CN110951370A - 一种耐刮擦特种涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐刮擦特种涂料及其制备方法,该涂料原料包括如下重量份的组分:聚酯丙烯酸酯、胺改性聚醚丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、湿润剂、分散剂、增稠剂、流平助剂、纳米二氧化硅、脂肪醇、光引发剂、阻聚剂,制备时依次将聚酯丙烯酸酯、胺改性聚醚丙烯酸酯、成膜助剂、流平助剂、湿润剂、分散剂、增稠剂、流平助剂和阻聚剂加入到反应釜A中搅拌制成甲溶剂;将纳米二氧化硅和脂肪醇加入到高压反应釜B中制成乙溶剂;再将乙溶剂缓慢向甲溶剂中添加后混合搅拌,最后向反应釜A中依次添加光引发剂和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯搅拌,得到涂料;制备的涂料具有优异的耐磨、耐刮擦性能以及良好的综合力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料配方技术领域,具体为一种耐刮擦特种涂料及其制备方法。
背景技术
随着现代科学技术的发展,人造卫星、宇宙飞船、告诉列车、汽轮机和发动机的叶轮、舰船的螺旋桨、水轮发电机的叶片以及船舶的甲板、建筑物的地板、路标漆等,都受到高速气流、砂石和水流的冲刷、机械力的作用,材料的磨损相当严重,为延长使用寿命,材料表面需要涂覆耐磨涂料。
在申请号为CN106700681A公开了一种耐磨、耐刮擦涂料及其制备方法,包含其通过如下方法制备得到:首先在反应器中加入碱性硅溶胶、蒸馏水和乙酸的混合液,升温使体系的温度达到60℃时开始滴加至少两个官能度的烷氧基硅烷,滴加完毕后升温回流,冷却降温得到反应液;接着将碳黑加入到硅烷偶联剂中,超声分散得到混合液;然后在第一步得到的反应液中加入聚四氟乙烯升温回流,体系回流后降温,加入第二步得到的混合液和溶剂,搅拌后得到涂料。该涂料虽然具有一定的耐磨性能,但是涂料易沉淀,涂料的脆度较大导致涂料在外力剪切刮擦下涂层易断裂,耐刮擦效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题,提供一种耐刮擦特种涂料及其制备方法。
本发明为一种耐刮擦特种涂料及其制备方法,该涂料原料包括如下重量份的组分:
进一步地,该涂料原料包括如下重量份的组分:
进一步地,脂肪醇任选正壬醇、正癸醇、正十一醇或正十二醇的其中一种。
进一步地,光引发剂采用二苯甲酮和苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦以质量比2:8.5-9组成的混合物,或苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦和1-羟基环己基苯基甲酮以质量比1:8组成的混合物。
进一步地,阻聚剂采用对羟基苯甲醚或N-亚硝基苯胲铝盐。
上述耐刮擦特种涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)依次向反应釜A中加入聚酯丙烯酸酯和胺改性聚醚丙烯酸酯,在400-500r/min的转速下搅拌10-20min;依次将成膜助剂、流平助剂、湿润剂、分散剂、增稠剂、流平助剂和阻聚剂加入到反应釜A中,在250-350r/min的转速下搅拌30-45min,制得甲溶剂;
(2)向高压反应釜B中加入纳米二氧化硅和脂肪醇在225-250℃下反应3h-3.5h制得乙溶剂;
(3)将乙溶剂缓慢加入反应釜A中,在400-600r/min的转速下搅拌20-40min;
(4)向反应釜A中依次加入光引发剂和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,在100-200r/min的转速下搅拌20-30min。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
本发明提供了一种纳米疏水隔热地坪环保涂料及其制备方法,采用聚酯丙烯酸酯和胺改性聚醚丙烯酸酯相互配合按照比例配制作为涂料的基料,聚酯丙烯酸酯有利于提高涂料的耐磨性,聚酯丙烯酸酯和胺改性聚醚丙烯酸酯按比例配合以利于提高漆膜的耐擦伤性和反应活性;在总体上提高涂料的耐刮擦性能。
本发明采用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为涂料的稀释剂,该稀释剂高官能度,而且粘度比普通的三羟基甲基丙烷烯酸酯低但柔韧性和附着力更强,与高交联的聚酯丙烯酸网络和胺改性聚醚丙烯酸酯氢键网络之间形成平衡的微相分离结构,提高漆面耐磨性;静态时,基料与稀释剂之间起交联作用,加固膜结构,受到外力作用时,氢键被拉开,链段发生移动再次产生新的氢键,有缓冲作用,避免漆面在受到外力剪切时漆膜脆度大而断裂。
