CN112898890A - 一种防腐材料的制备工艺及生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防腐材料的制备工艺及生产线。工艺包括：A：聚醚多元醇和蓖麻油真空脱水，二羟甲基丙酸使用前在烘干箱中110℃干燥2h，丙酮使用4A分子筛脱水处理，将上述溶液混合；B：向步骤A中的混合溶液倒入加热仓中，加入异佛尔酮二异氰酸酯IPDI和二月桂酸二丁基锡DBTDL，升温至75‑90℃反应2h，添加二羟甲基丙酸DMPA、扩链剂和交联剂进行扩链反应2h，搅拌均匀后加入催化剂，加热并反应，得到混合溶液；C：将步骤B中的混合溶液降温后加入三乙胺进行中和、搅拌，并加入去离子水高速剪切分散；D：将步骤C中的水性聚氨酯乳液、流平剂、增稠剂和消泡剂依次加入并搅拌后，加入石墨烯，即得防腐材料。本发明能够生成品质较好的防腐材料，降低了生产成本。

Description

一种防腐材料的制备工艺及生产线
技术领域
本发明涉及防腐材料技术领域，更具体地说，特别涉及一种防腐材料的制备工艺及生产线。
背景技术
随着社会的不断发展，为了提高塑料的阻燃、抗冲、高韧性、易加工性等特点，在通用塑料和工程塑料的基础上，经过填充、增强等方法加工形成改性塑料，使其在电子电器、汽车、仪机电表、家电、航空、涂料行业、宇航等尖端科技领域也具有越来越重要的应用。改性塑料可以增加塑料在低温下的强度和韧性，一般塑料在低温下固有的低温脆性，使得在低温环境中应用受限，添加一些耐低温增韧剂从而改变塑料在低温下的脆性。
然而，目前的改性树脂含有大量有机溶剂，施工后大量的芳烃、酯、酮类等有机挥发物进入大气，不仅浪费了宝贵资源，且危害人类健康。据统计，国内涂料年产量约1600万吨，每年向大气排放的VOC(可挥发性有机物)约为500万吨。并且随着材料的日渐使用，对其防腐性能提出了新的要求。
针对目前的材料存在的生产、运输和储存过程中危险性大以及难以满足实际需求、价格昂贵以及防腐性差等问题，应研发出一种防腐性良好的材料，能够降低原料成本、提高安全性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防腐材料的制备生产线及工艺，以克服现有技术所存在缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种防腐材料制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A：聚醚多元醇和蓖麻油在120℃、0.09MPA下真空脱水1h，二羟甲基丙酸使用前在烘干箱中110℃干燥2h，丙酮使用4A分子筛脱水处理，将上述溶液混合；
B：向步骤A中的混合溶液倒入加热仓中，并加入异佛尔酮二异氰酸酯IPDI和少量二月桂酸二丁基锡DBTDL，升温至75-90℃反应2h，然后添加二羟甲基丙酸DMPA、扩链剂和交联剂进行扩链反应2h，搅拌均匀后加入催化剂，加热并反应，得到混合溶液；
C：将步骤B中的混合溶液降温后加入三乙胺进行中和、搅拌，并加入去离子水高速剪切分散，再加入乙二胺扩链制得交联改性水性聚氨酯乳液；
D：将步骤C中的水性聚氨酯乳液、流平剂、增稠剂和消泡剂依次加入并搅拌后，加入石墨烯，即得防腐材料；
E：对防腐材料进行分析测试。
进一步地，所述水性聚氨酯乳液按重量份数计，包括以下原料：25-45份聚醚多元醇、20-45份异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、20-35份蓖麻油、10-15份二羟甲基丙酸DMPA、0.5-7份二月桂酸二丁基锡DBTDL、0.1-5份扩链剂、1-3份交联剂，20-70份丙酮、0.01-0.3份催化剂、0.3-3份的三乙胺和0.5-3份乙二胺。
进一步地，所述防腐材料按重量份数计，包括以下原料：80-160份水性聚氨酯乳液、0.5-2份流平剂、0.1-0.3份增稠剂、0.05-0.2份消泡剂和3-10份石墨烯。
