CN115322675B - 一种弹性涂料及风机叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体为一种弹性涂料及风机叶片，包括A组分和B组分，以重量份数计，所述A组分包括以下组成成分：聚氨酯丙烯酸树脂50‑60份、氟硅改性羟基丙烯酸树脂20‑30份、钛白粉20‑30份、醋酸丁酯30‑40份、纳米氧化锌5‑10份、聚四氟乙烯粉末10‑18份、流平剂1‑2份、催干剂0.05‑0.1份、乙醇10‑20份；所述B组分为多异氰酸酯固化剂，本发明所制备的弹性涂料喷涂后所形成的涂层各项性能优良，能够满足船用风机叶片的使用需求，延长其使用寿命。

Description

一种弹性涂料及风机叶片
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体为一种弹性涂料及风机叶片。
背景技术
船用风机是一种用于需处理大流量、低中压空气的离心风机，就基本原理而言，船用风机和陆用风机并无甚差别。但由于使用在舰船上，因而在性能参数、设计、结构、材料等方面都有其本身的特点。例如为减小尺寸，离心式风机多采用前向叶片叶轮；为便于船上拆装，轴流风机制成可将电机和叶轮从机壳中摇出的可开式机壳结构，离心式制成可将叶轮从机壳两侧拆出的结构等等。其它如气垫船用风机等特种风机，则更与陆用产品不同，需要专门设计。更重要的一点是海上盐雾浓度大，水汽含量高，紫外线强度高，风机叶片易被腐蚀影响风机的使用效果，造成风机使用寿命的降低，采用涂料对风机叶片进行保护是目前的常用手段，但是目前所采用的涂料保护效果难以满足使用需求。
发明内容
发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种弹性涂料及风机叶片。
所采用的技术方案如下：
一种弹性涂料，包括A组分和B组分，以重量份数计，所述A组分包括以下组成成分：
聚氨酯丙烯酸树脂50-60份、氟硅改性羟基丙烯酸树脂20-30份、钛白粉20-30份、醋酸丁酯30-40份、纳米氧化锌5-10份、聚四氟乙烯粉末10-18份、流平剂1-2份、催干剂0.05-0.1份、乙醇10-20份；
所述B组分为多异氰酸酯固化剂。
进一步地，所述A组分和B组分的质量比为6-8：1。
进一步地，所述聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法如下：
S1：将甘油、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入DMF中，搅拌均匀后升温至75-85℃反应1-3h，降温至40-45℃加入新戊二醇，搅拌反应30-50min后升温至75-85℃反应1-3h，减压蒸馏除去DMF后水洗，乙酸乙酯萃取有机相后浓缩，制得中间体A；
S2：将异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入DMF中，搅拌混合均匀后，反应液于40-50℃下滴加丙烯酸羟乙酯、对甲氧基苯酚，滴毕后搅拌反应30-50min得到中间体B；
S3：将中间体A、二月桂酸二丁基锡加入中间体B中，70-80℃反应60-80min，反应结束后加入二正丁胺，继续搅拌反应10-30min后即可。
进一步地，所述氟硅改性羟基丙烯酸树脂的制备方法如下：
将含氟甲基丙烯酸烷基酯、二甲苯、乙酸丁酯混合均匀升温至70-75℃，滴加丙烯酸单体和引发剂，滴毕后，保温反应2-4h，加入硅烷偶联剂，保温反应1-3h蒸出小分子馏分，升温至120-125℃反应2-4h，降至70-75℃三乙胺和水，继续搅拌30-50min后恢复室温即可。
进一步地，所述含氟甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸十二氟庚酯或甲基丙烯酸十三氟辛酯。
进一步地，所述丙烯酸单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯。
进一步地，所述丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、:丙烯酸羟乙酯的质量比为1.5-2.5：15-22：10-30：20-25。
进一步地，所述流平剂为流平剂BYK-333。
进一步地，所述催干剂为有机锡催干剂。
本发明还提供了一种风机叶片，包括上述弹性涂料。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种弹性涂料，其中聚氨酯丙烯酸树脂的分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，加入氟硅改性羟基丙烯酸树脂可以与聚氨酯丙烯酸树脂形成杂化体系，氟原子和硅原子的引入能够降低涂层表面能，提高涂层的疏水性，有效地降低了涂料的收缩，减少固化时的内应力，增加涂料的附着力、柔韧性、耐候性、耐盐雾性和防水性能，聚四氟乙烯粉末能增强涂膜的机械强度和附着力，使其具有高的抗划伤性，并能防止涂膜开裂或脱落，增强涂膜的厚度，阻止紫外线或含盐雾水汽的穿透，提高涂膜的耐盐雾性、抗老化和耐久性能，延长涂膜和风机叶片的使用寿命，本发明所制备的弹性涂料喷涂后所形成的涂层各项性能优良，能够满足船用风机叶片的使用需求，延长其使用寿命。
