CN114806340A - 一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,按照重量份数计算,包括以下成分:52‑76份水性环氧树脂乳液、10‑18份磺化聚醚醚酮复合微球、6‑10份云母粉、1.2‑2.8份颜料、0.05‑0.1份润湿分散剂、0.2‑0.4份消泡剂和11‑18份固化剂。本发明公开了一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,使用的是防水强、粘结力强、尺寸稳定且具有一定防腐性的环氧树脂作为基础材料,然而环氧树脂的抗冲击性差,且单独作为面漆使用时耐磨性、耐潮性和防腐性已无法满足需求,本发明在环氧树脂的基础上添加了磺化聚醚醚酮复合微球,用以改善环氧树脂的力学性能、抗冲击性和防腐性,同时还改善了环氧树脂的耐磨性和耐潮性。
Description
技术领域
本发明涉及表面涂层领域,具体涉及一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层及其制备工艺。
背景技术
随着人们生活水平的提高,科技的不断发展进步,五金行业也不断进步,而现阶段卫浴五金配件由于好看耐用,因此使用最为广泛。卫浴五金配件的材质有很多,常见的有纯铜、不锈钢、铝合金和锌合金,这些材质都具有结实耐用的优点,但是由于大多数配件材质都是金属或合金,又都是应用于浴室等潮湿的环境,在长期使用的过程中金属或合金易被氧化,也易被腐蚀生锈,而目前针对该缺陷,商家采用的解决办法是将金属材质抛光或设置涂层,抛光虽然会使金属表面看起来更亮,但是对于腐蚀的阻止效果极其有限;涂层虽然能够具有防护效果,但是现有的涂层不仅防护性表现不佳,而且涂层很容易出现鼓泡甚至脱漆的现象,导致不仅没有达到防腐作用,且还影响到卫浴的美观。
发明内容
针对现有技术中的五金配件的耐腐蚀耐磨涂层防护性表现不佳的问题,本发明的目的是提供一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层及其制备工艺。
本发明的目的采用以下技术方案来实现:
第一方面,本发明提供一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,按照重量份数计算,包括以下成分:
52-76份水性环氧树脂乳液、10-18份磺化聚醚醚酮复合微球、6-10份云母粉、1.2-2.8份颜料、0.05-0.1份润湿分散剂、0.2-0.4份消泡剂和11-18份固化剂。
优选地,所述水性环氧树脂乳液是通过环氧树脂、乳化剂与去离子水按照3-5:0.3-0.5:2-4混合后得到;其中,环氧树脂包括质量比为2-4:1的环氧树脂E-42和环氧树脂E-44,乳化剂为硬脂酸甘油酯,混合温度为40-60℃,混合时间为2-4h,混合速率为500-800r/min。
优选地,所述磺化聚醚醚酮复合微球的粒径为80-100μm。
优选地,所述云母粉的粒径为50-80μm,云母粉是经过硅烷偶联剂活化处理过的,活化处理过程为:
将云母粉、硅烷偶联剂与质量分数为35%的乙醇水溶液以质量比为1:0.05-0.1:10-20混合后,超声处理1-2h,过滤、干燥后即可。
优选地,所述颜料包括钛白粉和有机颜料,钛白粉与有机颜料的质量比为5-10:1。
优选地,所述润湿分散剂为迪高TEGO750W或迪高TEGO245。
优选地,所述消泡剂为消泡剂BYK035或消泡剂BYK065。
优选地,所述固化剂为芳香胺固化剂。
更优选地,所述芳香胺固化剂为间苯二胺或二乙基甲苯二胺。
优选地,所述复合微球的制备方法为:
步骤1,称取磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜混合至反应容器内,在室温条件下搅拌直至全部溶解后,得到磺化聚醚醚酮溶液;
步骤2,将氮化钇粉末与乙醇水溶液混合,加入硅烷偶联剂,超声1-3h后,滤出固体,干燥后,得到活化的氮化钇粉末;
步骤3,将聚乙烯吡咯烷酮-K30混合至甘油中,加入活化的氮化钇粉末,搅拌均匀,使用氢氧化钠溶液调节至pH=12.0-13.0,然后依次投入硝酸铋和亚硒酸钠,室温下搅拌1-3h后倒入反应釜内,将反应釜密闭置于烘箱内,升温至200-250℃,保温反应18-36h,自然冷却后,滤出固体,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,粉碎后,得到氮化钇/硒化铋复合材料;
