CN111004571A - 一种水性紧固件防护涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及紧固件防护涂料技术领域，提供了一种水性紧固件防护涂料及其制备方法和应用。本发明提供的水性紧固件防护涂料包括以下质量份数的组分：水溶性粘结树脂19～60份，颜填料9～40份，水性润湿分散剂0.1～0.5份，水性消泡剂0.15～1份，水性防沉剂0.1～2份，水性流平剂0.1～1份，水18～70份。本发明提供的防护涂料环境友好，VOC含量低，其形成的涂层附着力强、防腐蚀性强、摩擦系数低、耐磨性和耐温性好，可有效的防止紧固件锈死、抱死。

Description

一种水性紧固件防护涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及紧固件防护涂料技术领域，尤其涉及一种水性紧固件防护涂料及其制备方法和应用。
背景技术
紧固件应用广泛，涉及到各个工业行业。紧固件作为工业行业发展的基础，直接影响着机械整体产品的质量与安全。
紧固件服役过程中会遇到一些问题，如松动、生锈、咬死等，这些现象的出现存在重大安全隐患甚至可能导致严重事故。为此国内外近些年发展了各种紧固件表面防护技术，包括电镀锌、热浸镀、磷化、氧化以及使用达克罗防腐涂层、润滑涂层等，以防止紧固件生锈或保护丝牙不受损伤或提高产品外观美感等。其中防护涂料技术是一种非常有效的方式，但是目前常用的紧固件防护涂料为油性涂料，所采用的溶剂常为有机溶剂如苯类以及酯类、醚类等有机化合物，这些化学试剂毒性大，严重污染环境及危害人体健康。
油性涂料的危害已受到了社会的广泛关注，环保涂料已经成为涂料发展的必然趋势，亟需发展一种环保的、防护效果好的水性紧固件防护涂料。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种水性紧固件防护涂料及其制备方法和应用。本发明提供的水性紧固件防护涂料环境友好，其形成的漆膜可有效的防止紧固件锈死、抱死。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种水性紧固件防护涂料，包括以下质量份数的组分：水溶性粘结树脂19～60份，颜填料9～40份，水性润湿分散剂0.1～0.5份，水性消泡剂0.15～1份，水性防沉剂0.1～2份，水性流平剂0.1～1份，水18～70份。
优选的，所述水溶性粘结树脂包括水溶性聚酰胺酰亚胺和/或水溶性酚醛树脂。
优选的，所述颜填料包括二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯、氮化硼、三氧化二锑和氟化镧中的至少两种。
优选的，所述水性消泡剂包括BYK019、BYK077、BYK028和泰格319W中的至少一种。
优选的，所述水性润湿分散剂包括BYK23160、BYK2015、陶氏BD-109和泰格6270中的至少一种。
优选的，所述水性流平剂包括BYK375、BYK346和BYK359中的至少一种。
优选的，所述水性防沉剂包括羟乙基纤维素、羧甲基纤维素和膨润土中的至少一种。
本发明提供了上述方案所述水性紧固件防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
将水溶性粘结树脂溶解于水中，然后加入颜填料、水性润湿分散剂、水性消泡剂、水性防沉剂和水性流平剂，依次进行分散和球磨，得到水性紧固件防护涂料。
本发明提供了上述方案所述水性紧固件防护涂料在紧固件防护中的应用，所述应用方法为：将所述水性紧固件防护涂料涂覆到喷砂处理后的紧固件基体表面，除去溶剂后进行热固化，得到防护涂层。
优选的，所述热固化的温度为150～180℃，时间为1～3h。
本发明提供了一种水性紧固件防护涂料，包括以下质量份数的组分：水溶性粘结树脂19～60份，颜填料9～40份，水性润湿分散剂0.1～0.5份，水性消泡剂0.15～1份，水性防沉剂0.1～2份，水性流平剂0.1～1份，水18～70份。本发明提供的防护涂料以水溶性粘结树脂和颜填料为主要成分，其中水溶性粘结树脂具有高硬度、耐温性好以及耐腐蚀优异等优点，颜填料能够提升涂层的润滑、耐磨以及防腐性能。本发明提供的防护涂料环境友好，VOC含量低，其形成的涂层附着力强、防腐蚀性强、摩擦系数低、耐磨性和耐温性好，可有效的防止紧固件锈死、抱死。实施例的结果显示，本发明提供的水性自紧固件防护涂料成膜后附着力可达1级，柔韧性可达1mm，抗冲击性可达50kg·cm，在3.5％NaCl溶液中浸泡1000h，涂层不起泡、不脱落，摩擦系数小于0.20。
具体实施方式
