CN109825196A - 一种耐磨涂料及其改性工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨涂料及其改性工艺,属于涂料制备技术领域。以重量份为单位,包括以下组分:快组份A、慢组份B、表面活性剂、金属粉颜料、聚乙烯蜡、改性剂、增亮剂;本发明的耐磨涂料的改性工艺为:分别按快组份A和慢组份B配方、分别进行配料、高速混合、经熔融挤出、压片、冷却、破碎成片料,加入表面活性剂、金属粉颜料、聚乙烯蜡、改性剂、增亮剂混合制得底粉,最后与金属粉颜料进行邦定处理即可。本发明的耐磨涂料,具有喷涂过程中不堵枪、不吐粉,光亮度较好,耐磨性能高,抗腐蚀性能强等优势,是一款用途广泛的优质涂料。
Description
技术领域
本发明涉及涂料制备技术领域,特别是涉及一种耐磨涂料及其改性工艺。
背景技术
随着科技进步和国民经济的高速发展,人们的环保意识日趋增强,对健康生活越来越注重。如今涂料品种越来越多,应用的范围不断扩大,涂料工业已成为化学工业中一个重要的独立工业生产部分,粉末涂料属于发展最快的一类,其中金属粉末涂料用途较广,金属粉末涂料能够展示一种明亮、豪华的装饰效果,非常适合家具、饰品和汽车等户内、外物体的喷涂;其是利用金属粉末作为原料配制的一种高档建筑涂料,金属漆具有金属光泽,能够提高涂布物体的档次,市场需求量较高。
现今国内市场上出现的金属粉末涂料普遍存在光亮度不足,且产品的美观度不够,使用效果不好,在客户装配过程中次品率高的情况,一些产品具有较好的光亮度,但耐磨能力不高,且喷涂过程中容易出现堵枪、吐粉的情况。因此,研发出一款光亮效果好、性能高的粉末涂料,是市场的迫切需求。
金属粉末涂料生产包括熔融挤出法、干混法以及邦定技术。邦定技术是在干混法的的基础上改进而来的,金属粉与底粉混合均匀后,在惰性气体保护下,将温度均匀稳定的升到树脂软化点,使底粉颗粒与金属粉颗粒相互粘附,甚至部分包裹金属粒片,从而使金属粉与基粉物化性能趋于一致,使喷涂过程中,金属粉能够良好的分散在型材表面,达到较好的金属效果。
目前国内企业主要采用的邦定技术升温方法是靠绑定机旋转的叶片与底粉之间相互摩擦生热升温进行的,升温转速一般设定在1400rmp左右,用这种方法升温的底粉和金属颜料受热温度并不均匀,因此局部升温过高时底粉易结块、焦化,甚至导致绑定失败,效果不好。此外,由于金属颜料与粉末涂料中的其他物质的导电性能差别很大,当添加金属粉颜料份量越大时,越容易造成珠光或金属粉赌枪、吐粉及流平不佳状况,给喷涂施工改性工艺带来很多难题;当添加金属粉颜料含量过低时,则难以达到满意的金属效果,金属感较差。且由于配方和工艺技术限制,市场上的金属粉末涂料的珠光或金属粉添加量一般都控制在3%以内,由于添加量有限,导致产品的金属感不够强,难以满足市场需求。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本专利申请的现有技术,在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下,上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明目的在于提供一种耐磨涂料及其改性工艺,以解决上述现有技术存在的喷涂过程中容易出现堵枪、吐粉,涂料光亮度较低,耐磨能力不足等的技术问题。
为此,本发明提供以下技术方案:
一种耐磨涂料,以重量份为单位,包括以下组分:快组份A 40~65份;慢组份B 34~52份、表面活性剂4~7份、金属粉颜料5~14份、聚乙烯蜡9~12份、改性剂1~6份、增亮剂2~3份;所述快组份A,以质量百分比为单位,包括:快组分树脂60~90%、TGIC 3~10%、流平剂0.6~5.5%、二苯乙醇酮0.2~1%、蜡粉0.3~5%、颜填料5~30%、白碳黑0.2~0.7%;所述慢组份B,以质量百分比为单位,包括:慢组分树脂70~86%、TGIC 4~8%、流平剂0.6~5%、二苯乙醇酮0.3~0.5%、蜡粉0.3~5%、颜填料5~30%、白碳黑0.2~0.5%;所述金属粉颜料的粒径为5~100μm。
