CN109852233A - 一种耐磨耐高温涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨耐高温涂料,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂25‑45份、有机硅防水剂5‑10份、滑石粉8‑19份、纳米碳化硅15‑20份、硅烷偶联剂KH‑792 0.2‑0.6份、石墨烯4‑8份、溶剂35‑45份、消泡剂0.1‑0.6份、流平剂0.8‑1.5份、固化剂0.5‑0.9份、分散剂1.0‑1.5份。本发明还公开了所述耐磨耐高温涂料的制备方法。本发明制备的涂料具有优异的耐磨性能和耐高温性能,满足目前的市场需求,具有重要的市场价值和社会价值。
Description
技术领域
本发明涉及涂料生产技术领域,具体是一种耐磨耐高温涂料及其制备方法。
背景技术
涂料作为一种材料,可以涂覆在物件表面,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜,涂料作为各行各业常见的材料其种类繁多,因为涂料的配方和制备方法的不同,所以涂料在各方面的性能也参差不齐。
现如今,普通涂料所具备的性能特点已经不能满足日益发展的行业需求,有机硅涂料以其良好的防腐性能受到广泛的运用,然而,有机硅涂料的耐高温性能多低于400℃,且其本身机械性能差,耐磨性低,现有的有机硅涂料越来越不能满足现代电机、电器、宇航以及耐特种介质的要求,难以用于一些更高温度之苛刻场所。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨耐高温涂料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种耐磨耐高温涂料,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂25-45份、有机硅防水剂5-10份、滑石粉8-19份、纳米碳化硅15-20份、硅烷偶联剂KH-792 0.2-0.6份、石墨烯4-8份、溶剂35-45份、消泡剂0.1-0.6份、流平剂0.8-1.5份、固化剂0.5-0.9份、分散剂1.0-1.5份。
作为本发明进一步的方案:由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂27-43份、有机硅防水剂6-9份、滑石粉9-18份、纳米碳化硅16-19份、硅烷偶联剂KH-792 0.3-0.5份、石墨烯5-7份、溶剂37-43份、消泡剂0.2-0.5份、流平剂0.9-1.4份、固化剂0.6-0.8份、分散剂1.1-1.4份。
作为本发明再进一步的方案:由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂35份、有机硅防水剂8份、滑石粉13份、纳米碳化硅17份、硅烷偶联剂KH-792 0.4份、石墨烯6份、溶剂40份、消泡剂0.3份、流平剂1.2份、固化剂0.7份、分散剂1.3份。
作为本发明再进一步的方案:所述溶剂为对氯苯三氟甲烷和二甲苯按照体积比3.5:1的比例组成混合而成。
作为本发明再进一步的方案:所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚,所述流平剂为丙烯酸酯流平剂,所述固化剂为封闭型水性环脂族多异氰酸酯固化剂。
作为本发明再进一步的方案:所述分散剂为聚羧酸钾盐或聚羧酸钠盐。
所述耐高温耐磨涂料的制备方法,步骤如下:
1)称取石墨烯和纳米碳化硅,投入球磨机中球磨混合30-40分钟,得到球磨粒子;
2)称取硅烷偶联剂KH-792溶解在部分溶剂中,超声分散10-20分钟,然后和步骤1)中的球磨粒子一起加入到高速分散机中,在400-450转/分下搅拌并升高温度为80-100℃,搅拌45-60分钟,冷却至室温得硅烷化球磨粒子;
3)称取有机硅树脂加到反应釜中升温至280-300℃熔化,再加入有机硅防水剂,以500转/分的转速搅拌,分散5-6分钟,然后提高转速至800转/分,将步骤2)中得到的硅烷化球磨粒子和滑石粉以及部分分散剂依次加入到反应釜中搅拌分散30-45分钟,然后再加入消泡剂、流平剂和剩余的分散剂,搅拌15-20分钟;
4)将步骤3)中得到的物料与固化剂和剩余溶剂充分混合后超声分散1-2小时,然后加入到高剪切混合乳化机中,高速分散50-60分钟,过滤即可。