本发明提供了一种水性紧固件防护涂料，包括以下质量份数的组分：水溶性粘结树脂19～60份，颜填料9～40份，水性润湿分散剂0.1～0.5份，水性消泡剂0.15～1份，水性防沉剂0.1～2份，水性流平剂0.1～1份，水18～70份。
以质量份数计，所述水性紧固件防护涂料包括水溶性粘结树脂19～60份，优选为35～55份，更优选为40～50份。在本发明中，所述水溶性粘结树脂包括水溶性聚酰胺酰亚胺和/或水溶性酚醛树脂。在本发明中，所述水溶性粘结树脂具有高硬度、耐温性好以及耐腐蚀优异等优点，有利于提升涂层的润滑、耐磨以及防腐性能。
以水溶性粘结树脂的质量份数为基准，所述水性紧固件防护涂料包括颜填料9～40份，优选为15～35份，更优选为20～30份；所述颜填料优选包括二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯、氮化硼、三氧化二锑和氟化镧中的至少两种，本发明对各种颜填料的比例没有特殊要求，以任意比例进行使用均可。在本发明中，所述颜填料具有高硬度、耐温性好以及耐腐蚀优异等优点，有利于提升涂层的润滑、耐磨以及防腐性能；本发明使用至少两种颜填料进行复配，能够进一步提高涂层的综合性能、赋予涂层更好的耐磨、润滑、防腐性能。
以水溶性粘结树脂的质量份数为基准，所述水性紧固件防护涂料包括水性润湿分散剂0.1～0.5份，优选为0.2～0.4份，更优选为0.3份。在本发明中，所述水性润湿分散剂优选包括BYK23160、BYK2015、陶氏BD-109和泰格6270中的至少一种。
以水溶性粘结树脂的质量份数为基准，所述水性紧固件防护涂料包括水性消泡剂0.15～1份，优选为0.3～0.8份，更优选为0.4～0.6份。在本发明中，所述水性消泡剂优选包括BYK019、BYK077、BYK028和泰格319W中的至少一种。
以水溶性粘结树脂的质量份数为基准，所述水性紧固件防护涂料包括水性防沉剂0.1～2份，更优选为0.5～1.5份，更优选为0.5～1.2份。在本发明中，所述水性防沉剂优选包括羟乙基纤维素、羧甲基纤维素和膨润土中的至少一种。
以水溶性粘结树脂的质量份数为基准，所述水性紧固件防护涂料包括水性流平剂0.1～1份，优选为0.2～0.8份，更优选为0.3～0.6份。在本发明中，所述水性流平剂优选包括BYK375、BYK346和BYK359中的至少一种。
以水溶性粘结树脂的质量份数为基准，所述水性紧固件防护涂料包括水18～70份，优选为35～60份，更优选为38～52份。
本发明还提供了上述方案所述水性紧固件防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
将水溶性粘结树脂溶解于水中，然后加入颜填料、水性润湿分散剂、水性消泡剂、水性防沉剂和水性流平剂，依次进行分散和球磨，得到水性紧固件防护涂料。
本发明对所述水溶性粘结树脂溶解的条件没有特殊要求，在本发明的具体实施例中，可适当加热并搅拌使水溶性树脂完全溶解；在本发明中，所述分散的转速优选为100～500rpm，时间优选为20～40min，更优选为25～35min；所述球磨的转速优选为300r/min，时间优选为12～36h，更优选为15～32h。
本发明还提供了上述方案所述水性紧固件防护涂料在紧固件防护中的应用，所述应用方法为：将所述水性紧固件防护涂料涂覆到喷砂处理后的紧固件基体表面，除去溶剂后进行热固化，得到防护涂层。
在本发明中，所述涂覆的方式优选为喷涂，涂覆前优选将所述水性紧固件防护涂料用水稀释并搅拌分散均匀，所述稀释时加入的水体积优选为防护涂料体积的2倍；本发明对所述喷砂处理的具体操作方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的方法进行喷砂处理即可。本发明优选通过加热除去溶剂，所述加热的温度优选为60～80℃，更优选为65～75℃，时间优选为5～20min，更优选为10～15min；所述热固化的温度优选为150～180℃，更优选为160～170℃，所述热固化的时间优选为1～3h，更优选为1.5～2.5h。在本发明中，所得防护涂层的厚度优选为5～20μm。
本发明对所述紧固件的种类没有特殊要求，本领域常见的紧固件均可以使用本发明的涂料进行防护，具体的如轴瓦、活塞裙部、活动轴承及旋转阀泵等。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
将聚酰胺酰亚胺19g、去离子水18g加热搅拌溶解，再依次加入7.0g二硫化钼、2.5g聚四氟乙烯、0.10g泰格6270、0.15g BYK 019、0.1g BYK375、0.5g膨润土混合、高速分散30分钟，然后球磨8h，球磨转速为300r/min，得到防护涂料。