步骤4,将氮化钇/硒化铋复合材料与磺化聚醚醚酮溶液混合,超声均匀后,室温下搅拌4-6h,脱泡后,得到磺化聚醚醚酮混合溶液;
步骤5,将磺化聚醚醚酮混合溶液通过微量注射泵吸入带有针头的针管内,以乙醇水溶液作为凝固浴,将针管内的液体通过针头逐滴的滴落至凝固浴内,滴落至凝固浴内的液滴会形成微球结构,在针管内的液体完全滴落后,收集凝固浴内的微球颗粒,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,得到磺化聚醚醚酮复合微球。
优选地,所述步骤1中,磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜的质量比为1:12-16。
优选地,所述步骤1中,磺化聚醚醚酮的磺化度为55%-65%。
优选地,所述步骤2中,乙醇水溶液的质量分数为15%~55%;硅烷偶联剂包括硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570中的至少一种。
优选地,所述步骤2中,氮化钇粉末与乙醇水溶液的质量比为1:10-30,硅烷偶联剂与氮化钇粉末的质量比为0.02-0.06:1。
优选地,所述步骤3中,活化的氮化钇粉末、聚乙烯吡咯烷酮-K30与甘油的质量比为1:0.1-0.3:18-26;硝酸铋、亚硒酸钠与甘油的质量比为2.4-2.8:3.3-3.9:30-50。
优选地,所述步骤3中,氮化钇/硒化铋复合材料的粒径为800-1200nm。
优选地,所述步骤4中,氮化钇/硒化铋复合材料与磺化聚醚醚酮溶液的质量比为1:22-28。
优选地,所述步骤5中,乙醇水溶液的质量分数为25-65%。
优选地,所述步骤5中,针头的型号为34G(内径0.06mm);针头与凝固浴之间外加有静电场,针头与凝固浴的液面距离为10-15cm,针管内的液体的滴落速率为0.25-1滴/秒。
第二方面,本发明提供一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层的制备工艺,包括以下步骤:
第一步、按照重量份数称取环氧树脂、云母粉、磺化聚醚醚酮复合微球和颜料混合至容器内,搅拌均匀后,得到第一混合产物;
第二步、向第一混合产物中加入润湿分散剂和消泡剂,搅拌均匀,得到第二混合产物;
第三步、向第二混合产物中加入固化剂,搅拌均匀,得到第三混合产物;
第四步、将第三混合产物涂覆在打磨好的卫浴五金配件表面,置于烘箱内干燥,得到涂覆有耐腐蚀耐磨涂层的卫浴五金配件。
优选地,所述卫浴五金配件的材质为铝合金、黄铜、钢或铁。
优选地,所述第一步中,搅拌的速度为400-600r/min,搅拌的时间为40-60min。
优选地,所述第二步中,搅拌的速度为400-600r/min,搅拌的时间为10-30min。
优选地,所述第三步中,搅拌的速度为300-500r/min,搅拌的时间为10-30min。
优选地,所述第四步中,涂覆的厚度为100-150μm;干燥的温度包括两个阶段:第一阶段是75-80℃干燥1-2h,第二阶段是150-170℃干燥1-2h。
本发明的有益效果为:
本发明公开了一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,使用的是防水强、粘结力强、尺寸稳定且具有一定防腐性的水性环氧树脂作为基础材料,然而环氧树脂的抗冲击性差,且单独作为面漆使用时耐磨性、耐潮性和防腐性已无法满足需求,本发明在水性环氧树脂的基础上添加了磺化聚醚醚酮复合微球,用以改善环氧树脂的力学性能、抗冲击性和防腐性,同时还改善了环氧树脂的耐磨性和耐潮性。
本发明制备了一种磺化聚醚醚酮复合微球作为环氧树脂的改性填料,该微球是先通过制备氮化钇/硒化铋复合材料,再通过与磺化聚醚醚酮溶液混合,然后以静电液滴法结合液-液相分离的方法制备得到。在本发明中,对于硒化铋材料使用了氮化钇进行掺杂,得到的复合材料相比较于相等质量的纯硒化铋材料或纯氮化钇材料对聚醚醚酮微球的改性具有更好的表现。