进一步地，所述分析测试步骤包括-NCO含量测试、红外光谱测试、稳定性测试、固含量测试、耐溶剂性测试和吸水率测试。
进一步地，所述稳定性测试步骤为：取200g乳液置于广口瓶中，塞上瓶塞，置于恒温干燥箱内，在50-55℃条件下储存30d，检查是否有凝胶物及沉淀产生。
进一步地，所述固含量测试的步骤为：称取1-2g水性聚氨酯乳液放入烘干的称量瓶中，置于100-120℃恒温干燥箱中干燥4h，取出称量瓶并密封好，放在干燥器中冷却0.4h后称重，然后再放入干燥箱中烘干0.5h后冷却称重，直至恒重，固含量(g)＝水性聚氨酯乳液质量(g)-称量瓶质量(g)。
进一步地，所述吸水率测试步骤为：将乳液涂在聚四氟乙烯板上，在室温下放置6d自然干燥成膜，将其载成25*25mm的片状，并称其质量，将其浸入纯净水中，24小时后取出，用滤纸吸干表面水份并称重，两者相减然后除以片状的质量得出吸水率。
本发明还提供一种用于实现上述防腐材料制备工艺的生产线，包括加热仓、热交换装置、烘干喷涂室、搅拌仓、主风道、风道支路和供液主管，所述加热仓用于加热反腐材料，加热仓一端通过输送管与搅拌仓连接，加热仓另一端通过主风道与烘干喷涂室连接，加热仓的出液端与热交换装置连接，所述热交换装置一端通过风道支路与主风道连接，热交换装置另一端与供液主管连接，供液主管上安装有多个供液支管，多个供液支管均安装在烘干喷涂室上，且多个供液支管在烘干喷涂室内安装有喷头。
进一步地，其还包括导热油输出装置，所述热交换装置上连接有第一进料通道和第二进料通道，所述热交换装置通过第一进料通道和第二进料通道与导热油输出装置连通连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用蓖麻油当做原料，该原料价格低廉，来源丰富，具有独特的分子结构，其平均管能度为2.7，为改性聚氨酯提供了依据，通过聚醚多元醇、蓖麻油和二羟甲基丙酸配合，发挥各自性能优势，能够生成品质较好的防腐材料，生成的防腐材料通过本发明生产线进行防腐喷涂，具有节约能源和降低成本的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述防腐材料的制备生产线的原理图。
图2是本发明所述防腐材料的制备工艺的测试表格。
图中：1加热仓、2热交换装置、3导热油输出装置、4烘干喷涂室、5搅拌仓、6输送管、7主风道、8风道支路、9供液主管、10第一进料通道、11第二进料通道、12供液支管、13喷头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本发明提供一种防腐材料的制备生产线，包括加热仓1、热交换装置2、烘干喷涂室4、搅拌仓5、主风道7、风道支路8和供液主管9，加热仓1用于加热反腐材料，加热仓1一端通过输送管6与搅拌仓5连接，搅拌仓5用于搅拌需要混合的反腐材料，加热仓1另一端通过主风道7与烘干喷涂室4连接，加热仓1的出液端与热交换装置2连接，热交换装置2一端通过风道支路8与主风道7连接，热交换装置2另一端与供液主管9连接，供液主管9上安装有多个供液支管12，多个供液支管12均安装在烘干喷涂室4上，且多个供液支管12在烘干喷涂室4内安装有喷头13，喷头13用于将防腐材料喷涂在需要加工的设备表面。
本实施例中，生产线还包括导热油输出装置3，热交换装置2上连接有第一进料通道10和第二进料通道11，热交换装置2通过第一进料通道10和第二进料通道11与导热油输出装置3连通连接，热交换装置2与导热油输出装置3的配合能够在解决能源的前提下为反腐溶液进行升温。
本发明的防腐材料生产工艺包括以下步骤：
A：聚醚多元醇和蓖麻油在120℃、0.09MPA下真空脱水1h，二羟甲基丙酸使用前在烘干箱中110℃干燥2h，丙酮使用4A分子筛脱水处理，将上述溶液混合；
作为优选，真空脱水适合本发明中粒度小、不易沉淀、具体一般粒度的物料，优选采用滤料的厚度在3mm以上，在真空作用下连续进行吸滤和干燥。
