CN113861817A - 一种油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，包括成膜部分和异氰酸酯固化剂，成膜部分包括以下重量份的组分：聚天门冬氨酸酯40‑80份、有机溶剂30‑60份、鳞片状物质20‑45份、耐磨物质10‑15份和助剂5‑10份，鳞片状物质选自玻璃鳞片、玄武岩鳞片、陶土鳞片或石墨鳞片中的一种，成膜部分和异氰酸酯固化剂的重量比为(2‑8):1。本发明油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料中添加玄武岩鳞片后可以明显增加涂料的耐盐雾和耐冲击性，并且没有降低涂料的力学性能。

Description

一种油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料及制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料及其制备方法。
背景技术
涂料是涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。涂料可对物件表面带来独特的属性，能够增强物件表面的抗性。根据使用场景的需求，涂料大体分为防腐涂料、隔热涂料、耐火涂料等。其中防腐涂料应用较多。
鳞片状材料作为一种涂料常用的添加材料，由于具有较大的平面和较低的厚度，在涂料的基体中能够形成层层堆积的状态，增加腐蚀性小分子在基材中通过的路径，延长腐蚀性小分子穿过涂料到达钢材的时间，从而实现防腐的目的。基于上述原理，鳞片状材料在涂料中的含量越高，其防腐效果越明显，比如，中国专利CN109354998A公开了一种玄武岩鳞片防腐蚀吸波涂料，该涂料还包含片状铁硅铝粉体，其中片状铁硅铝粉体占树脂的20-50％，玄武岩鳞片占树脂的10-60％。对于物料表面的防腐涂料，虽然功能性物质添加的越多，涂料的防腐性能越好，但由于小颗粒物质的不连续性会破坏聚合物基材的结构，因而过多的功能性物质会降低防腐涂料的力学性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，由成膜部分和异氰酸酯固化剂按重量比(2-8):1组成，成膜部分包括以下重量份的组分：聚天门冬氨酸酯40-80份、有机溶剂30-60份、鳞片状物质 20-45份、耐磨物质10-15份和助剂5-10份，其中鳞片状物质选自玻璃鳞片、玄武岩鳞片、陶土鳞片或石墨鳞片中的一种。
本发明涂料为油性涂料，采用的有机溶剂选自PMA、DBE、二甲苯、醋酸丁酯或丁醇中的一种或多种。添加一种或几种耐磨物质增加涂料表面的耐磨性能，多为无机陶瓷颗粒，具体为纳米陶瓷微球、玻璃微球、纳米二氧化硅、硫酸钡、氧化锆或磷酸锆。助剂可促进各组分的相容以及涂料制备过程中易于成型，本发明助剂选自分散剂、消泡剂和流平剂中的一种或多种，所述分散剂为德国赢创ZetaSperse 3100分散剂或科莱恩Dispersogen A 4100分散剂，消泡剂为聚醚型消泡剂或聚二甲基硅氧烷，流平剂为羧甲基纤维素或丙烯酸酯类流平剂。
聚天门冬氨酸酯是一种重要的重防腐涂料，与异氰酸酯固化剂形成的聚脲重防腐涂料具有优异的耐紫外性，本发明异氰酸酯固化剂选自IPDI、HDI 三聚体、TDI或氢化HMDI中的一种。
本发明油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料的制备方法包括以下步骤：
1)制备鳞片状物质
将矿物质颗粒置入高温沸腾炉或马弗炉中，抽真空后加热至 800-1300℃，用低温氮气将熔体极速冷却，再采用变频式超高速旋转片式粉碎机对冷却后的矿物质固体进行剥离切片，即得，备用；
2)制备油溶性鳞片状物质
将步骤1)所得鳞片状物质浸泡在硅烷偶联剂中12h，取出后再浸入腰果壳油改性胺中，搅拌均匀备用；
3)制备涂层材料
按重量份称取成膜部分各组分，将聚天门冬氨酸酯和有机溶剂混合，加入步骤2)所得油溶性鳞片状物质和助剂，搅拌均匀后加入耐磨物质，先混合，再80rpm-140rpm-500rpm-1450rpm依次搅拌30-50min，即得，成膜部分与异氰酸酯固化剂分开包装，按重量比混合后使用。