本发明中以磺化聚醚醚酮微球包覆结构,以氮化钇/硒化铋复合材料作为内核结构,制备得到的磺化聚醚醚酮复合微球添加至环氧树脂后,使环氧树脂具有更好的耐磨性与耐腐蚀性。其中,磺化聚醚醚酮具有良好的化学稳定性和耐高温性,但是由于其具有一定的水溶胀性导致其稳定性不足,而氮化钇与硒化铋复合形成的材料的加入不仅能够进一步提升磺化聚醚醚酮的力学性能以及耐腐蚀性,还提升了微球结构的稳定性。最终制备得到的磺化聚醚醚酮复合微球相比较于常规的磺化聚醚醚酮微球具有更好的力学性能、耐腐蚀性和稳定性,对于环氧树脂的性能也具有更好的提升作用。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明,对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
本发明所制备微球使用的方法包括液-液相分离法和静电液滴法。其中,静电液滴法则是通过在注射泵的针头与凝固浴之间通电而形成静电场,静电场能够使液滴克服溶液表面的张力,从而使其以可控的粒径从针头处滴落至凝固浴内;而液-液相分离(LLPS)的原理为:当溶解有产物的优良溶剂被滴入不良溶剂后,优良溶剂与不良溶剂之间会迅速交换,导致形成外表光滑、内部多孔的微球。
本发明基于磺化聚醚醚酮的溶解性,以二甲基亚砜作为优良溶剂,以乙醇水溶液形成的凝固浴作为不良溶剂,通过静电场的作用,使含有磺化聚醚醚酮的优良溶剂液滴滴落至不良溶剂内,从而固化形成微球结构。
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,按照重量份数计算,包括以下成分:
65份水性环氧树脂乳液、12份磺化聚醚醚酮复合微球、8份云母粉、2.1份颜料、0.05份润湿分散剂、0.3份消泡剂和15份固化剂。
所述水性环氧树脂乳液是通过环氧树脂、乳化剂与去离子水按照4:0.4:3混合后得到;其中,环氧树脂包括质量比为3:1的环氧树脂E-42和环氧树脂E-44,乳化剂为硬脂酸甘油酯,混合温度为50℃,混合时间为3h,混合速率为600r/min。
所述磺化聚醚醚酮复合微球的粒径为80-100μm;所述云母粉的粒径为50-80μm,云母粉是经过硅烷偶联剂KH-550活化处理过的,活化处理过程为:将云母粉、硅烷偶联剂KH-550与质量分数为35%的乙醇水溶液以质量比为1:0.05:10混合后,超声处理1h,过滤、干燥后即可。
所述颜料包括钛白粉和有机颜料,钛白粉与有机颜料的质量比为8:1;所述润湿分散剂为迪高TEGO750W;所述消泡剂为消泡剂BYK035;所述固化剂为芳香胺固化剂,所述芳香胺固化剂为间苯二胺。
所述复合微球的制备方法为:
步骤1,称取磺化度为60%的磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜混合至反应容器内,在室温条件下搅拌直至全部溶解后,得到磺化聚醚醚酮溶液;其中,磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜的质量比为1:14;
步骤2,将氮化钇粉末与质量分数为35%的乙醇水溶液混合,加入硅烷偶联剂KH-550,超声2h后,滤出固体,干燥后,得到活化的氮化钇粉末;其中,氮化钇粉末与乙醇水溶液的质量比为1:20,硅烷偶联剂KH-550与氮化钇粉末的质量比为0.04:1;
步骤3,将聚乙烯吡咯烷酮-K30混合至甘油中,加入活化的氮化钇粉末,搅拌均匀,使用氢氧化钠溶液调节至pH=12.0-13.0,然后依次投入硝酸铋和亚硒酸钠,室温下搅拌2h后倒入反应釜内,将反应釜密闭置于烘箱内,升温至200℃,保温反应24h,自然冷却后,滤出固体,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,粉碎至粒径为800-1200nm,得到氮化钇/硒化铋复合材料;其中,活化的氮化钇粉末、聚乙烯吡咯烷酮-K30与甘油的质量比为1:0.2:22;硝酸铋、亚硒酸钠与甘油的质量比为2.6:3.6:40;
步骤4,将氮化钇/硒化铋复合材料与磺化聚醚醚酮溶液混合,超声均匀后,室温下搅拌5h,脱泡后,得到磺化聚醚醚酮混合溶液;其中,氮化钇/硒化铋复合材料与磺化聚醚醚酮溶液的质量比为1:25;
