CN109207038A - 一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，由下列质量百分比物质构成：刚玉粉0—10%、金刚砂0‑10%、碳化硅粉0—10%、偶联剂0.1%—0.5%、分散剂0.1%—0.3%、自发光粉0—5%、颜料0—8%、除尘剂0.2%—2%、杀菌剂0%—8%、改性树脂0‑20%，余量为聚脲。其制备方法包括物料预处理，物料混合和封装等三个步骤。本发明原料获取便捷，原料及加工成本低廉，毒副作用小，加工生产工艺简单，一方面可有效的聚脲涂料产品生产作业的工作效率和降低生产成本，另一方面可有效的对聚脲产品的化学及物理特性进行调制，以满足多种不同使用场合的需要，极大的提高聚脲涂料的通用性和使用的便捷性。

Description

一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层及其制备方法，属铝基覆铜板生产技术领域。
背景技术
聚脲涂料是当前用于对金属、橡胶、混凝土等材质表面进行保护的主要产品，可有效的提高被保护产品表面的抗磨损性、抗腐蚀性、抗外力冲击物理及化学性能，使用量巨大且前景广阔，但在实际使用中发现，当前所使用的聚脲产品往往均为以聚脲为基体，然后在聚脲中添加少量的活性催化剂及硬质耐磨骨料制备得到，虽然可以满足使用的所需要，但一方面造成当前聚脲产品中因聚脲含量高而造成生产、使用成本较高，严重影响了聚脲产品使用的灵活性，另一方面也导致当前聚脲涂层喷涂作业条件苛刻，且喷涂后形成的图层性能相对单一，不能根据不同使用场合的需要，有效的对聚脲涂层的化学、物料特性进行有效的调整，从而也严重制约了聚脲产品使用的灵活性和稳定性，因此针对这一现状，迫切需要一种全新的聚脲涂层产品及其制备方法，以满足实际使用的需要。
发明内容
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层及其制备方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，由下列质量百分比物质构成：刚玉粉0—10%、金刚砂0-10%、碳化硅粉0—10%、偶联剂0.1%—0.5%、分散剂0.1%—0.3%、自发光粉0—5%、颜料0—8%、除尘剂0.2%—2%、杀菌剂0%—8%、改性树脂0-20%，余量为聚脲。
进一步的，所述刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉粒度为5—80μm。
进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯、铝酸酯中的任意一种。
进一步的，所述自发光粉为稀土自发光粉。
进一步的，所述颜料为有机颜料及无机颜料中的任意一种。
进一步的，所述除尘剂为硅溶胶。
进一步的，所述杀菌剂为氧化银、氧化钛中的任意一种。
进一步的，所述改性树脂为环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂中的任意一种或几种以任意比例混合。
一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法，包括以下步骤：
第一步，物料预处理，首先将刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉、偶联剂、分散剂、自发光粉一同添加到搅拌设备中进行混合搅拌，并在搅拌过程中对混合物料在3—15分钟内匀速升温至30℃—45℃进行烘干，烘干后的混合物料含水量不大于3%；
第二步，物料混合，首先将惰性气体通入到反应釜中，排空反应釜中空气并使反应釜内氧气含量低于1%，反应釜内气压恒定为0.5—2.5倍标准大气压，然后将聚脲添加到反应釜内，在保持匀速单向搅拌状态下在3—10分钟匀速升温至20℃—110℃，并在搅拌状态不变条件下，将颜料、防尘剂加入到聚脲中搅拌均匀，将第一步制备的混合物料与去离子水混合后，在10—30分钟内匀速添加到反应釜内，并与反应釜内物料进行混合均匀，然后对混合后的物料保持搅拌状态下保温备用；
第三步，封装，完成第二步作业后，将第二步制备的熔融态混合物在3—10倍标准大气压驱动下灌装密闭硬质承载容器中并对密闭硬质承载容器进行密封，即可获得成品聚脲产品，且成品产品中硬质承载容器中的气压为2—8倍标准大气压。
进一步的，所述第二步中，所添加的去离子水总量为0至第二步制备的混合物总量的90%。