B：向步骤A中的混合溶液倒入加热仓1中，并加入异佛尔酮二异氰酸酯IPDI和少量二月桂酸二丁基锡DBTDL，升温至75-90℃反应2h，然后添加二羟甲基丙酸DMPA、扩链剂和交联剂进行扩链反应2h，搅拌均匀后加入催化剂，加热并反应，得到混合溶液；
C：将步骤B中的混合溶液降温后加入三乙胺进行中和、搅拌，并加入去离子水高速剪切分散，再加入乙二胺扩链制得交联改性水性聚氨酯乳液；
D：将步骤C中的水性聚氨酯乳液、流平剂、增稠剂和消泡剂依次加入并搅拌后，加入石墨烯，即得防腐材料；
E：对涂料进行分析测试。
作为优选，所述的分析测试步骤包括-NCO含量测试、红外光谱测试、稳定性测试、固含量测试、耐溶剂性测试和吸水率测试。
作为优选，所述的稳定性测试步骤为：取200g乳液置于广口瓶中，塞上瓶塞，置于恒温干燥箱内，在50-55℃条件下储存30d，检查是否有凝胶物及沉淀产生。
作为优选，所述的固含量测试的步骤为：称取1-2g水性聚氨酯乳液放入烘干的称量瓶中，置于100-120℃恒温干燥箱中干燥4h，取出称量瓶并密封好，放在干燥器中冷却0.4h后称重，然后再放入干燥箱中烘干0.5h后冷却称重，直至恒重，固含量(g)＝水性聚氨酯乳液质量(g)-称量瓶质量(g)。
作为优选，所述的吸水率测试步骤为：将乳液涂在聚四氟乙烯板上，在室温下放置6d自然干燥成膜，将其载成25*25mm的片状，并称其质量，将其浸入纯净水中，24小时后取出，用滤纸吸干表面水份并称重，两者相减然后除以片状的质量得出吸水率。
实施例一
水性聚氨酯乳液按重量份数计，包括以下原料：25份聚醚多元醇、20份异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、20份蓖麻油、10份二羟甲基丙酸DMPA、0.5份二月桂酸二丁基锡DBTDL、0.1份扩链剂、1份交联剂，20份丙酮、0.01份催化剂、0.3份的三乙胺和0.5份乙二胺。
防腐材料按重量份数计，包括以下原料：80份水性聚氨酯乳液、0.5份流平剂、0.1份增稠剂、0.05份消泡剂和3份石墨烯。
实施例二
水性聚氨酯乳液按重量份数计，包括以下原料：35份聚醚多元醇、30份异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、25份蓖麻油、12份二羟甲基丙酸DMPA、5份二月桂酸二丁基锡DBTDL、3份扩链剂、2份交联剂、35份丙酮、0.15份催化剂、1.5份的三乙胺和2份乙二胺。
防腐材料按重量份数计，包括以下原料：100份水性聚氨酯乳液、1.5份流平剂、0.2份增稠剂、0.1份消泡剂和6份石墨烯
实施例三
水性聚氨酯乳液按重量份数计，包括以下原料：45份聚醚多元醇、45份异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、35份蓖麻油、15份二羟甲基丙酸DMPA、7份二月桂酸二丁基锡DBTDL、5份扩链剂、3份交联剂，70份丙酮、0.3份催化剂、3份的三乙胺和3份乙二胺。
防腐材料按重量份数计，包括以下原料：160份水性聚氨酯乳液、2份流平剂、0.3份增稠剂、0.2份消泡剂和3-10份石墨烯。
水性聚氨酯是采用内乳化法在水性聚氨酯分子链上引入亲水性基团-COOH制备而成的，二羟甲基丙酸DMPA引入聚氨酯分子链结构，用TEA中和，生成铵盐，可使聚氨酯分散于水中制成乳化液，从图2表中可以得出，增加DMPA的含量，导致聚氨酯分散液外观逐渐由乳白色变成半透明，并且稳定性提高，乳液的外观主要与聚合物的粒径有关，平均粒径越小，乳液变现的越透明，体系中-COOH含量越高，预4聚体在分散时容易被剪切，分散粒径变小，乳液外观变得透明。当DMPA含量很低时，乳液粒径很大，在成膜过程中，粒子之间有着微笑的缝隙，从而使水和有机溶剂等小分子容易渗入胶膜，导致涂膜耐水性和耐溶性较低，随着聚合物中羟基含量的增加，使得离子含量增加，清水性增大，涂膜吸水率增加，依据测试得出，DMPA添加量在4％为宜。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防腐材料制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A：聚醚多元醇和蓖麻油在120℃、0.09MPA下真空脱水1h，二羟甲基丙酸使用前在烘干箱中110℃干燥2h，丙酮使用4A分子筛脱水处理，将上述溶液混合；