步骤5,将磺化聚醚醚酮混合溶液通过微量注射泵吸入带有针头的针管内,以质量分数为45%的乙醇水溶液作为凝固浴,将针管内的液体通过针头逐滴的滴落至凝固浴内,滴落至凝固浴内的液滴会形成微球结构,在针管内的液体完全滴落后,收集凝固浴内的微球颗粒,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,得到磺化聚醚醚酮复合微球;其中,针头的型号为34G(内径0.06mm);针头与凝固浴之间外加有静电场,针头与凝固浴的液面距离为12cm,针管内的液体的滴落速率为0.75滴/秒。
上述卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层的制备工艺,包括以下步骤:
第一步、按照重量份数称取环氧树脂、云母粉、磺化聚醚醚酮复合微球和颜料混合至容器内,搅拌的速度为500r/min,搅拌的时间为50min,搅拌均匀后,得到第一混合产物;
第二步、向第一混合产物中加入润湿分散剂和消泡剂,搅拌的速度为500r/min,搅拌的时间为20min,搅拌均匀,得到第二混合产物;
第三步、向第二混合产物中加入固化剂,搅拌的速度为400r/min,搅拌的时间为20min,搅拌均匀,得到第三混合产物;
第四步、将第三混合产物涂覆在打磨好的卫浴五金配件表面,涂覆的厚度为100-150μm,置于烘箱内干燥,干燥的温度包括两个阶段:第一阶段是75℃干燥2h,第二阶段是160℃干燥1h,得到涂覆有耐腐蚀耐磨涂层的卫浴五金配件。
实施例2
一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,按照重量份数计算,包括以下成分:
52份水性环氧树脂乳液、10份磺化聚醚醚酮复合微球、6份云母粉、1.2份颜料、0.05份润湿分散剂、0.2份消泡剂和11份固化剂。
所述水性环氧树脂乳液是通过环氧树脂、乳化剂与去离子水按照3:0.3:2混合后得到;其中,环氧树脂包括质量比为2:1的环氧树脂E-42和环氧树脂E-44,乳化剂为硬脂酸甘油酯,混合温度为40℃,混合时间为2h,混合速率为500r/min。
所述磺化聚醚醚酮复合微球的粒径为80-100μm;所述云母粉的粒径为50-80μm,云母粉是经过硅烷偶联剂活化处理过的,活化处理过程为:将云母粉、硅烷偶联剂与质量分数为35%的乙醇水溶液以质量比为1:0.05:10混合后,超声处理1h,过滤、干燥后即可。
所述颜料包括钛白粉和有机颜料,钛白粉与有机颜料的质量比为5:1;所述润湿分散剂为迪高TEGO245;所述消泡剂为消泡剂BYK065;所述固化剂为芳香胺固化剂,所述芳香胺固化剂为二乙基甲苯二胺。
所述复合微球的制备方法为:
步骤1,称取磺化度为55%的磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜混合至反应容器内,在室温条件下搅拌直至全部溶解后,得到磺化聚醚醚酮溶液;其中,磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜的质量比为1:12;
步骤2,将氮化钇粉末与质量分数为15%的乙醇水溶液混合,加入硅烷偶联剂KH-560,超声1h后,滤出固体,干燥后,得到活化的氮化钇粉末;其中,氮化钇粉末与乙醇水溶液的质量比为1:10,硅烷偶联剂KH-560与氮化钇粉末的质量比为0.02:1;
步骤3,将聚乙烯吡咯烷酮-K30混合至甘油中,加入活化的氮化钇粉末,搅拌均匀,使用氢氧化钠溶液调节至pH=12.0-13.0,然后依次投入硝酸铋和亚硒酸钠,室温下搅拌1h后倒入反应釜内,将反应釜密闭置于烘箱内,升温至200℃,保温反应18h,自然冷却后,滤出固体,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,粉碎至粒径为800-1200nm,得到氮化钇/硒化铋复合材料;其中,活化的氮化钇粉末、聚乙烯吡咯烷酮-K30与甘油的质量比为1:0.1:18;硝酸铋、亚硒酸钠与甘油的质量比为2.4:3.3:30;
步骤4,将氮化钇/硒化铋复合材料与磺化聚醚醚酮溶液混合,超声均匀后,室温下搅拌4-6h,脱泡后,得到磺化聚醚醚酮混合溶液;其中,氮化钇/硒化铋复合材料与磺化聚醚醚酮溶液的质量比为1:22;
