CN115537077A - 一种高附着力的高疏水性涂料及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高附着力的高疏水性涂料及其生产工艺，涉及涂料技术领域，包括以下重量份数的原料：硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）65~80份，聚苯乙烯75~89份，改性蒙脱土17~26份，木质素磺酸钠10~18份，Al2O3溶胶18~35份，SiO2溶胶5~11份，葡甘聚糖3~8份，炭黑2~7份，羟基磷灰石5~14份。通过上述方式，本发明原料安全，保证了对环境以及生产人员的友好性。本发明冲击强度较高，可较好的用于金属表面防护。本发明涂层外观平整光滑，增加了图层的美观度。

Description

一种高附着力的高疏水性涂料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体为一种高附着力的高疏水性涂料及其生产工艺。
背景技术
疏水性涂料广泛应用于金属防腐等领域。疏水性涂料的制备，一般在原料中使用含氟化合物或者有机硅烷来赋予材料所需的低表面能。由于含氟化合物或者有机硅烷具有一定的刺激性甚至毒性，其制备工艺环境要求苛刻，且对身体以及环境的损害均较大。
随着对环境友好型疏水性涂料的研究进展，可生物降解性、无毒的疏水性涂料逐渐被研发出来，例如将纤维素、聚苯乙烯等应用于疏水材料中，可解决上述原料刺激性甚至毒性的问题。但是，由于其附着力较低，容易从金属上脱落，导致降低了金属的防腐能力。
因此提出一种高附着力的高疏水性涂料及其生产工艺以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高附着力的高疏水性涂料及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高附着力的高疏水性涂料，包括以下重量份数的原料：硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）65~80份，聚苯乙烯75~89份，改性蒙脱土17~26份，木质素磺酸钠10~18份，Al2O3溶胶18~35份，SiO2溶胶5~11份，葡甘聚糖3~8份，炭黑2~7份，羟基磷灰石5~14份。
更进一步的，改性蒙脱土的制备方法包括：将蒙脱土与碳酸钠混合，煅烧活化后研磨，之后再升温煅烧活化，然后研磨，即得到改性蒙脱土。
更进一步的，改性蒙脱土的制备方法具体包括：将10~15份蒙脱土与7~11份碳酸钠混合，置于300~450℃下煅烧活化1~4h，然后研磨过筛100~200目，之后再置于400~500℃下煅烧活化1~2h，然后研磨过筛200~300目。
更进一步的，还包括：用去离子水洗涤改性蒙脱土，洗涤至洗涤液的pH为6～8时，将改性蒙脱土烘干。
一种高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）将聚苯乙烯用溶液溶解后，加入硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）、炭黑、木质素磺酸钠和SiO2溶胶，搅拌反应；
（2）将羟基磷灰石粉、改性蒙脱土、Al2O3溶胶和葡甘聚糖混合搅拌反应；
（3）将步骤（2）所得物置于-5~0℃下静置10~22h，之后再置于150~180℃下保温35~46min；然后研磨过筛100~200目；
（4）将步骤（2）所得物与步骤（1）所得物混合搅拌反应，然后降温搅拌反应，即得高疏水性涂料。
更进一步的，步骤（1）中，置于110~125℃下搅拌反应25~40min。
更进一步的，步骤（2）中，置于85~98℃下搅拌反应1~3h。
更进一步的，步骤（4）中，先置于110~132℃下搅拌反应15~22min，然后降温至80~96℃下搅拌反应5~8min。
有益效果
本发明通过改性蒙脱土、木质素磺酸钠、Al2O3溶胶、SiO2溶胶、葡甘聚糖、炭黑和羟基磷灰石对硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）与聚苯乙烯进行改性，得到一种附着力更高的疏水性涂料，附着力等级可达到0级。