作为本发明再进一步的方案:步骤2)中,所述部分溶剂为溶剂重量份的10%。
作为本发明再进一步的方案:步骤3)中,所述部分分散剂为分散剂重量份的50%。
所述的耐磨耐高温涂料在制备涂料产品中的用途。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明制备的涂料添加有纳米碳化硅,并采用硅烷偶联剂KH-792能包覆在纳米碳化硅的表面,提高了纳米碳化硅在涂料中的分散性能,显著提高了涂料的耐磨性能和防水性能;同时还通过添加石墨烯显著提高了涂料的耐高温性能,满足目前的市场需求,具有重要的市场价值和社会价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种耐磨耐高温涂料,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂25份、有机硅防水剂5份、滑石粉8份、纳米碳化硅15份、硅烷偶联剂KH-792 0.2份、石墨烯4份、溶剂35份、消泡剂0.1份、流平剂0.8份、固化剂0.5份、分散剂1.0份。
其中所述溶剂为对氯苯三氟甲烷和二甲苯按照体积比3.5:1的比例组成混合而成;所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚;所述流平剂为丙烯酸酯流平剂;所述固化剂为封闭型水性环脂族多异氰酸酯固化剂;所述分散剂为聚羧酸钾盐。
所述耐高温耐磨涂料的制备方法,步骤如下:
1)称取石墨烯和纳米碳化硅,投入球磨机中球磨混合30分钟,得到球磨粒子;
2)称取硅烷偶联剂KH-792溶解在部分溶剂中,超声分散10分钟,然后和步骤1)中的球磨粒子一起加入到高速分散机中,在400转/分下搅拌并升高温度为80℃,搅拌45分钟,冷却至室温得硅烷化球磨粒子;其中部分溶剂为溶剂重量份的10%。
3)称取有机硅树脂加到反应釜中升温至280℃熔化,再加入有机硅防水剂,以500转/分的转速搅拌,分散5分钟,然后提高转速至800转/分,将步骤2)中得到的硅烷化球磨粒子和滑石粉以及部分分散剂依次加入到反应釜中搅拌分散30分钟,然后再加入消泡剂、流平剂和剩余的分散剂,搅拌15分钟;其中部分分散剂为分散剂重量份的50%。
4)将步骤3)中得到的物料与固化剂和剩余溶剂充分混合后超声分散1小时,然后加入到高剪切混合乳化机中,高速分散50分钟,过滤即可。
实施例2
一种耐磨耐高温涂料,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂27份、有机硅防水剂6份、滑石粉9份、纳米碳化硅16份、硅烷偶联剂KH-792 0.3份、石墨烯5份、溶剂37份、消泡剂0.2份、流平剂0.9份、固化剂0.6份、分散剂1.1份。
其中所述溶剂为对氯苯三氟甲烷和二甲苯按照体积比3.5:1的比例组成混合而成;所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚;所述流平剂为丙烯酸酯流平剂;所述固化剂为封闭型水性环脂族多异氰酸酯固化剂;所述分散剂为聚羧酸钠盐。
所述耐高温耐磨涂料的制备方法,步骤如下:
1)称取石墨烯和纳米碳化硅,投入球磨机中球磨混合32分钟,得到球磨粒子;
2)称取硅烷偶联剂KH-792溶解在部分溶剂中,超声分散12分钟,然后和步骤1)中的球磨粒子一起加入到高速分散机中,在430转/分下搅拌并升高温度为85℃,搅拌50分钟,冷却至室温得硅烷化球磨粒子;其中部分溶剂为溶剂重量份的10%。
3)称取有机硅树脂加到反应釜中升温至290℃熔化,再加入有机硅防水剂,以500转/分的转速搅拌,分散5分钟,然后提高转速至800转/分,将步骤2)中得到的硅烷化球磨粒子和滑石粉以及部分分散剂依次加入到反应釜中搅拌分散35分钟,然后再加入消泡剂、流平剂和剩余的分散剂,搅拌18分钟;其中部分分散剂为分散剂重量份的50%。
4)将步骤3)中得到的物料与固化剂和剩余溶剂充分混合后超声分散1.5小时,然后加入到高剪切混合乳化机中,高速分散55分钟,过滤即可。
实施例3
一种耐磨耐高温涂料,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂35份、有机硅防水剂8份、滑石粉13份、纳米碳化硅17份、硅烷偶联剂KH-792 0.4份、石墨烯6份、溶剂40份、消泡剂0.3份、流平剂1.2份、固化剂0.7份、分散剂1.3份。