本发明中脂肪醇改性纳米二氧化硅,成本低易结合结构容易控制纳米二氧化硅表面存在不饱和的残键和不同键合状态的氢键,使涂料具有优良的触变性和润湿性,改性后的纳米二氧化硅在涂料中的稳定性更好,与基料的结合强度增大,避免无机相与有机相分层或纳米二氧化硅在有机相中结团聚沉。
本发明采用二苯甲酮和苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦,或苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦和1-羟基环己基苯基甲酮的混合物作为光引发剂。二苯甲酮和苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦作为涂料的光引发剂体系,苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦光解产生三个自由基,本身具有很高的引发活性,与二苯甲酮配合作为光引发剂体系提高涂料的表面固化效果,提高漆膜的耐擦伤性能;苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦和1-羟基环己基苯基甲酮的混合物作为光引发剂,苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦光解产生两个三甲基甲酰基自由基和一个苯基膦酰自由基,引发基料与稀释剂聚合交联,1-羟基环己基苯基甲酮的加入不仅提高光引发剂体系的热失重性能,而且耐黄变,价格相较于也单独的苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦更低。
本发明中通过聚酯丙烯酸酯、胺改性聚醚丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、纳米二氧化硅、脂肪醇、光引发剂和阻聚剂等经合理调配制备的涂料具有优异的耐刮擦、耐磨性能以及良好的综合力学性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例1-6所用到的原料及来源如表1所示。
表1:
实施例1:
本发明实施例中,一种耐刮擦特种涂料,包括如下重量份的原料:
一种耐刮擦特种涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)依次向反应釜A中加入聚酯丙烯酸酯和胺改性聚醚丙烯酸酯,在400-500r/min的转速下搅拌10-20min;依次将成膜助剂、流平助剂、湿润剂、分散剂、增稠剂、流平助剂和阻聚剂加入到反应釜A中,在250-300r/min的转速下搅拌30min,制得甲溶剂;
(2)向高压反应釜B中加入纳米二氧化硅和脂肪醇在225-230℃下反应3h制得乙溶剂;
(3)将乙溶剂缓慢加入反应釜A中,在400-450r/min的转速下搅拌20-30min;
(4)向反应釜A中依次加入光引发剂和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,在100-150r/min的转速下搅拌20-25min。
实施例2
本发明实施例中,一种耐刮擦特种涂料,包括如下重量份的原料:
一种耐刮擦特种涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)依次向反应釜A中加入聚酯丙烯酸酯和胺改性聚醚丙烯酸酯,在450-500r/min的转速下搅拌10-20min;依次将成膜助剂、流平助剂、湿润剂、分散剂、增稠剂、流平助剂和阻聚剂加入到反应釜A中,在300-350r/min的转速下搅拌40-45min,制得甲溶剂;
(2)向高压反应釜B中加入纳米二氧化硅和脂肪醇在240-250℃下反应3h-3.5h制得乙溶剂;
(3)将乙溶剂缓慢加入反应釜A中,在500-600r/min的转速下搅拌30-40min;
(4)向反应釜A中依次加入光引发剂和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,在150-200r/min的转速下搅拌25-30min。
实施例3
本发明实施例中,一种耐刮擦特种涂料,包括如下重量份的组分:
一种耐刮擦特种涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)依次向反应釜A中加入聚酯丙烯酸酯和胺改性聚醚丙烯酸酯,在400-450r/min的转速下搅拌10-20min;依次将成膜助剂、流平助剂、湿润剂、分散剂、增稠剂、流平助剂和阻聚剂加入到反应釜A中,在300-350r/min的转速下搅拌40-45min,制得甲溶剂;
(2)向高压反应釜B中加入纳米二氧化硅和脂肪醇在225-230℃下反应3h-3.2h制得乙溶剂;
(3)将乙溶剂缓慢加入反应釜A中,在400-500r/min的转速下搅拌20-30min;