优选地,所述金属粉颜料包括珠光颜料和紫铜金属粉。
优选地,所述快组份A 中快组份树脂的反应性为60~75s(185℃,s)。
优选地,所述慢组份B 中慢组份树脂的反应性为550~610s(185℃,s)。
优选地,所述改性剂的组分由碳酸钙、氮化硅、单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按重量比2-4:5:1.8-2.5:3.3组成。
优选地,所述改性剂的表面处理方法,包括以下步骤:
S1:将碳酸钙和氮化硅按比例混合,研磨,制得粒径为300-350目的混合物A;
S2:将步骤S1制得的混合物A和单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按比例加入搅拌机中,以1700-1900rpm的速度搅拌60min,制得混合物B;
S3:将步骤S2制得的混合物B在55℃的条件下干燥至含水量为0.3%,研磨,过筛,制得改性剂。
本发明还提供一种耐磨涂料的改性工艺,包括以下步骤:
S1:底粉的制备与高速混合:分别按快组份A和慢组份B的配方,将各类组分按上述质量百分比进行配料,然后分别加入高速混合机中混合,混合均匀得到原料;
S2:熔融挤出:将S1中混合均匀的原料放入挤出机,经熔融挤出,压片,冷却,破碎成快组份A片料和慢组份B片料;
S3:研磨粉碎:将S2中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合,再加入表面活性剂、聚乙烯蜡、改性剂、增亮剂混合均匀后,置于ACM磨粉机中,磨粉过筛,制得底粉备用;
S4:金属粉邦定:将底粉与金属粉颜料按照“低速分段升温邦定法”进行邦定技术处理,过筛后即可制得成品。
优选地,所述步骤S1中高速混合机转速为750-900rmp。
优选地,所述步骤S4中的“低速分段升温邦定法”具体操作是指:先将底粉加入到邦定锅中,然后以1100rmp进行搅拌升温至50℃,接着以950rmp进行搅拌升温至53℃,再以800rmp进行搅拌升温至55℃,继续以750rmp进行搅拌升温至57℃,然后再以650rmp进行搅拌升温至59℃;最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度,到达设定的邦定温度后,调节转速至400rmp,然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定80~120s,最后以400rmp搅拌冷却到40℃以下,冷却过筛,即可制得成品。
优选地,所述的邦定温度设定在60~78℃。
本发明与现有技术对比的有益效果包括:
1.本发明的制备涂料的改性工艺,由于能添加较大的金属颜料量,所以其金属感极强,具有光亮度较好,耐磨能力高,喷涂过程中不堵枪、不吐粉,优异的流平性能等特点。
2.由表1可知,在实施例1-3中,产品的流平性均达到6级以上,其表面光滑平整,且易于涂装,实施例1-3在喷涂过程中未出现堵枪、吐粉的问题,且喷漆表面外观效果较好,均具有较强的金属光亮感。其中实施例1的平流性、光泽度性能为最好的,以实施例1为最优实施例。对比例1-6中各项性能均未达到实施例1-3的水平,特别是对比例5,由于缺少了改性剂,导致该涂料喷涂过程中出现了堵枪、吐粉的情况,外观也较其他组的情况差。
3.由表2可知,在耐冲击性测试中,实施例1-3均未出现裂痕和涂层剥离的情况,对比例1、2、5、6均出现了异常现象。在划格法附着力测试中,实施例1-3的分级均为0级,即划线平滑,网格没有出现涂层剥离现象;对比例1-3为2级,即划线边缘和网格交叉部分均有剥落,其中大于5%、小于15%的划格面积受到影响;对比例4为1级,即网格的交叉部分有少许剥落,小于5%的划格面积受到影响;对比例5为4级,即划线边缘有部分或整片的剥落,某些网格有部分或完全的涂层剥落,影响面积达到35%~65%;对比例6为3级,即划线边缘有部分或整片的剥落,影响面积15%~35%。在672h的盐雾老化实验测试结果中,实施例1-3的涂料也表现出较好的性能,未出现异常现象,对比例1-6均出现不同的损坏情况。使用猪鬃毛对喷涂各组涂料的不锈钢板进行挂刷,直至出现剥落即停止,其中实施例1挂刷的耐磨性最好,达到3151次;对比例1-6的挂刷次数均比实施例有所下降,其中对比例5的次数比实施例1的次数减少了117.9%。实施例1-3的断裂伸长率均比对比例1-6的高,其中实施例1的伸长率比对比例5的伸长率提高了59.5%。
