CN112266674A - 高寒地区高铁水性抗结冰涂料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及涂料技术领域，具体涉及高寒地区高铁水性抗结冰涂料及其生产方法，该高寒地区高铁水性抗结冰涂料包括A料和B料，所述A料和B料的组分配比为10：1‑3：1，A料由以下重量份的成分制备得到：氟硅改性羟基丙烯酸树脂50‑70份、溶剂5‑15份、含氟硅助剂1‑5份、颜填料5‑25份、其它（粘度调节剂）余量，B料为固化剂。有益效果为：更加环保；防腐性性能良好；抗结冰性性能良好。

Description

高寒地区高铁水性抗结冰涂料及其生产方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及高寒地区高铁水性抗结冰涂料及其生产方法。
背景技术
冰是地球上基本物质—水的一种常见形态，我们生活中的很多基础设施都会受到冰的影响。冰的形成和积累一般发生在暴露在高湿度气氛、温度在零度或接近零度的表面，或是在高对流冷却速度的环境中。冰冻会导致设备操作困难、安全隐患以及很高的设备维护成本。在交通运输，航空航天，电力通信等诸多领域，结冰，会给人类和社会带来很大危害和安全隐患。机械除冰，加热除冰，喷洒化学试剂虽然有效，但存在耗能大、环境污染等问题。因此，人们普遍认为在基材表面涂复具有抗结冰性能、易于清除的功能性涂料，是一种必要的、行之有效的方法。
目前国内外研究的抗结冰涂料，从抗结冰原理，及影响冰粘附力因素出发，大致可分三大类：1.牺牲性涂层，在使用过程中，这类涂层可缓慢释放低分子量抗结冰剂，迁移至涂层表面，从而使涂层具有抗结冰性，这种方法虽然有效，但不可长期使用，需要定期重涂，释放出的低分子量油脂，抗结冰剂也会汚染环境；2.使用各种特殊表面处理方法，使基材表面形成适当粗糙度，从而具有独特的表面特性和超疏水性，这条技术路线目前仅处于实验研究阶段，离实际应用距离尚远；3.使用含氟、硅的树脂和助剂，制备低表面能涂层，降低吸水率和着冰力，这才是目前切实可行的研制方向。但是，现有的抗结冰涂层，组分比例有待改善，性能不佳，并且，采用的油性溶剂制得的溶剂型抗结冰涂料虽然易于制得水接触角大的高疏水涂层，但VOC含量高，易污染环境，因此，需要高寒地区高铁水性抗结冰涂料及其生产方法，以克服上述问题的发生。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种高寒地区高铁水性抗结冰涂料，包括A料和B料，所述A料和B料的组分重量配比为10：1-3：1，所述A料按总计100重量份计算，包括以下重量份的组分：水性氟硅改性羟基丙烯酸分散体50-70份、水性溶剂5-10份、含氟硅助剂1-5份、颜填料5-20份、流变助剂余量，B料为固化剂。
优选的，所述A料和B料的组分配比为8：1-5：1 。
优选的，所述水性溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚中的一种或多种。
优选的，所述含氟硅助剂包括润湿剂、流平剂、含硅消泡剂。
优选的，所述颜填料为钛白粉、炭黑、石墨、石墨烯、滑石粉。
优选的，所述流变助剂为有机膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡中的一种或多种。
优选的，所述B料为异氰酸酯固化剂。
优选的，所述高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入水性氟硅改性羟基丙烯酸分散体、颜填料和含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度合格，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入溶剂、流变助剂，搅拌均匀，调节粘度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
优选的，步骤一中合格细度为：半光漆细度≤40u；高光漆细度≤20u。
优选的，步骤二中粘度调节为1500一2500cps／25度。
本发明实施例的有益效果为：水性涂料，更加环保；防腐性性能良好；抗结冰性性能良好。
具体实施方式
下面将结合发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例1
本实施例为实验组1，提供的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，包括A料和B料，其中B料为异氰酸酯固化剂，A料和B料的组分重量配比为10：1。
该高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入65份氟硅改性羟基丙烯酸树脂、15份颜填料和3份含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度≤40u，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入12份水性溶剂，搅拌均匀，加入5份流变助剂，调节粘度至1500一2500cps／25度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
实施例2
本实施例为实验组2，提供的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，包括A料和B料，其中B料为异氰酸酯固化剂，A料和B料的组分重量配比为8：1。
该高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入65份氟硅改性羟基丙烯酸树脂、15份颜填料和3份含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度≤40u，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入12份水性溶剂，搅拌均匀，加入5份流变助剂，调节粘度至1500一2500cps／25度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
实施例3
本实施例为实验组3，提供的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，包括A料和B料，其中B料为B料为异氰酸酯固化剂，A料和B料的组分重量配比为7：1。
该高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入65份氟硅改性羟基丙烯酸树脂、15份颜填料和3份含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度≤40u，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入12份水性溶剂，搅拌均匀，加入5份流变助剂，调节粘度至1500一2500cps／25度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
实施例4
本实施例为实验组4，提供的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，包括A料和B料，其中B料为B料为异氰酸酯固化剂，A料和B料的组分重量配比为6：1。
该高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入65份氟硅改性羟基丙烯酸树脂、15份颜填料和3份含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度≤40u，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入12份水性溶剂，搅拌均匀，加入5份流变助剂，调节粘度至1500一2500cps／25度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