(4)向反应釜A中依次加入光引发剂和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,在100-150r/min的转速下搅拌20-25min。
实施例4
本发明实施例中,一种耐刮擦特种涂料,包括如下重量份的组分:
一种耐刮擦特种涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)依次向反应釜A中加入聚酯丙烯酸酯和胺改性聚醚丙烯酸酯,在450-500r/min的转速下搅拌15-20min;依次将成膜助剂、流平助剂、湿润剂、分散剂、增稠剂、流平助剂和阻聚剂加入到反应釜A中,在300-350r/min的转速下搅拌40-45min,制得甲溶剂;
(2)向高压反应釜B中加入纳米二氧化硅和脂肪醇在240-250℃下反应3.2h-3.5h制得乙溶剂;
(3)将乙溶剂缓慢加入反应釜A中,在500-600r/min的转速下搅拌30-40min;
(4)向反应釜A中依次加入光引发剂和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,在150-200r/min的转速下搅拌25-30min。
实施例5
本发明实施例中,一种耐刮擦特种涂料,该涂料原料包括如下重量份的组分:
一种耐刮擦特种涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)依次向反应釜A中加入聚酯丙烯酸酯和胺改性聚醚丙烯酸酯,在440-480r/min的转速下搅拌10-15min;依次将成膜助剂、流平助剂、湿润剂、分散剂、增稠剂、流平助剂和阻聚剂加入到反应釜A中,在250-300r/min的转速下搅拌30-45min,制得甲溶剂;
(2)向高压反应釜B中加入纳米二氧化硅和脂肪醇在225-235℃下反应3h制得乙溶剂;
(3)将乙溶剂缓慢加入反应釜A中,在400-500r/min的转速下搅拌20-30min;
(4)向反应釜A中依次加入光引发剂和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,在100-150r/min的转速下搅拌20-25min。
将实施例1-5制备的涂料,依据GB/T 1771-2007《色漆与清漆耐中性盐雾的测定》测试其耐盐雾性;依据GB/T 6739-2006《色漆与清漆铅笔法测定漆膜硬度》测试其涂层硬度;依据GB/T 1728-1989《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》测试其涂层干燥时间;依据GB/T5210-1985《涂层附着力的测定法拉开法》测试其附着力;依据GB/T1768-79(89)《漆膜耐磨性测定法》测试其耐磨性;对涂层的表面,用钢丝棉(#0000犀牛牌钢丝绒)以荷载1kg摩擦10000个来回,测试其耐刮擦性。其结果如表2所示。
表2:
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
3.如权利要求1或2所述的耐刮擦特种涂料,其特征在于,所述脂肪醇任选正壬醇、正癸醇、正十一醇或正十二醇的其中一种。
4.如权利要求1或2所述的耐刮擦特种涂料,其特征在于,所述光引发剂采用二苯甲酮和苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦以质量比2:8.5-9组成的混合物,或苯基双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)氧化膦和1-羟基环己基苯基甲酮以质量比1:8组成的混合物。
5.如权利要求1或2所述的耐刮擦特种涂料,其特征在于,所述阻聚剂采用对羟基苯甲醚或N-亚硝基苯胲铝盐。
6.如权利要求1或2所述的耐刮擦特种涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)依次向反应釜A中加入聚酯丙烯酸酯和胺改性聚醚丙烯酸酯,在400-500r/min的转速下搅拌10-20min;依次将成膜助剂、流平助剂、湿润剂、分散剂、增稠剂、流平助剂和阻聚剂加入到反应釜A中,在250-350r/min的转速下搅拌30-45min,制得甲溶剂;
(2)向高压反应釜B中加入纳米二氧化硅和脂肪醇在225-250℃下反应3h-3.5h制得乙溶剂;
(3)将乙溶剂缓慢加入反应釜A中,在400-600r/min的转速下搅拌20-40min;
(4)向反应釜A中依次加入光引发剂和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,在100-200r/min的转速下搅拌20-30min。
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