本发明原料安全，保证了对环境以及生产人员的友好性。本发明冲击强度较高，冲击强度可达55kg.cm，可较好的用于金属表面防护。本发明涂层外观平整光滑，增加了图层的美观度。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）制备改性蒙脱土：将10kg蒙脱土与7kg碳酸钠混合，置于300℃下煅烧活化1h，然后研磨过筛100目，之后再置于400℃下煅烧活化1h，然后研磨过筛200目；最后用去离子水洗涤改性蒙脱土，洗涤至洗涤液的pH为6~8时，将改性蒙脱土烘干，即得到改性蒙脱土；
（2）称取以下重量的原料：硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）65kg，聚苯乙烯75kg，改性蒙脱土17kg，木质素磺酸钠10kg，Al2O3溶胶18kg，SiO2溶胶5kg，葡甘聚糖3kg，炭黑2kg，羟基磷灰石5kg。
（3）将聚苯乙烯用溶液溶解后，加入硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）、炭黑、木质素磺酸钠和SiO2溶胶，置于110℃下搅拌反应25min；
（4）将羟基磷灰石粉、改性蒙脱土、Al2O3溶胶和葡甘聚糖混合，置于85℃下搅拌反应1h；
（5）将步骤（2）所得物置于-5℃下静置10h，之后再置于150℃下保温35min；然后研磨过筛100目；
（6）将步骤（2）所得物与步骤（1）所得物混合，先置于110℃下搅拌反应15min，然后降温至80℃下搅拌反应5min，即得高疏水性涂料。
实施例2
本实施例的高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）制备改性蒙脱土：将15kg蒙脱土与11kg碳酸钠混合，置于450℃下煅烧活化4h，然后研磨过筛200目，之后再置于500℃下煅烧活化2h，然后研磨过筛300目；最后用去离子水洗涤改性蒙脱土，洗涤至洗涤液的pH为6~8时，将改性蒙脱土烘干，即得到改性蒙脱土；
（2）称取以下重量的原料：硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）80kg，聚苯乙烯89kg，改性蒙脱土26kg，木质素磺酸钠18kg，Al2O3溶胶35kg，SiO2溶胶11kg，葡甘聚糖8kg，炭黑7kg，羟基磷灰石14kg。
（3）将聚苯乙烯用溶液溶解后，加入硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）、炭黑、木质素磺酸钠和SiO2溶胶，置于125℃下搅拌反应40min；
（4）将羟基磷灰石粉、改性蒙脱土、Al2O3溶胶和葡甘聚糖混合，置于98℃下搅拌反应3h；
（5）将步骤（2）所得物置于0℃下静置22h，之后再置于180℃下保温46min；然后研磨过筛200目；
（6）将步骤（2）所得物与步骤（1）所得物混合，先置于132℃下搅拌反应22min，然后降温至96℃下搅拌反应8min，即得高疏水性涂料。
实施例3
本实施例的高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）制备改性蒙脱土：将11.2kg蒙脱土与8.5kg碳酸钠混合，置于325℃下煅烧活化1.6h，然后研磨过筛150目，之后再置于430℃下煅烧活化1.3h，然后研磨过筛220目；最后用去离子水洗涤改性蒙脱土，洗涤至洗涤液的pH为6~8时，将改性蒙脱土烘干，即得到改性蒙脱土；
（2）称取以下重量的原料：硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）68kg，聚苯乙烯76.8kg，改性蒙脱土19.6kg，木质素磺酸钠15.4kg，Al2O3溶胶22.5kg，SiO2溶胶9kg，葡甘聚糖6.3kg，炭黑5.5kg，羟基磷灰石10kg。
（3）将聚苯乙烯用溶液溶解后，加入硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）、炭黑、木质素磺酸钠和SiO2溶胶，置于120℃下搅拌反应30min；
（4）将羟基磷灰石粉、改性蒙脱土、Al2O3溶胶和葡甘聚糖混合，置于90℃下搅拌反应2.3h；
（5）将步骤（2）所得物置于-2℃下静置12h，之后再置于165℃下保温38min；然后研磨过筛160目；