4.从各项测试结果可知,本发明使用的改性工艺和改性剂对涂料的多项性能产生了影响。从对比例1-4的测试结果可以看到,改性剂中缺少某一组分均会使得涂料的性能有所降低。用实施例1与对比例1-5的猪鬃毛刷刮刷数据进行对比,实施例1比对比例1多了369次(3151-2782=369);实施例1比对比例2多了308次(3151-2843=308);实施例1比对比例3多了240次(3151-2911=240);实施例1比对比例4多了281次(3151-2870=281);实施例1比对比例5多了1705次(3151-1446=1705);其中把实施例1的数据减去对比例1-4的数据相加总和为1198次(369+308+240+281=1198),这个数值小于对比例5不使用改性剂的情况下相对于实施例1少了的1705次(1198<1705);以实施例1分别减去对比例1-5的每组的数值作为效果值,碳酸钙、氮化硅、单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在改性剂中组合使用的效果值比碳酸钙、氮化硅、单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在改性剂分别单独使用效果值之和提高率α=(1705-1198)÷1198×100%=42.32%,组合使用的情况下效果值的提升了42.32%,说明改性剂的各个组分产生相应的协同作用,增加了涂料的耐磨性能,各组分缺一不可。在对比例1-4中,对比例1的综合性能较差,主要原因是,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸含有磺酸基等基团,可以在碳酸钙粒子表面引入磺酸基基团,不仅可以提高碳酸钙的相容性、分散性和加工流动性,基团与快组分树脂、慢组分树脂体系形成网络结构,使得碳酸钙与涂料中的树脂具有很好的相容性,提高反应体系界面粘结力,进而提高涂料的综合性能;在缺少碳酸钙的情况下上述反应无法进行,导致对比例1的涂料性能为对比例1-4中较差的。未使用改性剂的对比例5和改性工艺中未使用低速分段升温邦定法处理的对比例6,所得涂料均出现了现有技术存在的涂料金属光亮度较低,耐磨能力较差不足,和喷涂过程中容易出现堵枪、吐粉等问题,说明使用本发明的改性剂和“低速分段升温邦定法”这两个关键因素可以有效解决现有技术存在的问题,并可使本发明的涂料具备优异的综合性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
一种耐磨涂料,以重量份为单位,包括以下组分:快组份A 53份、慢组份B 41份、表面活性剂5份、金属粉颜料9份、聚乙烯蜡11份、改性剂3份、增亮剂KH-L 2.4份;所述快组份A,以质量百分比为单位,包括:快组分树脂69%,反应性为70s(185℃,s)、TGIC 6%、流平剂3%、二苯乙醇酮0.6%、蜡粉3.3%、颜填料17.5%、白碳黑0.6%;所述慢组份B,以质量百分比为单位,包括:慢组分树脂77%,585s(185℃,s)、TGIC 5%、流平剂3.5%、二苯乙醇酮0.5%、蜡粉3.5%、颜填料10%、白碳黑0.5%。
所述金属粉颜料包括珠光颜料和紫铜金属粉,粒径为5~100μm。
所述改性剂的组分由碳酸钙、氮化硅、单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按重量比2.5:5:2:3.3组成。
所述改性剂的表面处理方法,包括以下步骤:
S1:将碳酸钙和氮化硅按比例混合,研磨,制得粒径为330目的混合物A;