具体实施方式
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
一种弹性涂料，包括质量比为8：1的A组分和B组分，以重量份数计，所述A组分包括以下组成成分：
聚氨酯丙烯酸树脂55份、氟硅改性羟基丙烯酸树脂25份、钛白粉30份、醋酸丁酯30份、纳米氧化锌10份、聚四氟乙烯粉末16份、流平剂BYK-3331份、有机锡催干剂0.05份、乙醇18份；
所述B组分为多异氰酸酯固化剂。
其中，聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法如下：
S1：将46g甘油、333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌均匀后升温至80℃反应2h，降温至45℃加入156g新戊二醇，搅拌反应50min后升温至75-85℃反应1-3h，减压蒸馏除去DMF后水洗，乙酸乙酯萃取有机相后浓缩，制得中间体A；
S2：将333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌混合均匀后，反应液于50℃下滴加174g丙烯酸羟乙酯、1.67g对甲氧基苯酚，滴毕后搅拌反应40min得到中间体B；
S3：将中间体A、0.26g二月桂酸二丁基锡加入中间体B中，80℃反应80min，反应结束后加入10g二正丁胺，继续搅拌反应20min后即可。
氟硅改性羟基丙烯酸树脂的制备方法如下：
将100g甲基丙烯酸十三氟辛酯、300mL二甲苯、200mL乙酸丁酯混合均匀升温至75℃，滴加丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、:丙烯酸羟乙酯按质量比1.5：20：18：25组成的丙烯酸单体350g和4.5g过氧化苯甲酰，滴毕后，保温反应4h，加入32g硅烷偶联剂KH-550，保温反应3h蒸出小分子馏分，升温至125℃反应4h，降至75℃加入三乙胺和水，继续搅拌40min后恢复室温即可。
实施例2：
一种弹性涂料，包括质量比为8：1的A组分和B组分，以重量份数计，所述A组分包括以下组成成分：
聚氨酯丙烯酸树脂60份、氟硅改性羟基丙烯酸树脂30份、钛白粉30份、醋酸丁酯40份、纳米氧化锌10份、聚四氟乙烯粉末18份、流平剂BYK-3332份、有机锡催干剂0.1份、乙醇20份；
所述B组分为多异氰酸酯固化剂。
其中，聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法如下：
S1：将46g甘油、333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌均匀后升温至85℃反应3h，降温至45℃加入156g新戊二醇，搅拌反应50min后升温至75-85℃反应1-3h，减压蒸馏除去DMF后水洗，乙酸乙酯萃取有机相后浓缩，制得中间体A；
S2：将333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌混合均匀后，反应液于50℃下滴加174g丙烯酸羟乙酯、1.67g对甲氧基苯酚，滴毕后搅拌反应50min得到中间体B；
S3：将中间体A、0.26g二月桂酸二丁基锡加入中间体B中，80℃反应80min，反应结束后加入10g二正丁胺，继续搅拌反应30min后即可。
氟硅改性羟基丙烯酸树脂的制备方法如下：
将100g甲基丙烯酸十三氟辛酯、300mL二甲苯、200mL乙酸丁酯混合均匀升温至75℃，滴加丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、:丙烯酸羟乙酯按质量比2.5：22：30：25组成的丙烯酸单体350g和4.5g过氧化苯甲酰，滴毕后，保温反应4h，加入32g硅烷偶联剂KH-550，保温反应3h蒸出小分子馏分，升温至125℃反应4h，降至75℃加入三乙胺和水，继续搅拌50min后恢复室温即可。
实施例3：
一种弹性涂料，包括质量比为6：1的A组分和B组分，以重量份数计，所述A组分包括以下组成成分：
聚氨酯丙烯酸树脂50份、氟硅改性羟基丙烯酸树脂20份、钛白粉20份、醋酸丁酯30份、纳米氧化锌10份、聚四氟乙烯粉末10份、流平剂BYK-3331份、有机锡催干剂0.05份、乙醇10份；
所述B组分为多异氰酸酯固化剂。
其中，聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法如下：