本发明原料获取便捷，原料及加工成本低廉，毒副作用小，加工生产工艺简单，一方面可有效的聚脲涂料产品生产作业的工作效率和降低生产成本，另一方面可有效的对聚脲产品的化学及物理特性进行调制，以满足多种不同使用场合的需要，极大的提高聚脲涂料的通用性和使用的便捷性。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
实施例1
一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，由下列质量百分比物质构成：金刚砂0-10%、偶联剂0.2%、分散剂0.2%、除尘剂0.3%、改性树脂20%，余量为聚脲。
本实施例中，所述金刚砂粒度为5—80μm。
本实施例中，所述偶联剂为钛酸酯。
本实施例中，所述除尘剂为硅溶胶。
本实施例中，所述改性树脂为丙烯酸树脂。
如图1所示，一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法，包括以下步骤：
第一步，物料预处理，首先将刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉、偶联剂、分散剂、自发光粉一同添加到搅拌设备中进行混合搅拌，并在搅拌过程中对混合物料在7分钟内匀速升温至35℃进行烘干，烘干后的混合物料含水量为3%；
第二步，物料混合，首先将惰性气体通入到反应釜中，排空反应釜中空气并使反应釜内氧气含量低于1%，反应釜内气压恒定为1.5倍标准大气压，然后将聚脲添加到反应釜内，在保持匀速单向搅拌状态下在8分钟匀速升温至70℃，并在聚脲全部达到熔融态后在保持温度、搅拌状态不变条件下，将颜料、防尘剂加入到聚脲中，搅拌均匀并在物料完全达到熔融态后，将第一步制备的混合物料在15分钟内匀速添加到反应釜内，并与反应釜内物料进行混合均匀，然后对混合后的物料保持搅拌状态下保温备用；
第三步，封装，完成第二步作业后，将第二步制备的熔融态混合物在5倍标准大气压驱动下灌装密闭硬质承载容器中并对密闭硬质承载容器进行密封，即可获得成品聚脲产品，且成品产品中硬质承载容器中的气压为7倍标准大气压。
本方案中，可在有效的提高聚脲涂层结构强度的同时，有效的提高聚脲产品表面自清洁能力，防止粉尘、液滴等在聚脲涂层表面沉积而造成的污染。
实施例2
一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，由下列质量百分比物质构成：碳化硅粉0—10%、偶联剂0.5%、分散剂0.3%、除尘剂2%、，余量为聚脲。
本实施例中，所碳化硅粉粒度为5—80μm。
本实施例中，所述偶联剂为铝酸酯。
本实施例中，所述除尘剂为硅溶胶。
如图1所示，一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法，包括以下步骤：
第一步，物料预处理，首先将刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉、偶联剂、分散剂、自发光粉一同添加到搅拌设备中进行混合搅拌，并在搅拌过程中对混合物料在15分钟内匀速升温至45℃进行烘干，烘干后的混合物料含水量为2%；
第二步，物料混合，首先将惰性气体通入到反应釜中，排空反应釜中空气并使反应釜内氧气含量低于1%，反应釜内气压恒定为2倍标准大气压，然后将聚脲添加到反应釜内，在保持匀速单向搅拌状态下在10分钟匀速升温至90℃，并在聚脲全部达到熔融态后在保持温度、搅拌状态不变条件下，将颜料、防尘剂加入到聚脲中，搅拌均匀并在物料完全达到熔融态后，将第一步制备的混合物料在25分钟内匀速添加到反应釜内，并与反应釜内物料进行混合均匀，然后对混合后的物料保持搅拌状态下保温备用；
第三步，封装，完成第二步作业后，将第二步制备的熔融态混合物在10倍标准大气压驱动下灌装密闭硬质承载容器中并对密闭硬质承载容器进行密封，即可获得成品聚脲产品，且成品产品中硬质承载容器中的气压为8倍标准大气压。
本方案中，可在有效的提高聚脲涂层结构强度的同时，有效的提高聚脲产品表面自清洁能力，防止粉尘、液滴等在聚脲涂层表面沉积而造成的污染。
实施例3
一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，由下列质量百分比物质构成：刚玉粉5%、偶联剂0.1%、分散剂0.1%、除尘剂0.2%，余量为聚脲。
本实施例中，所述刚玉粉、粒度为5—80μm。
本实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本实施例中，所述除尘剂为硅溶胶。