S2:将步骤S1制得的混合物A和单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按比例加入搅拌机中,以1900rpm的速度搅拌60min,制得混合物B;
S3:将步骤S2制得的混合物B在55℃的条件下干燥至含水量为0.3%,研磨至1400目,过筛,制得改性剂。
一种耐磨涂料的改性工艺,包括以下步骤:
S1:底粉的制备与高速混合:分别按快组份A和慢组份B的配方,将各类组分按上述质量百分比进行配料,然后分别加入高速混合机中混合,转速为800rmp,混合均匀得到原料;
S2:熔融挤出:将S1中混合均匀的原料放入挤出机,经熔融挤出,压片,冷却,破碎成快组份A片料和慢组份B片料;
S3:研磨粉碎:将S2中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合,再加入表面活性剂、聚乙烯蜡、改性剂、增亮剂混合均匀后,置于ACM磨粉机中,磨粉过筛,制得底粉备用;
S4:金属粉邦定:先将底粉加入到邦定锅中,然后以1100rmp进行搅拌升温至50℃,接着以950rmp进行搅拌升温至53℃,再以800rmp进行搅拌升温至55℃,继续以750rmp进行搅拌升温至57℃,然后再以650rmp进行搅拌升温至59℃;最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度,到达设定的邦定温度72℃,调节转速至400rmp,然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定80~120s,最后以400rmp搅拌冷却到40℃以下,冷却过筛,即可制得成品。
实施例2
一种耐磨涂料,以重量份为单位,包括以下组分:快组份A 65份、慢组份B 34份、表面活性剂7份、金属粉颜料5份、聚乙烯蜡12份、改性剂1份、增亮剂KH-L 3份;所述快组份A,以质量百分比为单位,包括:快组分树脂72%,60s(185℃,s)、TGIC 9%、流平剂3%、二苯乙醇酮0.9%、蜡粉1%、颜填料13.5%、白碳黑0.6%;所述慢组份B,以质量百分比为单位,包括:慢组分树脂72%,610s(185℃,s)、TGIC 8%、流平剂2%、二苯乙醇酮0.5%、蜡粉5%、颜填料12%、白碳黑0.5%。
所述金属粉颜料包括珠光颜料和紫铜金属粉,粒径为5~100μm。
所述改性剂的组分由碳酸钙、氮化硅、单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按重量比4:5:1.8:3.3组成。
所述改性剂的表面处理方法,包括以下步骤:
S1:将碳酸钙和氮化硅按比例混合,研磨,制得粒径为300目的混合物A;
S2:将步骤S1制得的混合物A和单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按比例加入搅拌机中,以1700rpm的速度搅拌60min,制得混合物B;
S3:将步骤S2制得的混合物B在55℃的条件下干燥至含水量为0.3%,研磨至1400目,过筛,制得改性剂。
一种耐磨涂料的改性工艺,包括以下步骤:
S1:底粉的制备与高速混合:分别按快组份A和慢组份B的配方,将各类组分按上述质量百分比进行配料,然后分别加入高速混合机中混合,转速为750rmp,混合均匀得到原料;
S2:熔融挤出:将S1中混合均匀的原料放入挤出机,经熔融挤出,压片,冷却,破碎成快组份A片料和慢组份B片料;
S3:研磨粉碎:将S2中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合,再加入表面活性剂、聚乙烯蜡、改性剂、增亮剂混合均匀后,置于ACM磨粉机中,磨粉过筛,制得底粉备用;