步骤5,将磺化聚醚醚酮混合溶液通过微量注射泵吸入带有针头的针管内,以质量分数为25%的乙醇水溶液作为凝固浴,将针管内的液体通过针头逐滴的滴落至凝固浴内,滴落至凝固浴内的液滴会形成微球结构,在针管内的液体完全滴落后,收集凝固浴内的微球颗粒,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,得到磺化聚醚醚酮复合微球;其中,针头的型号为34G(内径0.06mm);针头与凝固浴之间外加有静电场,针头与凝固浴的液面距离为10cm,针管内的液体的滴落速率为0.25滴/秒。
上述卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层的制备工艺,包括以下步骤:
第一步、按照重量份数称取环氧树脂、云母粉、磺化聚醚醚酮复合微球和颜料混合至容器内,搅拌的速度为400r/min,搅拌的时间为40min,搅拌均匀后,得到第一混合产物;
第二步、向第一混合产物中加入润湿分散剂和消泡剂,搅拌的速度为400r/min,搅拌的时间为10min,搅拌均匀,得到第二混合产物;
第三步、向第二混合产物中加入固化剂,搅拌的速度为300r/min,搅拌的时间为10min,搅拌均匀,得到第三混合产物;
第四步、将第三混合产物涂覆在打磨好的卫浴五金配件表面,涂覆的厚度为100μm,置于烘箱内干燥,干燥的温度包括两个阶段:第一阶段是75℃干燥1h,第二阶段是150℃干燥1h,得到涂覆有耐腐蚀耐磨涂层的卫浴五金配件。
实施例3
一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,按照重量份数计算,包括以下成分:
76份水性环氧树脂乳液、18份磺化聚醚醚酮复合微球、10份云母粉、2.8份颜料、0.1份润湿分散剂、0.4份消泡剂和18份固化剂。
所述水性环氧树脂乳液是通过环氧树脂、乳化剂与去离子水按照5:0.5:4混合后得到;其中,环氧树脂包括质量比为4:1的环氧树脂E-42和环氧树脂E-44,乳化剂为硬脂酸甘油酯,混合温度为60℃,混合时间为4h,混合速率为800r/min。
所述磺化聚醚醚酮复合微球的粒径为80-100μm;所述云母粉的粒径为50-80μm,云母粉是经过硅烷偶联剂活化处理过的,活化处理过程为:将云母粉、硅烷偶联剂与质量分数为35%的乙醇水溶液以质量比为1:0.1:20混合后,超声处理2h,过滤、干燥后即可。
所述颜料包括钛白粉和有机颜料,钛白粉与有机颜料的质量比为10:1;所述润湿分散剂为迪高TEGO750W;所述消泡剂为消泡剂BYK035;所述固化剂为芳香胺固化剂,所述芳香胺固化剂为二乙基甲苯二胺。
所述复合微球的制备方法为:
步骤1,称取磺化度为65%的磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜混合至反应容器内,在室温条件下搅拌直至全部溶解后,得到磺化聚醚醚酮溶液;其中,磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜的质量比为1:16;
步骤2,将氮化钇粉末与质量分数为55%的乙醇水溶液混合,加入硅烷偶联剂KH-570,超声3h后,滤出固体,干燥后,得到活化的氮化钇粉末;其中,氮化钇粉末与乙醇水溶液的质量比为1:30,硅烷偶联剂KH-570与氮化钇粉末的质量比为0.06:1;
步骤3,将聚乙烯吡咯烷酮-K30混合至甘油中,加入活化的氮化钇粉末,搅拌均匀,使用氢氧化钠溶液调节至pH=12.0-13.0,然后依次投入硝酸铋和亚硒酸钠,室温下搅拌3h后倒入反应釜内,将反应釜密闭置于烘箱内,升温至250℃,保温反应36h,自然冷却后,滤出固体,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,粉碎至粒径为800-1200nm,得到氮化钇/硒化铋复合材料;其中,活化的氮化钇粉末、聚乙烯吡咯烷酮-K30与甘油的质量比为1:0.3:26;硝酸铋、亚硒酸钠与甘油的质量比为2.8:3.9:50;
步骤4,将氮化钇/硒化铋复合材料与磺化聚醚醚酮溶液混合,超声均匀后,室温下搅拌6h,脱泡后,得到磺化聚醚醚酮混合溶液;其中,氮化钇/硒化铋复合材料与磺化聚醚醚酮溶液的质量比为1:28;