实施例5
本实施例为实验组5，提供的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，包括A料和B料，其中B料为B料为异氰酸酯固化剂，A料和B料的组分重量配比为5：1。
该高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入65份氟硅改性羟基丙烯酸树脂、15份颜填料和3份含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度≤40u，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入12份水性溶剂，搅拌均匀，加入5份流变助剂，调节粘度至1500一2500cps／25度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
实施例6
本实施例为实验组6，提供的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，包括A料和B料，其中B料为B料为异氰酸酯固化剂，A料和B料的组分重量配比为3：1。
该高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入65份氟硅改性羟基丙烯酸树脂、15份颜填料和3份含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度≤40u，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入12份水性溶剂，搅拌均匀，加入5份流变助剂，调节粘度至1500一2500cps／25度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
实施例7
本实施例为对比组1，提供的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，包括A料和B料，其中B料为B料为异氰酸酯固化剂，A料和B料的组分重量配比为11：1。
该高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入65份氟硅改性羟基丙烯酸树脂、15份颜填料和3份含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度≤40u，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入12份水性溶剂，搅拌均匀，加入5份流变助剂，调节粘度至1500一2500cps／25度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
实施例8
本实施例为对比组2，提供的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，包括A料和B料，其中B料为B料为异氰酸酯固化剂，A料和B料的组分重量配比为2：1。
该高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入65份氟硅改性羟基丙烯酸树脂、15份颜填料和3份含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度≤40u，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入12份水性溶剂，搅拌均匀，加入5份流变助剂，调节粘度至1500一2500cps／25度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
对比实验
测试实施例1-实施例8高寒地区高铁水性抗结冰涂料的抗结冰能力。
具体方法如下：
1 、图层试样制备：将高寒地区高铁水性抗结冰涂料涂覆在基板上，干燥后得到涂层试样；
2、水接触角测量：测量各试样涂层的水接触角，制得表1；
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表1
结论：由表1可知，固化剂用量增大，水接触角随之减小。
3、结冰检测：在同等温度范围和同等湿度环境下，观察各试样图层的结冰情况，制得表2；
Figure 42843DEST_PATH_IMAGE002
表2
结论：由表2可知，固化剂用量增大，抗结冰性随之降低。
其中，表2中的着冰力，是抗结冰涂料的一项重要指标，指结冰后除冰所用的力。
4、防腐性检测：在酸溶液、碱溶液中浸泡，观察各试样图层的被破坏情况，制得表3。
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Figure 919532DEST_PATH_IMAGE004
表3
结论：由表3可知，固化剂用量越大，漆膜防腐性随之提高。
总结论：由表1、表2和表3可知，A料和B料（固化剂）的组分重量配比在10：1-3：1范围内，防腐性性能良好，抗结冰性性能良好。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，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.高寒地区高铁水性抗结冰涂料，其特征在于，包括A料和B料，所述A料和B料的组分重量配比为10：1-3：1，所述A料按总计100重量份计算，包括以下重量份的组分：水性氟硅改性羟基丙烯酸分散体50-70份、水性溶剂5-10份、含氟硅助剂1-5份、颜填料5-20份、流变助剂余量，B料为固化剂。
2.根据权利要求1所述的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，其特征在于，所述A料和B料的组分配比为8：1-5：1 。
3.根据权利要求1所述的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，其特征在于，所述水性溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，其特征在于，所述含氟硅助剂包括润湿剂、流平剂、含硅消泡剂。
5.根据权利要求1所述的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，其特征在于，所述颜填料为钛白粉、炭黑、石墨、石墨烯、滑石粉。
6.根据权利要求1所述的高寒地区高铁溶剂型抗结冰涂料，其特征在于，所述流变助剂为有机膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高寒地区高铁水性抗结冰涂料，其特征在于，所述B料为异氰酸酯固化剂。
8.如权利要求1-7任一项所述高寒地区高铁水性抗结冰涂料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在容器中依次加入水性氟硅改性羟基丙烯酸分散体、颜填料和含氟硅助剂，混合均匀，研磨至细度合格，得到混合料；
步骤二、向步骤一得到的混合料中加入溶剂、流变助剂，搅拌均匀，调节粘度，过滤包装，得到A料；
步骤三、将A料与B料混合，得到高寒地区高铁水性抗结冰涂料。
9.根据权利要求8所述的高寒地区高铁溶剂型抗结冰涂料的生产方法，其特征在于，步骤一中合格细度为：半光漆细度≤40u；高光漆细度≤20u。
10.根据权利要求8所述的高寒地区高铁溶剂型抗结冰涂料的生产方法，其特征在于，步骤二中粘度调节为1500一2500cps／25度。
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