附图说明
图1为实施例1所得玄武岩鳞片的SEM图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，包括以下重量份的组分：聚天门冬氨酸酯60份、HDI三聚体39份、PMA 20份、二甲苯25份、玄武岩鳞片32份、玻璃微球6份、氧化锆6份、德国赢创ZetaSperse 3100分散剂3 份、聚二甲基硅氧烷2份、羧甲基纤维素2份和4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)固化剂40份。其中，玄武岩鳞片的制备方法为：其中，玄武岩鳞片的制备方法为：将玄武岩矿颗粒置入高温沸腾炉中，抽真空后加热至1300℃，用低温氮气将熔体极速冷却至-10℃后自然放置至常温，采用频率为 14500rpm的超高速旋转片式粉碎机对冷却后的玄武岩矿固体进行剥离切片，制得平均粒径为300μm厚度为1μm的玄武岩鳞片，如图1所示。
本实施例油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料的制备方法为：将对应重量份的玄武岩鳞片浸泡在硅烷偶联剂中12h，取出后再浸入腰果壳油改性胺中，搅拌均匀制得油溶性玄武岩鳞片；按重量份称取各组分，将聚天门冬氨酸酯、 HDI三聚体和PMA、二甲苯混合，加入油溶性玄武岩鳞片和上述助剂，搅拌均匀后加入玻璃微球和氧化锆，先混合，再80rpm、140rpm、500rpm和1450rpm依次搅拌50min、50min、50min和30min，即得，与4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)固化剂分开包装，按重量比混合后使用。
实施例2
一种油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，包括以下重量份的组分：聚天门冬氨酸酯40份、IPDI 20份、DBE 60份、玄武岩鳞片45份、纳米陶瓷微球10份、丙烯酸酯类流平剂5份和二乙基甲苯二胺固化剂30份。其中，玄武岩鳞片的制备方法为：将玄武岩矿颗粒置入高温沸腾炉中，抽真空后加热至1100℃，用低温氮气将熔体极速冷却至-20℃后自然放置至常温，采用频率为14500rpm的超高速旋转片式粉碎机对冷却后的玄武岩矿固体进行剥离切片，制得平均粒径为250μm厚度为1.2μm的玄武岩鳞片。
本实施例油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料的制备方法为：将对应重量份的玄武岩鳞片浸泡在硅烷偶联剂中12h，取出后再浸入腰果壳油改性胺中，搅拌均匀制得油溶性玄武岩鳞片；按重量份称取各组分，将聚天门冬氨酸酯、 IPDI和DBE混合，加入油溶性玄武岩鳞片和上述助剂，搅拌均匀后加入纳米陶瓷微球，先混合，再80rpm、140rpm、500rpm和1450rpm依次搅拌30min、 50min、30min和50min，即得，与二乙基甲苯二胺固化剂分开包装，按重量比混合后使用。
实施例3
一种油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，包括以下重量份的组分：聚天门冬氨酸酯80份、TDI 80份、醋酸丁酯30份、玄武岩鳞片20份、纳米二氧化硅5份、硫酸钡5份和磷酸锆5份、科莱恩Dispersogen A 4100分散剂 5份、聚二甲基硅氧烷2份、羧甲基纤维素3份和二乙基甲苯二胺固化剂30 份。其中，玄武岩鳞片的制备方法为：将玄武岩矿颗粒置入高温沸腾炉中，抽真空后加热至800℃，用低温氮气将熔体极速冷却至常温，采用频率为 14500rpm的超高速旋转片式粉碎机对冷却后的玄武岩矿固体进行剥离切片，制得平均粒径为200μm厚度为1.2μm的玄武岩鳞片。