S4:金属粉邦定:先将底粉加入到邦定锅中,然后以1100rmp进行搅拌升温至50℃,接着以950rmp进行搅拌升温至53℃,再以800rmp进行搅拌升温至55℃,继续以750rmp进行搅拌升温至57℃,然后再以650rmp进行搅拌升温至59℃;最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度,到达设定的邦定温度78℃,调节转速至400rmp,然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定80s,最后以400rmp搅拌冷却到40℃以下,冷却过筛,即可制得成品。
实施例3
一种耐磨涂料,以重量份为单位,包括以下组分:快组份A 65份、慢组份B 34份、表面活性剂7份、金属粉颜料5份、聚乙烯蜡12份、改性剂1份、增亮剂KH-L 3份;所述快组份A,以质量百分比为单位,包括:快组分树脂80%,75s(185℃,s)、TGIC 5%、流平剂4.5%、二苯乙醇酮0.3%、蜡粉3.5%、颜填料6%、白碳黑0.7%;所述慢组份B,以质量百分比为单位,包括:慢组分树脂76%,550s(185℃,s)、TGIC 4%、流平剂5%、二苯乙醇酮0.5%、蜡粉4%、颜填料10%、白炭0.5%。
所述金属粉颜料包括珠光颜料和紫铜金属粉,粒径为5~100μm。
所述改性剂的组分由碳酸钙、氮化硅、单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按重量比2:5:2.5:3.3组成。
所述改性剂的表面处理方法,包括以下步骤:
S1:将碳酸钙和氮化硅按比例混合,研磨,制得粒径为300目的混合物A;
S2:将步骤S1制得的混合物A和单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按比例加入搅拌机中,以1800rpm的速度搅拌60min,制得混合物B;
S3:将步骤S2制得的混合物B在55℃的条件下干燥至含水量为0.3%,研磨至1400目,过筛,制得改性剂。
一种耐磨涂料的改性工艺,包括以下步骤:
S1:底粉的制备与高速混合:分别按快组份A和慢组份B的配方,将各类组分按上述质量百分比进行配料,然后分别加入高速混合机中混合,转速为900rmp,混合均匀得到原料;
S2:熔融挤出:将S1中混合均匀的原料放入挤出机,经熔融挤出,压片,
冷却,破碎成快组份A片料和慢组份B片料;
S3:研磨粉碎:将S2中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合,再加入表面活性剂、聚乙烯蜡、改性剂、增亮剂混合均匀后,置于ACM磨粉机中,磨粉过筛,制得底粉备用;
S4:金属粉邦定:先将底粉加入到邦定锅中,然后以1100rmp进行搅拌升温至50℃,接着以950rmp进行搅拌升温至53℃,再以800rmp进行搅拌升温至55℃,继续以750rmp进行搅拌升温至57℃,然后再以650rmp进行搅拌升温至59℃;最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度,到达设定的邦定温度60℃后,调节转速至400rmp,然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定120s,最后以400rmp搅拌冷却到40℃以下,冷却过筛,即可制得成品。
对比例1
耐磨涂料的制备工艺与实施例1完全相同,唯有不同的是改性剂中缺少碳酸钙。
对比例2
耐磨涂料的制备工艺与实施例1完全相同,唯有不同的是改性剂中缺少氮化硅。
对比例3
耐磨涂料的制备工艺与实施例1完全相同,唯有不同的是改性剂中缺少单异壬苯基聚乙二醇。
对比例4
耐磨涂料的制备工艺与实施例1完全相同,唯有不同的是改性剂中缺少2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
对比例5
耐磨涂料的制备工艺与实施例1完全相同,唯有不同的是缺少改性剂。
对比例6
耐磨涂料的制备工艺与实施例1完全相同,唯有不同的是耐磨涂料改性工艺的步骤S4使用现有技术常用的邦定技术升温方法进行制备,具体为:先将底粉加入到邦定锅中,靠绑定机旋转的叶片与底粉之间相互摩擦生热升温进行的,升温转速设定在1500rmp左,温度达到50℃,将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定240s,最后以400rmp搅拌冷却到40℃以下,冷却过筛,即可制得成品。
