CN114958168B - 一种耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物 - Google Patents

一种耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物；所述涂料包括A组分和B组分；以占A组分总重的重量百分比含量计，A组分包括4‑(4‑羟基苯基)‑2,3‑二氮杂萘‑1‑酮1‑100％、蜡粉0‑25％，助剂0‑10％、有机溶剂补齐至100％；以占B组分总重的重量百分比含量计，B组分包括异氰酸酯1‑90％，γ‑氨丙基三乙氧基硅烷0.1‑5％、有机溶剂补齐至100％。应用时，A组分和B组分按照一定的比例混合后，喷涂，浸涂或刷涂于油漆或者金属基材上。本发明公开了一种室温固化耐高温耐磨材料的制备方法。此材料可通过自然干燥或热固化成膜，具有优异的附着力和耐磨耐刮擦能力；此材料耐温可达320℃。

Description

一种耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物
技术领域
本发明属于涂料技术领域，涉及一种耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物；尤其涂层固化后具有优异的附着力和耐磨耐刮擦能力，此材料耐温可达320℃；其在镀锌，镀锌镍板材上有极佳的附着力和屏蔽效果。
背景技术
目前市面上自攻螺丝表面大部分采用镀锌做防腐处理。但是镀锌防腐性能有限且耐酸能力很差，这需要在镀锌层表面涂上涂层来隔绝屏蔽酸和增加防腐能力。
由于自攻螺丝再钻孔的时候会产生极大的摩擦和压力，瞬时温度也会很高。所以这要求，涂层在自攻螺丝钻孔的时候不能脱落和软化，另外还有很好的屏蔽酸和防腐性能。综上所有性能要求，市面上还没有涂层可以满足。
发明内容
针对现有涂层产品不能满足要求，本发明的目的在于提供一种耐高温超硬耐磨涂层用涂料；该涂料涂与镀锌层之上形成的涂层，可以使得自攻螺丝具有很好的耐酸和防腐蚀能力。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物，包括A组分和B组分，
以占A组分总重的重量百分比含量计，A组分包括：
4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮1-100％，
蜡粉0-25％，
其它助剂0-10％，
有机溶剂A补齐至100％；
以占B组分总重的重量百分比含量计，B组分包括：
异氰酸酯1-90％，
γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1-5％
有机溶剂B补齐至100％；
A组分和B组分的混合比例为1:99到99:1。具体混合比例按照B组分中异氰酸酯的NCO当量/{4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮+γ-氨丙基三乙氧基硅烷}”的胺基上活泼氢当量与羟基当量之和为1-1.5为优选。
作为本发明一个实施方案，所述4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮为固体粉末，可以用酮类或酮类和酯类混合溶剂溶解。其在A组分质量占比为1-100％，更优选是20-60％。
作为本发明一个实施方案，所述蜡粉为聚四氟乙烯蜡粉、聚四氟乙烯改性的聚乙烯蜡粉中的一种或两种的组合。其为平均粒径D50<10um的固体粉末。其在A组分质量占比为1-25％，更优选是10-20％。
作为本发明一个实施方案，所述其他助剂可以包含分散剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂、催干剂、UV助剂、流平剂中的一种或者几种的组合。其在A组分质量占比为0-10％，可以是0-2％、2-6％、5-8％、7-10％。
作为本发明一个实施方案，所述有机溶剂A选自酮类溶剂、酯类溶剂中的一种或几种的组合。优先选用酮类溶剂中的一种或几种的组合。
作为本发明的一个实施方案，所述异氰酸酯可以为单体或聚合物；所述异氰酸酯或聚合物可以是：甲苯二异氰酸酯或其聚合物，异佛尔酮二异氰酸酯或其聚合物，六亚甲基二异氰酸酯或其聚合物，二苯基甲烷二异氰酸酯或其聚合物，二环己基甲烷二异氰酸酯或其聚合物，其它异氰酸酯单体或其聚合物。优先选择六亚甲基二异氰酸酯或其聚合物，二环己基甲烷二异氰酸酯或其聚合物。因为其与γ-氨丙基三乙氧基硅烷的改性反应速率没有芳香族的异氰酸酯快，反应可控。其在B组分中质量占比为1-90％。更优选是40-60％。
作为本发明的一个实施方案，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷通过一边搅拌一边滴加的方式加到溶有异氰酸酯的B组分中。如果不通过滴加方式加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，会出现局部反应过快，温度过高，出现副反应。
本发明还提供一种耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物的制备方法，包括如下步骤：B组分中的异氰酸酯先溶于有机溶剂B中，一边搅拌一边滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷。A组分采用物理混合方式混合均匀即可。
本发明还提供一种所述的涂料组合物在制备涂层中的应用，将A组分和B组分混合后，喷涂、浸涂或刷涂于油漆或者金属基材上，形成涂层。
作为本发明的一个实施方案，喷涂、浸涂或刷涂后，通过自然干燥10-30分钟完全固化成膜；膜厚大于10μm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明开发了一种耐高温超硬耐磨涂层，其在镀锌板上具有极其优异的附着力；
2)此耐高温超硬耐磨涂层涂于镀锌板上，使得镀锌板具有极佳的防腐和耐酸能力；
3)此耐高温超硬耐磨涂层，耐温可达320℃。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明涉及一种耐高温超硬耐磨涂层及其应用。
以下实施例示出本发明可以采取的方式；其中将B组分中的异氰酸酯先溶于有机溶剂中，一边搅拌一边滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷。A组分采用物理混合方式混合均匀即可。
并且，各实施例中，按照上节方法制作即可用于性能测试。
试验板材的制备：除非另外指明，试验选用镀锌钢板和镀锌自攻螺丝钉。使用除油剂除油清洗，干燥备用。将镀锌钢板通过喷涂方式涂覆，镀锌自攻螺丝钉通过浸涂方式涂覆，涂层厚度为10-20um。通过自然干燥10-30分钟完全固化成膜，固化后，测试相关性能。附着力测试按照GB/T 9286-1998标准执行，防腐能力通过GB/T 1771-2007标准测试耐中性盐雾性能来评估。耐石击测试按照ASTM D 3170-2003涂层耐石击性能的标准试验方法来测试。
实施例1
本实施例涉及一种耐高温超硬耐磨涂层(清漆)，其组成及质量用量如下表1：
表1
Figure BDA0003606141150000031
Figure BDA0003606141150000041
备注：1购自默克化学，胺基上活泼氢和羟基合计当量为119g/mol。
2,3购自国药集团
4路博润公司的PTFE 1777
5旭化成公司的HDI,NCO含量23.5％,NCO当量178.7g/mol
6购买自中石化壳牌公司
7购自美国迈图公司，牌号为A-1100,胺基上的活泼氢当量110.5g/mol性能测试结果如下表2、表3：
表2
Figure BDA0003606141150000042
Figure BDA0003606141150000051
表3
Figure BDA0003606141150000052
实施例2
本实施例涉及一种耐高温超硬耐磨涂层(清漆)，其组成及质量用量如下表4；性能测试结果如下表5：
表4
Figure BDA0003606141150000053
Figure BDA0003606141150000061
表5
Figure BDA0003606141150000062
实施例3
本实施例涉及一种耐高温超硬耐磨涂层(清漆)，其组成及质量用量如下表6；性能测试结果如下表7：
表6
Figure BDA0003606141150000071
表7
Figure BDA0003606141150000072
Figure BDA0003606141150000081
对比例1
本对比例1基本同实施例1，不同之处在于：B组分中不含γ-氨丙基三乙氧基硅烷；性能测试结果如表8所示：
表8
Figure BDA0003606141150000082
比较可知，直接用4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮会导致形成的漆膜太脆，柔韧性欠佳，附着力不够。本发明使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为改性，既能增加柔韧性和耐磨性，还能提高对基材的附着力。
对比例2
本对比例1基本同实施例1，不同之处在于：B组分中，采用γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷替换γ-氨丙基三乙氧基硅烷；性能测试结果如表9所示：
表9
Figure BDA0003606141150000091
对比例3
本对比例1基本同实施例1，不同之处在于：B组分中，采用γ-脲丙基三乙氧基硅烷替换γ-氨丙基三乙氧基硅烷；性能测试结果如表10所示：
表10
Figure BDA0003606141150000092
Figure BDA0003606141150000101
与实施例1比较可知，对比例1、2的导致漆膜太脆，柔性线和耐磨性欠佳。分析其原因：γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷含有三个以上活泼氢；胺基和异氰酸酯的反应比羟基快很多，如果胺基上含有三个及以上的活泼氢，会导致反应过快胶化和反应不均匀，也不充分。
综上可见，本发明形成的耐高温超硬耐磨涂层，固化成膜后，涂层在镀锌板上附着力，并且具有优异的防腐和耐酸能力。其硬度很高，耐磨和耐高温性能也很优异。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。