将所得防护涂料加入2倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，然后涂覆于喷砂处理后的紧固件基体表面，然后60℃处理5min，160℃处理1h，得到防护涂层。
防护涂层性能测试：
涂层厚度：按照HB6688-92《热固化二硫化钼干膜润滑剂》中的方法进行测试；
耐盐水腐蚀性：按照NASM 1312.9-1997《紧固件试验方法交替浸渍试验》中的方法进行测试；
摩擦磨损性能：采用高速环块试验机对涂层的摩擦磨损性能进行测试，试验载荷1000N，速度1m/s。
耐冲击性：采用GBT 1732-93《漆膜耐冲击测定法》，采用QCJ型漆膜冲击器进行耐冲击性测试。
附着力：按照GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》中的方法进行测试。
柔韧性：采用GB/T 1731-1993《漆膜柔韧性测定法》进行柔韧性测试。
耐热性：采用GB/T 1735-2009《色漆和清漆耐热性的测定》所描述的方法进行耐热性测试。
测试结果：涂层厚度：5～20μm；耐盐水性(5％的氯化钠溶液，25℃，1000h)：漆膜无起泡、无脱落、无锈蚀；摩擦系数：0.15～0.19；柔韧性：1mm；附着力：1级；耐冲击性：40Kg·cm；耐温性(260℃，4h):漆膜无起泡、无脱落现象；附着力为1级。
实施例2
将聚酰胺酰亚胺19g、去离子水18g加热搅拌溶解，再依次加入6.2g二硫化钼、2.0g氮化硼、1.2g三氧化二锑、0.10g陶氏BYK2015、0.15g泰格319W、0.1g BYK346、0.2g羧甲基纤维素混合，高速分散30分钟，然后球磨6h，球磨转速为300r/min，得到防护涂料。
将所得防护涂料加入2倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，然后涂覆于喷砂处理后的紧固件基体表面，然后60℃处理5min，150℃处理1h，得到防护涂层。
防护涂层性能测试：按照实施例1中的方法对涂层性能碱性测试，测试结果为：涂层厚度：8～18μm；耐盐水性(5％的氯化钠溶液，25℃，1000h)：漆膜无起泡、无脱落、无锈蚀；摩擦系数：0.14～0.18；柔韧性：1mm；附着力：1级；耐冲击性：50Kg·cm；耐温性(260℃，4h):漆膜无起泡、无脱落现象，附着力为1级。
实施例3
将聚酰胺酰亚胺20g、去离子水20g加热搅拌溶解，再依次加入8.0g二硫化钨、1.0g氟化镧、1.0g三氧化二锑、0.10g BYK23160、0.15g BYK077、0.1g BYK359、0.2g羟乙基纤维素混合、高速分散30分钟，然后球磨10h，球磨转速为300r/min，得到防护涂料。
将所得防护涂料加入2倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，然后涂覆于喷砂处理后的紧固件基体表面，然后60℃处理5min，150℃处理1h，得到防护涂层。
防护涂层性能测试：按照实施例1中的方法对涂层性能碱性测试，测试结果为：涂层厚度：7～19μm；耐盐水性(5％的氯化钠溶液，25℃，1000h)：漆膜无起泡、无脱落、无锈蚀；摩擦系数：0.15～0.18；柔韧性：1mm；附着力：1级；耐冲击性：50Kg·cm；耐温性(260℃,4h):漆膜无起泡、无脱落现象，附着力为1级。
实施例4
将酚醛树脂19g、去离子水18g加热搅拌溶解，再依次加入3.4g四氟乙烯、6.0g二硫化钼、0.10g陶氏BD-109、0.15g BYK028、0.15g BYK346、0.4g羟乙基纤维素混合、高速分散30分钟，然后球磨12h，球磨转速为300r/min，得到防护涂料。
将所得防护涂料加入2倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，然后涂覆于喷砂处理后的紧固件基体表面，然后70℃处理8min，160℃处理2h，得到防护涂层。
防护涂层性能测试：按照实施例1中的方法对涂层性能碱性测试，测试结果为：涂层厚度：7～17μm；耐盐水性(5％的氯化钠溶液，25℃，1000h)：漆膜无起泡、无脱落、无锈蚀；摩擦系数：0.15～0.19；柔韧性：1mm；附着力：1级；耐冲击性：50Kg·cm。耐温性(260℃，4h)：漆膜无起泡、无脱落现象，附着力为1级。
实施例5
将聚酰胺酰亚胺20g、去离子水20g加热搅拌溶解，再依次加入1.0g氟化镧、9.0g二硫化钼、0.07g陶氏BD-109、0.03g BYK2015、0.15g BYK028、0.15g BYK375、0.5g膨润土混合、高速分散30分钟，然后球磨10h，球磨转速为300r/min，得到防护涂料。