其中所述溶剂为对氯苯三氟甲烷和二甲苯按照体积比3.5:1的比例组成混合而成;所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚;所述流平剂为丙烯酸酯流平剂;所述固化剂为封闭型水性环脂族多异氰酸酯固化剂;所述分散剂为聚羧酸钾盐。
所述耐高温耐磨涂料的制备方法,步骤如下:
1)称取石墨烯和纳米碳化硅,投入球磨机中球磨混合35分钟,得到球磨粒子;
2)称取硅烷偶联剂KH-792溶解在部分溶剂中,超声分散15分钟,然后和步骤1)中的球磨粒子一起加入到高速分散机中,在430转/分下搅拌并升高温度为90℃,搅拌55分钟,冷却至室温得硅烷化球磨粒子;其中部分溶剂为溶剂重量份的10%。
3)称取有机硅树脂加到反应釜中升温至290℃熔化,再加入有机硅防水剂,以500转/分的转速搅拌,分散6分钟,然后提高转速至800转/分,将步骤2)中得到的硅烷化球磨粒子和滑石粉以及部分分散剂依次加入到反应釜中搅拌分散40分钟,然后再加入消泡剂、流平剂和剩余的分散剂,搅拌20分钟;其中部分分散剂为分散剂重量份的50%。
4)将步骤3)中得到的物料与固化剂和剩余溶剂充分混合后超声分散1小时,然后加入到高剪切混合乳化机中,高速分散55分钟,过滤即可。
实施例4
一种耐磨耐高温涂料,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂43份、有机硅防水剂9份、滑石粉18份、纳米碳化硅19份、硅烷偶联剂KH-792 0.5份、石墨烯7份、溶剂43份、消泡剂0.5份、流平剂1.4份、固化剂0.8份、分散剂1.4份。
其中所述溶剂为对氯苯三氟甲烷和二甲苯按照体积比3.5:1的比例组成混合而成;所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚;所述流平剂为丙烯酸酯流平剂;所述固化剂为封闭型水性环脂族多异氰酸酯固化剂;所述分散剂为聚羧酸钠盐。
所述耐高温耐磨涂料的制备方法,步骤如下:
1)称取石墨烯和纳米碳化硅,投入球磨机中球磨混合38分钟,得到球磨粒子;
2)称取硅烷偶联剂KH-792溶解在部分溶剂中,超声分散18分钟,然后和步骤1)中的球磨粒子一起加入到高速分散机中,在430转/分下搅拌并升高温度为95℃,搅拌55分钟,冷却至室温得硅烷化球磨粒子;其中部分溶剂为溶剂重量份的10%。
3)称取有机硅树脂加到反应釜中升温至300℃熔化,再加入有机硅防水剂,以500转/分的转速搅拌,分散6分钟,然后提高转速至800转/分,将步骤2)中得到的硅烷化球磨粒子和滑石粉以及部分分散剂依次加入到反应釜中搅拌分散40分钟,然后再加入消泡剂、流平剂和剩余的分散剂,搅拌20分钟;其中部分分散剂为分散剂重量份的50%。
4)将步骤3)中得到的物料与固化剂和剩余溶剂充分混合后超声分散2小时,然后加入到高剪切混合乳化机中,高速分散55分钟,过滤即可。
实施例5
一种耐磨耐高温涂料,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂45份、有机硅防水剂10份、滑石粉19份、纳米碳化硅20份、硅烷偶联剂KH-792 0.6份、石墨烯8份、溶剂45份、消泡剂0.6份、流平剂1.5份、固化剂0.9份、分散剂1.5份。
其中所述溶剂为对氯苯三氟甲烷和二甲苯按照体积比3.5:1的比例组成混合而成;所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚;所述流平剂为丙烯酸酯流平剂;所述固化剂为封闭型水性环脂族多异氰酸酯固化剂;所述分散剂为聚羧酸钠盐。
所述耐高温耐磨涂料的制备方法,步骤如下:
1)称取石墨烯和纳米碳化硅,投入球磨机中球磨混合40分钟,得到球磨粒子;
2)称取硅烷偶联剂KH-792溶解在部分溶剂中,超声分散10分钟,然后和步骤1)中的球磨粒子一起加入到高速分散机中,在450转/分下搅拌并升高温度为100℃,搅拌60分钟,冷却至室温得硅烷化球磨粒子;其中部分溶剂为溶剂重量份的10%。
3)称取有机硅树脂加到反应釜中升温至300℃熔化,再加入有机硅防水剂,以500转/分的转速搅拌,分散6分钟,然后提高转速至800转/分,将步骤2)中得到的硅烷化球磨粒子和滑石粉以及部分分散剂依次加入到反应釜中搅拌分散45分钟,然后再加入消泡剂、流平剂和剩余的分散剂,搅拌20分钟;其中部分分散剂为分散剂重量份的50%。