本实施例油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料的制备方法为：将对应重量份的玄武岩鳞片浸泡在硅烷偶联剂中12h，取出后再浸入腰果壳油改性胺中，搅拌均匀制得油溶性玄武岩鳞片；按重量份称取各组分，将聚天门冬氨酸酯、 TDI和醋酸丁酯混合，加入油溶性玄武岩鳞片和上述助剂，搅拌均匀后加入纳米二氧化硅、硫酸钡和磷酸锆，先混合，再80rpm、140rpm、500rpm和 1450rpm依次搅拌40min、40min、40min和40min，即得，与二乙基甲苯二胺固化剂分开包装，按重量比混合后使用。
对比例1
一种防腐涂料，配方与实施例1相同，区别之处在于对比例1所用玄武岩鳞片为市售玄武岩鳞片，平均粒径为200μm，厚度为0.8μm。
对比例2
一种防腐涂料，其与实施例1的区别在于对比例2中不含玄武岩鳞片，其他组分一致。
将实施例1-3和对比例1、2的防腐涂料涂覆在钢板上，涂覆厚度为3mm，检测各种性能，结果如表1所示。
表1.实施例(S1-S3)和对比例(D1、D2)涂料性能
Figure RE-GDA0003392416380000051
Figure RE-GDA0003392416380000061
从表1数据可以看出，本发明油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料中添加玄武岩鳞片后可以明显增加涂料的耐盐雾和耐冲击性，并且没有降低涂料的力学性能。实施例1和对比例1相比，二者仅玄武岩鳞片的尺寸不同，实施例1玄武岩粒径大，涂料的耐盐雾性能明显提升，但粘结强度有所降低，但不影响涂料的正常使用。实施例1与对比例2相比，实施例1中添加了玄武岩鳞片，由于玄武岩鳞片与聚天门冬氨酸酯涂料的界面相容性产生的影响，实施例1涂料的粘结强度降低较为明显，但仍具有较高的粘结强度，玄武岩鳞片的添加增加了涂料的耐盐雾和硬度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，其特征在于，包括成膜部分和异氰酸酯固化剂，
所述成膜部分包括以下重量份的组分：聚天门冬氨酸酯40-80份、有机溶剂30-60份、鳞片状物质20-45份、耐磨物质10-15份和助剂5-10份；
所述鳞片状物质选自玻璃鳞片、玄武岩鳞片、陶土鳞片或石墨鳞片中的一种；
所述成膜部分和异氰酸酯固化剂的重量比为(2-8):1。
2.根据权利要求1所述的油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，其特征在于，所述有机溶剂选自PMA、DBE、二甲苯、醋酸丁酯或丁醇中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，其特征在于，所述耐磨物质选自纳米陶瓷微球、玻璃微球、纳米二氧化硅、硫酸钡、氧化锆或磷酸锆中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，其特征在于，所述助剂选自分散剂、消泡剂和流平剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料，其特征在于，异氰酸酯固化剂为IPDI、HDI三聚体、TDI或氢化HMDI中的一种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的油性耐紫外耐腐蚀防脱落涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备鳞片状物质
将矿物质颗粒置入高温沸腾炉或马弗炉中，抽真空后加热至800-1300℃，用低温氮气将熔体极速冷却，再采用变频式超高速旋转片式粉碎机对冷却后的矿物质固体进行剥离切片，即得，备用；
2)制备油溶性鳞片状物质
将步骤1)所得鳞片状物质浸泡在硅烷偶联剂中12h，取出后再浸入腰果壳油改性胺中，搅拌均匀备用；
3)制备涂层材料
按重量份称取成膜部分各组分，将聚天门冬氨酸酯和有机溶剂混合，加入步骤2)所得油溶性鳞片状物质和助剂，搅拌均匀后加入耐磨物质，先混合，再80rpm-140rpm-500rpm-1450rpm依次搅拌30-50min，即得，成膜部分与异氰酸酯固化剂分开包装，按重量比混合后使用。
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