取实施例1-3、对比例1-6的耐磨涂料各1kg,分别喷涂在镀锡板上,然后进行对比。流平性检测按GB1750-79中的刷涂法进行,按划痕消失和形成完全平滑漆膜表面所需的时间分为7个等级。光泽度用sheen的Ref 101N型60°光泽计测量。对比结果如表1所示。
表1 实施例、对比例涂料喷涂与表面的情况
项目 | 流平性等级(1-7) | 光泽(%) | 喷涂情况 | 外观 |
实施例1 | 7 | 16.2 | 易喷涂、不堵枪、不吐粉 | 光滑平整、金属感极强 |
实施例2 | 6 | 14.7 | 易喷涂、不堵枪、不吐粉 | 光滑平整、金属感较强 |
实施例3 | 7 | 15.5 | 易喷涂、不堵枪、不吐粉 | 光滑平整、金属感强 |
对比例1 | 5 | 13.8 | 易喷涂、有时堵枪、不吐粉 | 光滑平整、金属感强 |
对比例2 | 6 | 14.2 | 易喷涂、有时堵枪、不时吐粉 | 光滑平整、金属感强 |
对比例3 | 5 | 14.4 | 易喷涂、不堵枪、不吐粉 | 光滑平整、金属感强 |
对比例4 | 6 | 14.9 | 易喷涂、不堵枪、不吐粉 | 光滑平整、金属感较强 |
对比例5 | 3 | 13.6 | 难喷涂、堵枪、吐粉 | 严重橘皮、金属感较弱 |
对比例6 | 5 | 14.5 | 易喷涂、有时堵枪、有时吐粉 | 光滑平整、金属感强 |
由表1可知,在实施例1-3中,产品的流平性均达到6级以上,其表面光滑平整,且易于涂装,实施例1-3在喷涂过程中未出现堵枪、吐粉的问题,且喷漆表面外观效果较好,均具有较强的金属光亮感。其中实施例1的平流性、光泽度性能为最好的,以实施例1为最优实施例。对比例1-6中各项性能均未达到实施例1-3的水平,特别是对比例5,由于缺少了改性剂,导致该涂料喷涂过程中出现了堵枪、吐粉的情况,外观也较其他组的情况差。
对使用实施例1-3、对比例1-6所得的涂料喷涂的板材进行测试,耐冲击测试按GB-T 1732-93进行。盐雾测试按GB/T 2423.17-2008进行,使用南京环科YWX250型盐雾试验机,使用质量浓度为5%的氯化钠溶液,在32℃下进行测试。断裂伸长率测试:讲试样在0℃下的环境中安装在威邦WBE-9000B型拉力机夹具中,并在此温度下预冷1h,以50mm/min的拉伸速度拉伸试件至出现裂口,记录此时的标尺数值L1,读数精确到0.05mm;计算方式:ε=(L1-L0)/L0×100%,其中,ε为断裂伸长率,L0为拉伸前标尺间的距离。测试结果如表2所示。
表2 实施例、对比例测试结果
项目 | 耐冲击性(50cm .Kg) | 划格法附着力测试(GB分级) | 盐雾老化实验(672h) | 猪鬃毛刷刮刷至出现剥落(次) | 断裂伸长率(%) |
实施例1 | 无裂痕,涂层无剥离 | 0 | 无起泡、开裂、剥落等异常现象 | 3151 | 260 |
实施例2 | 无裂痕,涂层无剥离 | 0 | 无起泡、开裂、剥落等异常现象 | 3019 | 248 |
实施例3 | 无裂痕,涂层无剥离 | 0 | 无起泡、开裂、剥落等异常现象 | 3107 | 253 |
对比例1 | 有裂痕,涂层无剥离 | 2 | 有起泡、开裂现象,无剥落等现象 | 2782 | 201 |
对比例2 | 有裂痕,涂层无剥离 | 2 | 有起泡现象,无开裂、剥落等现象 | 2843 | 207 |
对比例3 | 无裂痕,涂层无剥离 | 2 | 有起泡现象,无开裂、剥落等现象 | 2911 | 213 |
对比例4 | 无裂痕,涂层无剥离 | 1 | 有起泡现象,无开裂、剥落等现象 | 2870 | 220 |
对比例5 | 有裂痕,涂层剥离 | 4 | 有起泡、开裂、剥落现象 | 1446 | 166 |
对比例6 | 有裂痕,涂层无剥离 | 3 | 有起泡、开裂现象,无剥落等现象 | 2139 | 192 |