Claims (10)

1.一种耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物，包括A组分和B组分，其特征在于，
以占A组分总重的重量百分比含量计，A组分包括：
4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮1-60％，
蜡粉1-25％，
其他助剂0-10％，
有机溶剂A补齐至100％；
以占B组分总重的重量百分比含量计，B组分包括：
异氰酸酯1-90％，
γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1-5％
有机溶剂B补齐至100％；
A组分和B组分的混合质量比例为1:99到99:1。
2.根据权利要求1所述的耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物，其特征在于，异氰酸酯的NCO当量/4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮与γ-氨丙基三乙氧基硅烷的胺基上活泼氢当量与羟基当量之和＝1-1.5。
3.根据权利要求1所述的耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物，其特征在于，所述蜡粉为聚四氟乙烯蜡粉、聚四氟乙烯改性的聚乙烯蜡粉中的一种或两种的组合。
4.根据权利要求1所述的耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物，其特征在于，所述蜡粉为平均粒径D50<10μm的固体粉末。
5.根据权利要求1所述的耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物，其特征在于，所述其他助剂包含分散剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂、催干剂、流平剂中的一种或者几种的组合。
6.根据权利要求1所述的耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物，其特征在于，所述有机溶剂A、B分别选自酮类溶剂、酯类溶剂中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物，其特征在于，所述异氰酸酯为单体或聚合物；包括：甲苯二异氰酸酯或其聚合物，异佛尔酮二异氰酸酯或其聚合物，六亚甲基二异氰酸酯或其聚合物，二苯基甲烷二异氰酸酯或其聚合物，二环己基甲烷二异氰酸酯或其聚合物，或其它异氰酸酯单体或其聚合物。
8.根据权利要求1所述的耐高温超硬耐磨涂层用涂料组合物，其特征在于，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷通过一边搅拌一边滴加的方式加到溶有异氰酸酯的B组分中。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的涂料组合物在制备涂层中的应用，其特征在于，A组分和B组分混合后，喷涂、浸涂或刷涂于油漆或者金属基材上，形成涂层。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，喷涂、浸涂或刷涂后，通过自然干燥10-30分钟完全固化成膜；膜厚大于10μm。
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