（6）将步骤（2）所得物与步骤（1）所得物混合，先置于118℃下搅拌反应20min，然后降温至88℃下搅拌反应6min，即得高疏水性涂料。
实施例4
本实施例的高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）制备改性蒙脱土：将13kg蒙脱土与10.2kg碳酸钠混合，置于410℃下煅烧活化1.9h，然后研磨过筛200目，之后再置于400℃下煅烧活化2h，然后研磨过筛200目；最后用去离子水洗涤改性蒙脱土，洗涤至洗涤液的pH为6~8时，将改性蒙脱土烘干，即得到改性蒙脱土；
（2）称取以下重量的原料：硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）65kg，聚苯乙烯89kg，改性蒙脱土17kg，木质素磺酸钠18kg，Al2O3溶胶18kg，SiO2溶胶11kg，葡甘聚糖3kg，炭黑7kg，羟基磷灰石5kg。
（3）将聚苯乙烯用溶液溶解后，加入硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）、炭黑、木质素磺酸钠和SiO2溶胶，置于125℃下搅拌反应25min；
（4）将羟基磷灰石粉、改性蒙脱土、Al2O3溶胶和葡甘聚糖混合，置于85℃下搅拌反应3h；
（5）将步骤（2）所得物置于-5℃下静置22h，之后再置于150℃下保温46min；然后研磨过筛100目；
（6）将步骤（2）所得物与步骤（1）所得物混合，先置于132℃下搅拌反应15min，然后降温至96℃下搅拌反应8min，即得高疏水性涂料。
实施例5
本实施例的高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）制备改性蒙脱土：将12.5kg蒙脱土与8.4kg碳酸钠混合，置于380℃下煅烧活化3h，然后研磨过筛100目，之后再置于460℃下煅烧活化1.2h，然后研磨过筛250目；最后用去离子水洗涤改性蒙脱土，洗涤至洗涤液的pH为6~8时，将改性蒙脱土烘干，即得到改性蒙脱土；
（2）称取以下重量的原料：硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）74kg，聚苯乙烯82.4kg，改性蒙脱土22.8kg，木质素磺酸钠16.8kg，Al2O3溶胶31kg，SiO2溶胶6kg，葡甘聚糖4.3kg，炭黑6.6kg，羟基磷灰石11.5kg。
（3）将聚苯乙烯用溶液溶解后，加入硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）、炭黑、木质素磺酸钠和SiO2溶胶，置于110℃下搅拌反应40min；
（4）将羟基磷灰石粉、改性蒙脱土、Al2O3溶胶和葡甘聚糖混合，置于98℃下搅拌反应1h；
（5）将步骤（2）所得物置于0℃下静置10h，之后再置于180℃下保温35min；然后研磨过筛200目；
（6）将步骤（2）所得物与步骤（1）所得物混合，先置于110℃下搅拌反应22min，然后降温至80℃下搅拌反应8min，即得高疏水性涂料。
实施例6
本实施例的高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）制备改性蒙脱土：将14.1kg蒙脱土与7.7kg碳酸钠混合，置于310℃下煅烧活化1h，然后研磨过筛200目，之后再置于420℃下煅烧活化2h，然后研磨过筛200目；最后用去离子水洗涤改性蒙脱土，洗涤至洗涤液的pH为6～8时，将改性蒙脱土烘干，即得到改性蒙脱土；
（2）称取以下重量的原料：硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）75.5kg，聚苯乙烯79.8kg，改性蒙脱土20.1kg，木质素磺酸钠14.2kg，Al2O3溶胶19.5kg，SiO2溶胶8.3kg，葡甘聚糖4.6kg，炭黑3.3kg，羟基磷灰石11.5kg。
（3）将聚苯乙烯用溶液溶解后，加入硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）、炭黑、木质素磺酸钠和SiO2溶胶，置于115℃下搅拌反应32min；
（4）将羟基磷灰石粉、改性蒙脱土、Al2O3溶胶和葡甘聚糖混合，置于88℃下搅拌反应1.5h；
（5）将步骤（2）所得物置于-3℃下静置15h，之后再置于165℃下保温40min；然后研磨过筛150目；