B：向步骤A中的混合溶液倒入加热仓中，并加入异佛尔酮二异氰酸酯IPDI和少量二月桂酸二丁基锡DBTDL，升温至75-90℃反应2h，然后添加二羟甲基丙酸DMPA、扩链剂和交联剂进行扩链反应2h，搅拌均匀后加入催化剂，加热并反应，得到混合溶液；
C：将步骤B中的混合溶液降温后加入三乙胺进行中和、搅拌，并加入去离子水高速剪切分散，再加入乙二胺扩链制得交联改性水性聚氨酯乳液；
D：将步骤C中的水性聚氨酯乳液、流平剂、增稠剂和消泡剂依次加入并搅拌后，加入石墨烯，即得防腐材料；
E：对防腐材料进行分析测试。
2.根据权利要求1所述的防腐材料制备工艺，其特征在于：所述水性聚氨酯乳液按重量份数计，包括以下原料：25-45份聚醚多元醇、20-45份异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、20-35份蓖麻油、10-15份二羟甲基丙酸DMPA、0.5-7份二月桂酸二丁基锡DBTDL、0.1-5份扩链剂、1-3份交联剂，20-70份丙酮、0.01-0.3份催化剂、0.3-3份的三乙胺和0.5-3份乙二胺。
3.根据权利要求1所述的防腐材料制备工艺，其特征在于：所述防腐材料按重量份数计，包括以下原料：80-160份水性聚氨酯乳液、0.5-2份流平剂、0.1-0.3份增稠剂、0.05-0.2份消泡剂和3-10份石墨烯。
4.根据权利要求3所述的防腐材料制备工艺，其特征在于：所述分析测试步骤包括-NCO含量测试、红外光谱测试、稳定性测试、固含量测试、耐溶剂性测试和吸水率测试。
5.根据权利要求4所述的防腐材料制备工艺，其特征在于：所述稳定性测试步骤为：取200g乳液置于广口瓶中，塞上瓶塞，置于恒温干燥箱内，在50-55℃条件下储存30d，检查是否有凝胶物及沉淀产生。
6.根据权利要求5所述的防腐材料制备工艺，其特征在于：所述固含量测试的步骤为：称取1-2g水性聚氨酯乳液放入烘干的称量瓶中，置于100-120℃恒温干燥箱中干燥4h，取出称量瓶并密封好，放在干燥器中冷却0.4h后称重，然后再放入干燥箱中烘干0.5h后冷却称重，直至恒重，固含量(g)＝水性聚氨酯乳液质量(g)-称量瓶质量(g)。
7.根据权利要求6所述的防腐材料制备工艺，其特征在于：所述吸水率测试步骤为：将乳液涂在聚四氟乙烯板上，在室温下放置6d自然干燥成膜，将其载成25*25mm的片状，并称其质量，将其浸入纯净水中，24小时后取出，用滤纸吸干表面水份并称重，两者相减然后除以片状的质量得出吸水率。
8.一种用于实现权利要求1-7任意一项所述防腐材料制备工艺的生产线，其特征在于：包括加热仓、热交换装置、烘干喷涂室、搅拌仓、主风道、风道支路和供液主管，所述加热仓用于加热反腐材料，加热仓一端通过输送管与搅拌仓连接，加热仓另一端通过主风道与烘干喷涂室连接，加热仓的出液端与热交换装置连接，所述热交换装置一端通过风道支路与主风道连接，热交换装置另一端与供液主管连接，供液主管上安装有多个供液支管，多个供液支管均安装在烘干喷涂室上，且多个供液支管在烘干喷涂室内安装有喷头。
9.根据权利要求8所述的生产线，其特征在于：其还包括导热油输出装置，所述热交换装置上连接有第一进料通道和第二进料通道，所述热交换装置通过第一进料通道和第二进料通道与导热油输出装置连通连接。
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