如图1所示，一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法，包括以下步骤：
第一步，物料预处理，首先将刚玉粉、偶联剂、分散剂、一同添加到搅拌设备中进行混合搅拌，并在搅拌过程中对混合物料在3分钟内匀速升温至30℃进行烘干，烘干后的混合物料含水量为1%；
第二步，物料混合，首先将惰性气体通入到反应釜中，排空反应釜中空气并使反应釜内氧气含量低于1%，反应釜内气压恒定为0.5倍标准大气压，然后将聚脲添加到反应釜内，在保持匀速单向搅拌状态下在3分钟匀速升温至60℃，并在聚脲全部达到熔融态后在保持温度、搅拌状态不变条件下，将颜料、防尘剂加入到聚脲中，搅拌均匀并在物料完全达到熔融态后，将第一步制备的混合物料在10分钟内匀速添加到反应釜内，并与反应釜内物料进行混合均匀，然后对混合后的物料保持搅拌状态下保温备用；
第三步，封装，完成第二步作业后，将第二步制备的熔融态混合物在3倍标准大气压驱动下灌装密闭硬质承载容器中并对密闭硬质承载容器进行密封，即可获得成品聚脲产品，且成品产品中硬质承载容器中的气压为2倍标准大气压。
本方案中，可在有效的提高聚脲涂层结构强度的同时，有效的提高聚脲产品表面自清洁能力，防止粉尘、液滴等在聚脲涂层表面沉积而造成的污染。
实施例4
一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，由下列质量百分比物质构成：刚玉粉3%、金刚砂3%、碳化硅粉1%、偶联剂0.4%、分散剂0.2%、自发光粉3%、颜料4%、除尘剂1.5%、杀菌剂3.3%，余量为聚脲。
本实施例中，所述刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉粒度均为80μm。
本实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本实施例中，所述自发光粉为稀土自发光粉。
本实施例中，所述颜料为有机颜料。
本实施例中，所述除尘剂为硅溶胶。
本实施例中，所述杀菌剂为氧化银。
如图1所示，一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法，包括以下步骤：
第一步，物料预处理，首先将刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉、偶联剂、分散剂、自发光粉一同添加到搅拌设备中进行混合搅拌，并在搅拌过程中对混合物料在13分钟内匀速升温至30℃—45℃进行烘干，烘干后的混合物料含水量为1.5%；
第二步，物料混合，首先将惰性气体通入到反应釜中，排空反应釜中空气并使反应釜内氧气含量低于1%，反应釜内气压恒定为1.8倍标准大气压，然后将聚脲添加到反应釜内，在保持匀速单向搅拌状态下在7分钟匀速升温至80℃，并在聚脲全部达到熔融态后在保持温度、搅拌状态不变条件下，将颜料、防尘剂加入到聚脲中，搅拌均匀并在物料完全达到熔融态后，将第一步制备的混合物料在17分钟内匀速添加到反应釜内，并与反应釜内物料进行混合均匀，然后对混合后的物料保持搅拌状态下保温备用；
第三步，封装，完成第二步作业后，将第二步制备的熔融态混合物在10倍标准大气压驱动下灌装密闭硬质承载容器中并对密闭硬质承载容器进行密封，即可获得成品聚脲产品，且成品产品中硬质承载容器中的气压为7倍标准大气压。
本方案中，可在有效的提高聚脲涂层结构强度的同时，一方面可有效的提高聚脲产品表面自清洁能力和杀菌能力，在防止粉尘、液滴等在聚脲涂层表面沉积而造成的污染的同时，并有效避对涂层表面细菌进行杀灭，提高涂层使用的安全性，另一方面可根据使用需要，灵活调整涂层的颜色，并使涂层具备夜晚自发光能力，从而在极大的提高涂层美观性的同时，使涂层在光线不足或夜晚时具备一定的照明、指示能力，从而达到降低照明等作业运行能耗的目的。
实施例5
一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，由下列质量百分比物质构成：金刚砂3%、碳化硅粉5%、偶联剂0.5%、分散剂0.3%、自发光粉5%、颜料5%、除尘剂1.8%、杀菌剂%、改性树脂15%，余量为聚脲。
本实施例中，所述金刚砂、碳化硅粉粒度均为40μm。
本实施例中，所述偶联剂为钛酸酯。
本实施例中，所述自发光粉为稀土自发光粉。
本实施例中，所述颜料为无机颜料。
本实施例中，所述除尘剂为硅溶胶。
本实施例中，所述杀菌剂为氧化钛。
本实施例中，所述改性树脂为环氧改性树脂。