步骤5,将磺化聚醚醚酮混合溶液通过微量注射泵吸入带有针头的针管内,以质量分数为65%的乙醇水溶液作为凝固浴,将针管内的液体通过针头逐滴的滴落至凝固浴内,滴落至凝固浴内的液滴会形成微球结构,在针管内的液体完全滴落后,收集凝固浴内的微球颗粒,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,得到磺化聚醚醚酮复合微球;其中,针头的型号为34G(内径0.06mm);针头与凝固浴之间外加有静电场,针头与凝固浴的液面距离为15cm,针管内的液体的滴落速率为1滴/秒。
上述卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层的制备工艺,包括以下步骤:
第一步、按照重量份数称取环氧树脂、云母粉、磺化聚醚醚酮复合微球和颜料混合至容器内,搅拌的速度为600r/min,搅拌的时间为60min,搅拌均匀后,得到第一混合产物;
第二步、向第一混合产物中加入润湿分散剂和消泡剂,搅拌的速度为600r/min,搅拌的时间为30min,搅拌均匀,得到第二混合产物;
第三步、向第二混合产物中加入固化剂,搅拌的速度为500r/min,搅拌的时间为30min,搅拌均匀,得到第三混合产物;
第四步、将第三混合产物涂覆在打磨好的卫浴五金配件表面,涂覆的厚度为150μm,置于烘箱内干燥,干燥的温度包括两个阶段:第一阶段是80℃干燥2h,第二阶段是170℃干燥2h,得到涂覆有耐腐蚀耐磨涂层的卫浴五金配件。
对比例1
一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,与实施例1的成分与制备方法相同,区别在于,磺化聚醚醚酮复合微球的制备方法不同。
所述磺化聚醚醚酮复合微球的制备方法为:
步骤1,称取磺化度为60%的磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜混合至反应容器内,在室温条件下搅拌直至全部溶解后,得到磺化聚醚醚酮溶液;其中,磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜的质量比为1:14;
步骤2,将聚乙烯吡咯烷酮-K30混合至甘油中,搅拌均匀,使用氢氧化钠溶液调节至pH=12.0-13.0,然后依次投入硝酸铋和亚硒酸钠,室温下搅拌2h后倒入反应釜内,将反应釜密闭置于烘箱内,升温至200℃,保温反应24h,自然冷却后,滤出固体,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,粉碎至粒径为800-1200nm,得到硒化铋材料;其中,聚乙烯吡咯烷酮-K30与甘油的质量比为0.2:22;硝酸铋、亚硒酸钠与甘油的质量比为2.6:3.6:40;
步骤3,将硒化铋材料与磺化聚醚醚酮溶液混合,超声均匀后,室温下搅拌5h,脱泡后,得到磺化聚醚醚酮混合溶液;其中,硒化铋材料与磺化聚醚醚酮溶液的质量比为1:25;
步骤4,将磺化聚醚醚酮混合溶液通过微量注射泵吸入带有针头的针管内,以质量分数为45%的乙醇水溶液作为凝固浴,将针管内的液体通过针头逐滴的滴落至凝固浴内,滴落至凝固浴内的液滴会形成微球结构,在针管内的液体完全滴落后,收集凝固浴内的微球颗粒,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,得到磺化聚醚醚酮复合微球;其中,针头的型号为34G(内径0.06mm);针头与凝固浴之间外加有静电场,针头与凝固浴的液面距离为12cm,针管内的液体的滴落速率为0.75滴/秒。
对比例2
一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,与实施例1的成分与制备方法相同,区别在于,磺化聚醚醚酮复合微球的制备方法不同。
所述复合微球的制备方法为:
步骤1,称取磺化度为60%的磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜混合至反应容器内,在室温条件下搅拌直至全部溶解后,得到磺化聚醚醚酮溶液;其中,磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜的质量比为1:14;