将所得防护涂料加入2倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，然后涂覆于喷砂处理后的紧固件基体表面，然后70℃处理8min，160℃处理2h，得到防护涂层。
防护涂层性能测试：按照实施例1中的方法对涂层性能碱性测试，测试结果为：涂层厚度：6～18μm；耐盐水性(5％的氯化钠溶液，25℃，1000h)：漆膜无起泡、无脱落、无锈蚀；摩擦系数(1000N，1m/s)：0.13～0.18；柔韧性：1mm；附着力：1级；耐冲击性：50Kg·cm；耐温性(260℃，4h):漆膜无起泡、无脱落现象；附着力为1级。
实施例6
将聚酰胺酰亚胺20g、去离子水20g加热搅拌溶解，再依次加入5.0g二硫化钼、2.0g氮化硼、2.3g聚四氟乙烯、0.7g氟化镧、0.15g BYK23160、0.12g BYK2015、0.06g泰格319W、0.07g BYK028、0.12g BYK346、0.20g羧甲基纤维素混合、高速分散30分钟，然后球磨10h得到球磨转速为300r/min，得到防护涂料。
将所得防护涂料加入2倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，然后涂覆于喷砂处理后的紧固件基体表面，然后70℃处理8min，160℃处理2h，得到防护涂层。
防护涂层性能测试：按照实施例1中的方法对涂层性能碱性测试，测试结果为：涂层厚度：8～19μm；耐盐水性(5％的氯化钠溶液，25℃，1000h)：漆膜无起泡、无脱落、无锈蚀；摩擦系数(1000N，1m/s)：0.13～0.17；柔韧性：1mm；附着力：1级；耐冲击性：50Kg·cm；耐温性(260℃，4h):漆膜无起泡、无脱落现象，附着力为1级。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水性紧固件防护涂料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：水溶性粘结树脂19～60份，颜填料9～40份，水性润湿分散剂0.1～0.5份，水性消泡剂0.15～1份，水性防沉剂0.1～2份，水性流平剂0.1～1份，水18～70份。
2.根据权利要求1所述的水性紧固件防护涂料，其特征在于，所述水溶性粘结树脂包括水溶性聚酰胺酰亚胺和/或水溶性酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的水性紧固件防护涂料，其特征在于，所述颜填料包括二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯、氮化硼、三氧化二锑和氟化镧中的至少两种。
4.根据权利要求1所述的水性紧固件防护涂料，其特征在于，所述水性消泡剂包括BYK019、BYK077、BYK028和泰格319W中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的水性紧固件防护涂料，其特征在于，所述水性润湿分散剂包括BYK23160、BYK2015、陶氏BD-109和泰格6270中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的水性紧固件防护涂料，其特征在于，所述水性流平剂包括BYK375、BYK346和BYK359中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的水性紧固件防护涂料，其特征在于，所述水性防沉剂包括羟乙基纤维素、羧甲基纤维素和膨润土中的至少一种。
8.权利要求1～7任一项所述水性紧固件防护涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水溶性粘结树脂溶解于水中，然后加入颜填料、水性润湿分散剂、水性消泡剂、水性防沉剂和水性流平剂，依次进行分散和球磨，得到水性紧固件防护涂料。
9.权利要求1～7任一项所述水性紧固件防护涂料在紧固件防护中的应用，其特征在于，所述应用方法为：将所述水性紧固件防护涂料涂覆到喷砂处理后的紧固件基体表面，除去溶剂后进行热固化，得到防护涂层。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述热固化的温度为150～180℃，时间为1～3h。
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