如图1所示，一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法，包括以下步骤：
第一步，物料预处理，首先将刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉、偶联剂、分散剂、自发光粉一同添加到搅拌设备中进行混合搅拌，并在搅拌过程中对混合物料7分钟内匀速升温至40℃进行烘干，烘干后的混合物料含水量为3%；
第二步，物料混合，首先将惰性气体通入到反应釜中，排空反应釜中空气并使反应釜内氧气含量低于1%，反应釜内气压恒定为2倍标准大气压，然后将聚脲添加到反应釜内，在保持匀速单向搅拌状态下在9分钟匀速升温至110℃，并在聚脲全部达到熔融态后在保持温度、搅拌状态不变条件下，将颜料、防尘剂加入到聚脲中，搅拌均匀并在物料完全达到熔融态后，将第一步制备的混合物料在18分钟内匀速添加到反应釜内，并与反应釜内物料进行混合均匀，然后对混合后的物料保持搅拌状态下保温备用；
第三步，封装，完成第二步作业后，将第二步制备的熔融态混合物在5倍标准大气压驱动下灌装密闭硬质承载容器中并对密闭硬质承载容器进行密封，即可获得成品聚脲产品，且成品产品中硬质承载容器中的气压为3倍标准大气压。
本方案中，可在有效的提高聚脲涂层结构强度的同时，一方面可有效的提高聚脲产品表面自清洁能力和杀菌能力，在防止粉尘、液滴等在聚脲涂层表面沉积而造成的污染的同时，并有效避对涂层表面细菌进行杀灭，提高涂层使用的安全性，另一方面可根据使用需要，灵活调整涂层的颜色，并使涂层具备夜晚自发光能力，从而在极大的提高涂层美观性的同时，使涂层在光线不足或夜晚时具备一定的照明、指示能力，从而达到降低照明等作业运行能耗的目的。
除此之外，一方面有效减少了聚脲使用量，降低了产品成本，另一方面可通过改性树脂对聚脲的特性进行调整，从而实现对聚脲产品的粘接性能、流动性能、凝固性能、抗氧化性能、抗腐蚀性能、抗冲击性能及抗磨损性能等物理及化学性能进行整体调整。
实施例6
一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，由下列质量百分比物质构成：刚玉粉3%、金刚砂9%、碳化硅粉1%、偶联剂0.4%、分散剂0.2%、自发光粉4.5%、颜料3.7%、除尘剂1.7%、杀菌剂7.5%、改性树脂20%，余量为聚脲。
本实施例中，所述刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉粒度均为80μm。
本实施例中，所述偶联剂为铝酸酯。
本实施例中，所述自发光粉为稀土自发光粉。
本实施例中，所述颜料为有机颜料。
本实施例中，所述除尘剂为硅溶胶。
本实施例中，所述杀菌剂为氧化银。
本实施例中，所述改性树脂为环氧改性树脂、聚氨酯以任意比例混合。
如图1所示，一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法，包括以下步骤：
第一步，物料预处理，首先将刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉、偶联剂、分散剂、自发光粉一同添加到搅拌设备中进行混合搅拌，并在搅拌过程中对混合物料在9分钟内匀速升温至35℃进行烘干，烘干后的混合物料含水量为1%；
第二步，物料混合，首先将惰性气体通入到反应釜中，排空反应釜中空气并使反应釜内氧气含量低于1%，反应釜内气压恒定为2.1倍标准大气压，然后将聚脲添加到反应釜内，在保持匀速单向搅拌状态下在7分钟匀速升温至20℃，在搅拌状态不变条件下，将颜料、防尘剂加入到聚脲中，搅拌均匀并在物料完全达到熔融态后，将第一步制备的混合物料在与去离子水混合后在12分钟内匀速添加到反应釜内，并与反应釜内物料进行混合均匀，然后对混合后的物料保持搅拌状态下保温备用；
第三步，封装，完成第二步作业后，将第二步制备的熔融态混合物在10倍标准大气压驱动下灌装密闭硬质承载容器中并对密闭硬质承载容器进行密封，即可获得成品聚脲产品，且成品产品中硬质承载容器中的气压为7倍标准大气压。
本实施例中，所述第二步中，所添加的去离子水总量为二步制备的混合物总量的80%。
本方案中，可在有效的提高聚脲涂层结构强度的同时，一方面可有效的提高聚脲产品表面自清洁能力和杀菌能力，在防止粉尘、液滴等在聚脲涂层表面沉积而造成的污染的同时，并有效避对涂层表面细菌进行杀灭，提高涂层使用的安全性，另一方面可根据使用需要，灵活调整涂层的颜色，并使涂层具备夜晚自发光能力，从而在极大的提高涂层美观性的同时，使涂层在光线不足或夜晚时具备一定的照明、指示能力，从而达到降低照明等作业运行能耗的目的。