（6）将步骤（2）所得物与步骤（1）所得物混合，先置于112℃下搅拌反应21min，然后降温至88℃下搅拌反应6min，即得高疏水性涂料。
实验例
将所得实施例1~6的涂料分别一次性施涂于干燥的试板上形成连续涂膜。
采用GB/T 31586.2-2015标准评价实施例1~6涂膜的附着力等级。
采用GB/T 1732-2020标准评价实施例1~6涂膜的冲击强度。
结果见表1所示。
表 1 实验结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
附着力等级 0级 1级 0级 0级 1级 0级
涂层外观 平整光滑 平整光滑 平整光滑 平整光滑 平整光滑 平整光滑
冲击强度 45kg.cm 38kg.cm 55kg.cm 47kg.cm 51kg.cm 42kg.cm
30d静态接触角 154.68 145.59 162.43 132.54 158.95 142.21
本发明通过改性蒙脱土、木质素磺酸钠、Al2O3溶胶、SiO2溶胶、葡甘聚糖、炭黑和羟基磷灰石对硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）与聚苯乙烯进行改性，在保证高疏水性的同时，得到一种附着力更高的疏水性涂料，附着力等级可达到0级。
本发明原料安全，保证了对环境以及生产人员的友好性。本发明冲击强度较高，冲击强度可达55kg.cm，可较好的用于金属表面防护。本发明涂层外观平整光滑，增加了图层的美观度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种高附着力的高疏水性涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）65~80份，聚苯乙烯75~89份，改性蒙脱土17~26份，木质素磺酸钠10~18份，Al2O3溶胶18~35份，SiO2溶胶5~11份，葡甘聚糖3~8份，炭黑2~7份，羟基磷灰石5~14份。
2.根据权利要求1所述一种高附着力的高疏水性涂料，其特征在于，改性蒙脱土的制备方法包括：将蒙脱土与碳酸钠混合，煅烧活化后研磨，之后再升温煅烧活化，然后研磨，即得到改性蒙脱土。
3.根据权利要求2所述一种高附着力的高疏水性涂料，其特征在于，改性蒙脱土的制备方法具体包括：将10~15份蒙脱土与7~11份碳酸钠混合，置于300~450℃下煅烧活化1~4h，然后研磨过筛100~200目，之后再置于400~500℃下煅烧活化1~2h，然后研磨过筛200~300目。
4.根据权利要求3所述一种高附着力的高疏水性涂料，其特征在于，还包括：用去离子水洗涤改性蒙脱土，洗涤至洗涤液的pH为6～8时，将改性蒙脱土烘干。
5.一种如权利要求1~4任一所述的高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将聚苯乙烯用溶液溶解后，加入硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）、炭黑、木质素磺酸钠和SiO2溶胶，搅拌反应；
（2）将羟基磷灰石粉、改性蒙脱土、Al2O3溶胶和葡甘聚糖混合搅拌反应；
（3）将步骤（2）所得物置于-5~0℃下静置10~22h，之后再置于150~180℃下保温35~46min；然后研磨过筛100~200目；
（4）将步骤（2）所得物与步骤（1）所得物混合搅拌反应，然后降温搅拌反应，即得高疏水性涂料。
6.根据权利要求5所述一种高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，其特征在于，步骤（1）中，置于110~125℃下搅拌反应25~40min。
7.根据权利要求5所述一种高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，其特征在于，步骤（2）中，置于85~98℃下搅拌反应1~3h。
8.根据权利要求5所述一种高附着力的高疏水性涂料的生产工艺，其特征在于，步骤（4）中，先置于110~132℃下搅拌反应15~22min，然后降温至80~96℃下搅拌反应5~8min。
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