步骤2,将氮化钇粉末与磺化聚醚醚酮溶液混合,超声均匀后,室温下搅拌5h,脱泡后,得到磺化聚醚醚酮混合溶液;其中,氮化钇粉末与磺化聚醚醚酮溶液的质量比为1:25;
步骤3,将磺化聚醚醚酮混合溶液通过微量注射泵吸入带有针头的针管内,以质量分数为45%的乙醇水溶液作为凝固浴,将针管内的液体通过针头逐滴的滴落至凝固浴内,滴落至凝固浴内的液滴会形成微球结构,在针管内的液体完全滴落后,收集凝固浴内的微球颗粒,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,得到磺化聚醚醚酮复合微球;其中,针头的型号为34G(内径0.06mm);针头与凝固浴之间外加有静电场,针头与凝固浴的液面距离为12cm,针管内的液体的滴落速率为0.75滴/秒。
对比例3
一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,与实施例1的成分与制备方法相同,区别在于,磺化聚醚醚酮复合微球的制备方法不同。
所述复合微球的制备方法为:
步骤1,称取磺化度为60%的磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜混合至反应容器内,在室温条件下搅拌直至全部溶解后,得到磺化聚醚醚酮溶液;其中,磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜的质量比为1:14;
步骤2,将磺化聚醚醚酮溶液通过微量注射泵吸入带有针头的针管内,以质量分数为45%的乙醇水溶液作为凝固浴,将针管内的液体通过针头逐滴的滴落至凝固浴内,滴落至凝固浴内的液滴会形成微球结构,在针管内的液体完全滴落后,收集凝固浴内的微球颗粒,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,得到磺化聚醚醚酮复合微球;其中,针头的型号为34G(内径0.06mm);针头与凝固浴之间外加有静电场,针头与凝固浴的液面距离为12cm,针管内的液体的滴落速率为0.75滴/秒。
对比例4
一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,与实施例1的成分与制备方法相同,区别在于,将成分中的磺化聚醚醚酮复合微球替换为等量的云母粉,成分按照重量份数计算,包括:
65份水性环氧树脂乳液、20份云母粉、2.1份颜料、0.05份润湿分散剂、0.3份消泡剂和15份固化剂。
本发明中,针对实施例1、对比例1-4制备的耐腐蚀耐磨涂层(配件材质均选用同种型号为DN65的镀锌钢片)进行检测,检测方法为:
铅笔硬度是使用铅笔法进行检测;柔韧性参照标准GB/T 1731-2020检测;剥离强度参照标准GB/T 16777-2008,磨损量是采用水作为介质,使用摩擦试验机进行测试,其中,加载力100N,转速500rpm,检测时间10min;耐酸性、耐碱性和耐盐性检测方法为:耐酸性使用的是浸泡在质量分数为10%的硫酸溶液中,检测温度为60℃,检测时间为30天;耐碱性使用的是浸泡在质量分数为10%的氢氧化钠溶液中,检测温度为60℃,检测时间为30天;耐盐性使用的是浸泡在质量分数为3%的氯化钠溶液中,检测温度为60℃,检测时间为60天;耐盐雾性检测标准参照GB/T 1771-2007,使用人工模拟盐雾的方式进行检测,检测时间为1440h。
检测结果如下表1所示:
表1不同的涂层的性能表现对比
能够看出,本发明实施例1制备的耐腐蚀耐磨涂层能够同时具有更好的硬度、柔韧性、剥离强度、耐高温性、耐磨性、耐腐蚀性和耐盐雾性,其他对比例均会有部分特征表现不足。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,其特征在于,按照重量份数计算,包括以下成分:
52-76份水性环氧树脂乳液、10-18份磺化聚醚醚酮复合微球、6-10份云母粉、1.2-2.8份颜料、0.05-0.1份润湿分散剂、0.2-0.4份消泡剂和11-18份固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,其特征在于,所述水性环氧树脂乳液是通过环氧树脂、乳化剂与去离子水按照3-5:0.3-0.5:2-4混合后得到;其中,环氧树脂包括质量比为2-4:1的环氧树脂E-42和环氧树脂E-44,乳化剂为硬脂酸甘油酯,混合温度为40-60℃,混合时间为2-4h,混合速率为500-800r/min。
3.根据权利要求1所述的一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,其特征在于,所述磺化聚醚醚酮复合微球的粒径为80-100μm。
4.根据权利要求1所述的一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,其特征在于,所述云母粉的粒径为50-80μm,云母粉是经过硅烷偶联剂活化处理过的,活化处理过程为:
将云母粉、硅烷偶联剂与质量分数为35%的乙醇水溶液以质量比为1:0.05-0.1:10-20混合后,超声处理1-2h,过滤、干燥后即可。
5.根据权利要求1所述的一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,其特征在于,所述颜料包括钛白粉和有机颜料,钛白粉与有机颜料的质量比为5-10:1。
6.根据权利要求1所述的一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,其特征在于,所述润湿分散剂为迪高TEGO750W或迪高TEGO245。
7.根据权利要求1所述的一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,其特征在于,所述消泡剂为消泡剂BYK035或消泡剂BYK065。
8.根据权利要求1所述的一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,其特征在于,所述固化剂为芳香胺固化剂,所述芳香胺固化剂为间苯二胺或二乙基甲苯二胺。
9.根据权利要求1所述的一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层,其特征在于,所述磺化聚醚醚酮复合微球的制备方法为:
步骤1,称取磺化聚醚醚酮与二甲基亚砜混合至反应容器内,在室温条件下搅拌直至全部溶解后,得到磺化聚醚醚酮溶液;
步骤2,将氮化钇粉末与乙醇水溶液混合,加入硅烷偶联剂,超声1-3h后,滤出固体,干燥后,得到活化的氮化钇粉末;
步骤3,将聚乙烯吡咯烷酮-K30混合至甘油中,加入活化的氮化钇粉末,搅拌均匀,使用氢氧化钠溶液调节至pH=12.0-13.0,然后依次投入硝酸铋和亚硒酸钠,室温下搅拌1-3h后倒入反应釜内,将反应釜密闭置于烘箱内,升温至200-250℃,保温反应18-36h,自然冷却后,滤出固体,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,粉碎后,得到氮化钇/硒化铋复合材料;
步骤4,将氮化钇/硒化铋复合材料与磺化聚醚醚酮溶液混合,超声均匀后,室温下搅拌4-6h,脱泡后,得到磺化聚醚醚酮混合溶液;
步骤5,将磺化聚醚醚酮混合溶液通过微量注射泵吸入带有针头的针管内,以乙醇水溶液作为凝固浴,将针管内的液体通过针头逐滴的滴落至凝固浴内,滴落至凝固浴内的液滴会形成微球结构,在针管内的液体完全滴落后,收集凝固浴内的微球颗粒,并依次使用纯水和丙酮洗涤三次,真空干燥,得到磺化聚醚醚酮复合微球。
10.一种权利要求1-9任一所述的卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
第一步、按照重量份数称取环氧树脂、云母粉、磺化聚醚醚酮复合微球和颜料混合至容器内,搅拌均匀后,得到第一混合产物;
第二步、向第一混合产物中加入润湿分散剂和消泡剂,搅拌均匀,得到第二混合产物;
第三步、向第二混合产物中加入固化剂,搅拌均匀,得到第三混合产物;
第四步、将第三混合产物涂覆在打磨好的卫浴五金配件表面,置于烘箱内干燥,得到涂覆有耐腐蚀耐磨涂层的卫浴五金配件。
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