搅拌的状态下缓慢加入4-8份硅烷偶联剂，继续搅拌15-30min，制得混合物B；
（4）将步骤（1）制得的玻璃棉80-100份、混合物A 12-20份、混合物B 15-25份、聚氧化乙烯烷基苯醚6-12份、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐7-16份进行混合，于300-500r/min的转速下搅拌混合40-60min，然后依次加入消泡剂3-6份、流平剂2-5份、成膜剂4-9份，在40-60℃的温度下搅拌混合1-2h，即得玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中各原料的重量份为：双酚A型环氧树脂50份、甘油环氧树脂23份、酚醛树脂30份。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中各原料的重量份为：二硫化钼10份、三氧化二锑8份、纳米氧化锌12份、二氧化钛9份、聚四氟乙烯浓缩分散液24份、聚丙烯酸树脂16份、硅烷偶联剂6份。
4. 根据权利要求1所述的一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中各原料的重量份为：玻璃棉90份、混合物A 16份、混合物B 20份、聚氧化乙烯烷基苯醚9份、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐11份、消泡剂4.5份、流平剂3.5份、成膜剂6.5份。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为羧基聚二甲基硅氧烷、苯乙酸乙酯、聚氧丙烯甘油或米糠油的一种。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，其特征在于，所述流平剂为甲基苯基聚硅氧烷、聚丙烯酸酯或乙二醇。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃棉基耐磨抗静电保温涂料的制备方法，其特征在于，所述成膜剂为醇酯十二、乙二醇丁醚或丙二醇苯醚。
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