4)将步骤3)中得到的物料与固化剂和剩余溶剂充分混合后超声分散2小时,然后加入到高剪切混合乳化机中,高速分散60分钟,过滤即可。
对比例1
与实施例3相比,不含硅烷偶联剂KH-792,其他与实施例3相同。
对比例2
与实施例3相比,不含石墨烯,其他与实施例3相同。
对实施例3及对比例1-2所制备的涂料进行性能测试,测试结果如下表所示:
表1性能测试表
由以上结果可以看出,采用本发明制备的涂料硬度高,耐高温性能和耐磨性能也有显著的提高。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种耐磨耐高温涂料,其特征在于,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂25-45份、有机硅防水剂5-10份、滑石粉8-19份、纳米碳化硅15-20份、硅烷偶联剂KH-792 0.2-0.6份、石墨烯4-8份、溶剂35-45份、消泡剂0.1-0.6份、流平剂0.8-1.5份、固化剂0.5-0.9份、分散剂1.0-1.5份。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐高温涂料,其特征在于,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂27-43份、有机硅防水剂6-9份、滑石粉9-18份、纳米碳化硅16-19份、硅烷偶联剂KH-792 0.3-0.5份、石墨烯5-7份、溶剂37-43份、消泡剂0.2-0.5份、流平剂0.9-1.4份、固化剂0.6-0.8份、分散剂1.1-1.4份。
3.根据权利要求2所述的耐磨耐高温涂料,其特征在于,由以下按照重量份的原料制成:有机硅树脂35份、有机硅防水剂8份、滑石粉13份、纳米碳化硅17份、硅烷偶联剂KH-7920.4份、石墨烯6份、溶剂40份、消泡剂0.3份、流平剂1.2份、固化剂0.7份、分散剂1.3份。
4.根据权利要求1所述的耐磨耐高温涂料,其特征在于,所述溶剂为对氯苯三氟甲烷和二甲苯按照体积比3.5:1的比例组成混合而成。
5.根据权利要求1所述的耐磨耐高温涂料,其特征在于,所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚,所述流平剂为丙烯酸酯流平剂,所述固化剂为封闭型水性环脂族多异氰酸酯固化剂。
6.根据权利要求1所述的耐磨耐高温涂料,其特征在于,所述分散剂为聚羧酸钾盐或聚羧酸钠盐。
7.一种如权利要求1-6任一所述的耐磨耐高温涂料的制备方法,其特征在于,步骤如下:
1)称取石墨烯和纳米碳化硅,投入球磨机中球磨混合30-40分钟,得到球磨粒子;
2)称取硅烷偶联剂KH-792溶解在部分溶剂中,超声分散10-20分钟,然后和上述球磨粒子一起加入到高速分散机中,在400-450转/分下搅拌并升高温度为80-100℃,搅拌45-60分钟,冷却至室温得硅烷化球磨粒子;
3)称取有机硅树脂加到反应釜中升温至280-300℃熔化,开启机器以500转/分的转速搅拌,再加入有机硅防水剂,分散5-6分钟,然后提高转速至800转/分,将步骤2)中得到的硅烷化球磨粒子和滑石粉以及部分分散剂依次加入到反应釜中搅拌分散30-45分钟,然后再加入消泡剂、流平剂和剩余的分散剂,搅拌15-20分钟;
4)将步骤3)中的得到物料与固化剂和剩余溶剂充分混合后超声分散1-2小时,然后加入到高剪切混合乳化机中,高速分散50-60分钟,过滤即可。
8.根据权利要求7所述的耐磨耐高温涂料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述部分溶剂为溶剂重量份的10%。
9.根据权利要求7所述的耐磨耐高温涂料的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述部分分散剂为分散剂重量份的50%。
10.如权利要求1-6任一所述的耐磨耐高温涂料在制备涂料产品中的用途。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190607 |
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