由表2可知,在耐冲击性测试中,实施例1-3均未出现裂痕和涂层剥离的情况,对比例1、2、5、6均出现了异常现象。在划格法附着力测试中,实施例1-3的分级均为0级,即划线平滑,网格没有出现涂层剥离现象;对比例1-3为2级,即划线边缘和网格交叉部分均有剥落,其中大于5%、小于15%的划格面积受到影响;对比例4为1级,即网格的交叉部分有少许剥落,小于5%的划格面积受到影响;对比例5为4级,即划线边缘有部分或整片的剥落,某些网格有部分或完全的涂层剥落,影响面积达到35%~65%;对比例6为3级,即划线边缘有部分或整片的剥落,影响面积15%~35%。在672h的盐雾老化实验测试结果中,实施例1-3的涂料也表现出较好的性能,未出现异常现象,对比例1-6均出现不同的损坏情况。使用猪鬃毛对喷涂各组涂料的不锈钢板进行挂刷,直至出现剥落即停止,其中实施例1挂刷的耐磨性最好,达到3151次;对比例1-6的挂刷次数均比实施例有所下降,其中对比例5的次数比实施例1的次数减少了117.9%。实施例1-3的断裂伸长率均比对比例1-6的高,其中实施例1的伸长率比对比例5的伸长率提高了59.5%。
综上,从各项测试结果可知,本发明使用的改性工艺和改性剂对涂料的多项性能产生了影响。从对比例1-4的测试结果可以看到,改性剂中缺少某一组分均会使得涂料的性能有所降低。用实施例1与对比例1-5的猪鬃毛刷刮刷数据进行对比,实施例1比对比例1多了369次(3151-2782=369);实施例1比对比例2多了308次(3151-2843=308);实施例1比对比例3多了240次(3151-2911=240);实施例1比对比例4多了281次(3151-2870=281);实施例1比对比例5多了1705次(3151-1446=1705);其中把实施例1的数据减去对比例1-4的数据相加总和为1198次(369+308+240+281=1198),这个数值小于对比例5不使用改性剂的情况下相对于实施例1少了的1705次(1198<1705);以实施例1分别减去对比例1-5的每组的数值作为效果值,碳酸钙、氮化硅、单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在改性剂中组合使用的效果值比碳酸钙、氮化硅、单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在改性剂分别单独使用效果值之和提高率α=(1705-1198)÷1198×100%=42.32%,组合使用的情况下效果值的提升了42.32%,说明改性剂的各个组分产生相应的协同作用,增加了涂料的耐磨性能,各组分缺一不可。在对比例1-4中,对比例1的综合性能较差,主要原因是,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸含有磺酸基等基团,可以在碳酸钙粒子表面引入磺酸基基团,不仅可以提高碳酸钙的相容性、分散性和加工流动性,基团与快组分树脂、慢组分树脂体系形成网络结构,使得碳酸钙与涂料中的树脂具有很好的相容性,提高反应体系界面粘结力,进而提高涂料的综合性能;在缺少碳酸钙的情况下上述反应无法进行,导致对比例1的涂料性能为对比例1-4中较差的。未使用改性剂的对比例5和改性工艺中未使用低速分段升温邦定法处理的对比例6,所得涂料均出现了现有技术存在的涂料金属光亮度较低,耐磨能力较差不足,和喷涂过程中容易出现堵枪、吐粉等问题,说明使用本发明的改性剂和“低速分段升温邦定法”这两个关键因素可以有效解决现有技术存在的问题,并可使本发明的涂料具备优异的综合性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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)