S1：将46g甘油、333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌均匀后升温至75℃反应1h，降温至40℃加入156g新戊二醇，搅拌反应30min后升温至75-85℃反应1-3h，减压蒸馏除去DMF后水洗，乙酸乙酯萃取有机相后浓缩，制得中间体A；
S2：将333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌混合均匀后，反应液于40℃下滴加174g丙烯酸羟乙酯、1.67g对甲氧基苯酚，滴毕后搅拌反应30min得到中间体B；
S3：将中间体A、0.26g二月桂酸二丁基锡加入中间体B中，70℃反应60min，反应结束后加入10g二正丁胺，继续搅拌反应10min后即可。
氟硅改性羟基丙烯酸树脂的制备方法如下：
将100g甲基丙烯酸十三氟辛酯、300mL二甲苯、200mL乙酸丁酯混合均匀升温至70℃，滴加丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、:丙烯酸羟乙酯按质量比1.5：15：10：20组成的丙烯酸单体350g和4.5g过氧化苯甲酰，滴毕后，保温反应2h，加入32g硅烷偶联剂KH-550，保温反应1h蒸出小分子馏分，升温至120℃反应2h，降至70℃加入三乙胺和水，继续搅拌30min后恢复室温即可。
实施例4：
一种弹性涂料，包括质量比为8：1的A组分和B组分，以重量份数计，所述A组分包括以下组成成分：
聚氨酯丙烯酸树脂50份、氟硅改性羟基丙烯酸树脂30份、钛白粉20份、醋酸丁酯40份、纳米氧化锌10份、聚四氟乙烯粉末10份、流平剂BYK-3332份、有机锡催干剂0.05份、乙醇20份；
所述B组分为多异氰酸酯固化剂。
其中，聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法如下：
S1：将46g甘油、333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌均匀后升温至75℃反应3h，降温至40℃加入156g新戊二醇，搅拌反应50min后升温至75-85℃反应1-3h，减压蒸馏除去DMF后水洗，乙酸乙酯萃取有机相后浓缩，制得中间体A；
S2：将333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌混合均匀后，反应液于40℃下滴加174g丙烯酸羟乙酯、1.67g对甲氧基苯酚，滴毕后搅拌反应50min得到中间体B；
S3：将中间体A、0.26g二月桂酸二丁基锡加入中间体B中，70℃反应80min，反应结束后加入10g二正丁胺，继续搅拌反应10min后即可。
氟硅改性羟基丙烯酸树脂的制备方法如下：
将100g甲基丙烯酸十三氟辛酯、300mL二甲苯、200mL乙酸丁酯混合均匀升温至75℃，滴加丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、:丙烯酸羟乙酯按质量比1.5：22：10：25组成的丙烯酸单体350g和4.5g过氧化苯甲酰，滴毕后，保温反应2h，加入32g硅烷偶联剂KH-550，保温反应3h蒸出小分子馏分，升温至120℃反应4h，降至70℃加入三乙胺和水，继续搅拌50min后恢复室温即可。
实施例5：
一种弹性涂料，包括质量比为6：1的A组分和B组分，以重量份数计，所述A组分包括以下组成成分：
聚氨酯丙烯酸树脂60份、氟硅改性羟基丙烯酸树脂20份、钛白粉30份、醋酸丁酯30份、纳米氧化锌10份、聚四氟乙烯粉末18份、流平剂BYK-3331份、有机锡催干剂0.1份、乙醇10份；
所述B组分为多异氰酸酯固化剂。
其中，聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法如下：
S1：将46g甘油、333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌均匀后升温至85℃反应1h，降温至45℃加入156g新戊二醇，搅拌反应30min后升温至75-85℃反应1-3h，减压蒸馏除去DMF后水洗，乙酸乙酯萃取有机相后浓缩，制得中间体A；
S2：将333.48g异佛尔酮二异氰酸酯、2.6g二月桂酸二丁基锡加入450mLDMF中，搅拌混合均匀后，反应液于50℃下滴加174g丙烯酸羟乙酯、1.67g对甲氧基苯酚，滴毕后搅拌反应30min得到中间体B；
S3：将中间体A、0.26g二月桂酸二丁基锡加入中间体B中，80℃反应60min，反应结束后加入10g二正丁胺，继续搅拌反应30min后即可。
氟硅改性羟基丙烯酸树脂的制备方法如下：