除此之外，一方面有效减少了聚脲使用量，降低了产品成本，另一方面可通过改性树脂对聚脲的特性进行调整，从而实现对聚脲产品的粘接性能、流动性能、凝固性能、抗氧化性能、抗腐蚀性能、抗冲击性能及抗磨损性能等物理及化学性能进行整体调整。
本发明在具体实施中，其中所使用的惰性气体为氮气、氦气及氩气中的任意一种。
本发明在具体实施中，在对物料进行搅拌作业时，均采用高压气流搅拌、超声波振荡搅拌及磁性搅拌中的任意一种或几种共用。
本发明原料获取便捷，原料及加工成本低廉，毒副作用小，加工生产工艺简单，一方面可有效的聚脲涂料产品生产作业的工作效率和降低生产成本，另一方面可有效的对聚脲产品的化学及物理特性进行调制，以满足多种不同使用场合的需要，极大的提高聚脲涂料的通用性和使用的便捷性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，其特征在于：所述的基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层由下列质量百分比物质构成：刚玉粉0—10%、金刚砂0-10%、碳化硅粉0—10%、偶联剂0.1%—0.5%、分散剂0.1%—0.3%、自发光粉0—5%、颜料0—8%、除尘剂0.2%—2%、杀菌剂0%—8%、改性树脂0-20%，余量为聚脲。
2.根据权利要求1所述的一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，其特征在于：所述刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉粒度为5—80μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯、铝酸酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，其特征在于：所述自发光粉为稀土自发光粉。
5.根据权利要求1所述的一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，其特征在于：所述颜料为有机颜料及无机颜料中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，其特征在于：所述除尘剂为硅溶胶。
7.根据权利要求1所述的一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，其特征在于：所述杀菌剂为氧化银、氧化钛中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层，其特征在于：所述改性树脂为环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂中的任意一种或几种以任意比例混合。
9.一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法，其特征在于：所述的基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法包括以下步骤：
第一步，物料预处理，首先将刚玉粉、金刚砂、碳化硅粉、偶联剂、分散剂、自发光粉一同添加到搅拌设备中进行混合搅拌，并在搅拌过程中对混合物料在3—15分钟内匀速升温至30℃—45℃进行烘干，烘干后的混合物料含水量不大于3%；
第二步，物料混合，首先将惰性气体通入到反应釜中，排空反应釜中空气并使反应釜内氧气含量低于1%，反应釜内气压恒定为0.5—2.5倍标准大气压，然后将聚脲添加到反应釜内，在保持匀速单向搅拌状态下在3—10分钟匀速升温至20℃—110℃，并在搅拌状态不变条件下，将颜料、防尘剂加入到聚脲中搅拌均匀，将第一步制备的混合物料与去离子水混合后，在10—30分钟内匀速添加到反应釜内，并与反应釜内物料进行混合均匀，然后对混合后的物料保持搅拌状态下保温备用；
第三步，封装，完成第二步作业后，将第二步制备的熔融态混合物在3—10倍标准大气压驱动下灌装密闭硬质承载容器中并对密闭硬质承载容器进行密封，即可获得成品聚脲产品，且成品产品中硬质承载容器中的气压为2—8倍标准大气压。
10.根据权利要求9所述的一种基于聚脲基体的高性能防护喷涂涂层的制备方法，其特征在于：所述第二步中，所添加的去离子水总量为0至第二步制备的混合物总量的90%。
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