1.一种耐磨涂料,其特征在于:以重量份为单位,包括以下组分:快组份A 40~65份;慢组份B 34~52份、表面活性剂4~7份、金属粉颜料5~14份、聚乙烯蜡9~12份、改性剂1~6份、增亮剂2~3份;所述快组份A,以质量百分比为单位,包括:快组分树脂60~90%、TGIC 3~10%、流平剂0.6~5.5%、二苯乙醇酮0.2~1%、蜡粉0.3~5%、颜填料5~30%、白碳黑0.2~0.7%;所述慢组份B,以质量百分比为单位,包括:慢组分树脂70~86%、TGIC 4~8%、流平剂0.6~5%、二苯乙醇酮0.3~0.5%、蜡粉0.3~5%、颜填料5~30%、白碳黑0.2~0.5%;所述金属粉颜料的粒径为5~100μm。
2.根据权利要求1所述的耐磨涂料,其特征在于:所述金属粉颜料包括珠光颜料和紫铜金属粉。
3.根据权利要求1所述的耐磨涂料,其特征在于:所述快组份A 中快组份树脂的反应性为60~75s(185℃,s)。
4.根据权利要求1所述的耐磨涂料,其特征在于:所述慢组份B 中慢组份树脂的反应性为550~610s(185℃,s)。
5.如权利要求1所述的耐磨涂料,其特征在于:所述改性剂的组分由碳酸钙、氮化硅、单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按重量比2-4:5:1.8-2.5:3.3组成。
6.如权利要求5所述的耐磨涂料,其特征在于:所述改性剂的表面处理方法,包括以下步骤:
S1:将碳酸钙和氮化硅按比例混合,研磨,制得粒径为300-350目的混合物A;
S2:将步骤S1制得的混合物A和单异壬苯基聚乙二醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按比例加入搅拌机中,以1700-1900rpm的速度搅拌60min,制得混合物B;
S3:将步骤S2制得的混合物B在55℃的条件下干燥至含水量为0.3%,研磨,过筛,制得改性剂。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的耐磨涂料的改性工艺,其特征在于:包括以下步骤:
S1:底粉的制备与高速混合:分别按快组份A和慢组份B的配方,将各类组分按上述质量百分比进行配料,然后分别加入高速混合机中混合,混合均匀得到原料;
S2:熔融挤出:将S1中混合均匀的原料放入挤出机,经熔融挤出,压片,冷却,破碎成快组份A片料和慢组份B片料;
S3:研磨粉碎:将S2中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合,再加入表面活性剂、聚乙烯蜡、改性剂、增亮剂混合均匀后,置于ACM磨粉机中,磨粉过筛,制得底粉备用;
S4:金属粉邦定:将底粉与金属粉颜料按照“低速分段升温邦定法”进行邦定技术处理,过筛后即可制得成品。
8.根据权利要求7所述的耐磨涂料的改性工艺,其特征在于:所述步骤S1中高速混合机转速为750-900rmp。
9.根据权利要求7所述的耐磨涂料的改性工艺,其特征在于:所述步骤S4中的“低速分段升温邦定法”具体操作是指:先将底粉加入到邦定锅中,然后以1100rmp进行搅拌升温至50℃,接着以950rmp进行搅拌升温至53℃,再以800rmp进行搅拌升温至55℃,继续以750rmp进行搅拌升温至57℃,然后再以650rmp进行搅拌升温至59℃;最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度,到达设定的邦定温度后,调节转速至400rmp,然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定80~120s,最后以400rmp搅拌冷却到40℃以下,冷却过筛,即可制得成品。
10.根据权利要求9所述的耐磨涂料的改性工艺,其特征在于:所述的邦定温度设定在60~78℃。
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CN108892978A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-27 | 浙江航通舟新材料科技有限公司 | 一种地聚物基防霉抗菌内墙涂料及其制备方法 |
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