将100g甲基丙烯酸十三氟辛酯、300mL二甲苯、200mL乙酸丁酯混合均匀升温至70℃，滴加丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、:丙烯酸羟乙酯按质量比2.5：15：30：20组成的丙烯酸单体350g和4.5g过氧化苯甲酰，滴毕后，保温反应4h，加入32g硅烷偶联剂KH-550，保温反应2h蒸出小分子馏分，升温至120℃反应4h，降至70℃加入三乙胺和水，继续搅拌50min后恢复室温即可。
对比例1：
与实施例1基本相同，区别在于，不加入聚氨酯丙烯酸树脂。
对比例2：
与实施例1基本相同，区别在于，不加入氟硅改性羟基丙烯酸树脂。
对比例3：
与实施例1基本相同，区别在于，用市售丙烯酸树脂代替所制备的聚氨酯丙烯酸树脂。
对比例4：
与实施例1基本相同，区别在于，不加入聚四氟乙烯粉末。
性能测试：
将本发明实施例1-5及对比例1-4所制备的弹性涂料作为试样，将A组分与B组分按比例混合，搅拌均匀后喷涂到马口铁基材上，喷涂前用400目砂纸对马口铁基材进行打磨处理，然后用丙酮擦拭干净，喷涂后的样板在符合GB/T9278-2008的环境中养护7d。
柔韧性检测采用GB/T1731-1993；耐冲击性能检测采用GB/T1732-1993；铅笔硬度检测采用GB/T6739-2006；耐磨性能检测采用GB/T1768-2006；抗张强度检测采用GB/T528-2009；耐盐雾性能测试采用GB/T1740-2007；耐候性能采用按GB/T23987-2009。
结果如下表1所示：
表1：
Figure BDA0003814342040000091
由上表1可知，本发明所制备的弹性涂料喷涂后所形成的涂层各项性能优良，能够满足船用风机叶片的使用需求，延长其使用寿命。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种弹性涂料，其特征在于，包括A组分和B组分，以重量份数计，所述A组分包括以下组成成分：
聚氨酯丙烯酸树脂50-60份、氟硅改性羟基丙烯酸树脂20-30份、钛白粉20-30份、醋酸丁酯30-40份、纳米氧化锌5-10份、聚四氟乙烯粉末10-18份、流平剂1-2份、催干剂0.05-0.1份、乙醇10-20份；
所述B组分为多异氰酸酯固化剂。
2.如权利要求1所述的弹性涂料，其特征在于，所述A组分和B组分的质量比为6-8：1。
3.如权利要求1所述的弹性涂料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法如下：
S1：将甘油、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入DMF中，搅拌均匀后升温至75-85℃反应1-3h，降温至40-45℃加入新戊二醇，搅拌反应30-50min后升温至75-85℃反应1-3h，减压蒸馏除去DMF后水洗，乙酸乙酯萃取有机相后浓缩，制得中间体A；
S2：将异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入DMF中，搅拌混合均匀后，反应液于40-50℃下滴加丙烯酸羟乙酯、对甲氧基苯酚，滴毕后搅拌反应30-50min得到中间体B；
S3：将中间体A、二月桂酸二丁基锡加入中间体B中，70-80℃反应60-80min，反应结束后加入二正丁胺，继续搅拌反应10-30min后即可。
4.如权利要求1所述的弹性涂料，其特征在于，所述氟硅改性羟基丙烯酸树脂的制备方法如下：
将含氟甲基丙烯酸烷基酯、二甲苯、乙酸丁酯混合均匀升温至70-75℃，滴加丙烯酸单体和引发剂，滴毕后，保温反应2-4h，加入硅烷偶联剂，保温反应1-3h蒸出小分子馏分，升温至120-125℃反应2-4h，降至70-75℃三乙胺和水，继续搅拌30-50min后恢复室温即可。
5.如权利要求4所述的弹性涂料，其特征在于，所述含氟甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸十二氟庚酯或甲基丙烯酸十三氟辛酯。
6.如权利要求4所述的弹性涂料，其特征在于，所述丙烯酸单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯。
7.如权利要求6所述的弹性涂料，其特征在于，所述丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、:丙烯酸羟乙酯的质量比为1.5-2.5：15-22：10-30：20-25。
8.如权利要求1所述的弹性涂料，其特征在于，所述流平剂为流平剂BYK-333。
9.如权利要求1所述的弹性涂料，其特征在于，所述催干剂为有机锡催干剂。
10.一种风机叶片，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的弹性涂料。
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