專利名稱：超高硬度有機防護涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及涂料領域，具體為一種超高硬度有機防護涂料及其制備方法。
背景技術：
有機涂層在使用過程中經常遇到不耐磨、不耐擦傷的問題，如何解決這個問題，很多研究者提出了很多方法，如進行樹脂改性、加入硬性填料等。進行樹脂改性在提高硬度方面幅度不太大，使用石英、剛玉等硬質粉體可明顯提高涂層的耐磨性和硬度，但在提高硬度的同時，涂層的柔韌性也顯著下降，涂層的脆性增大，當受外力使用下，非常容易破壞。
發明內容
本發明提供了一種超高硬度有機防護涂料及其制備方法，解決有機涂層在使用過程中經常遇到不耐磨、不耐擦傷的問題。所獲得的超高硬度有機防護涂層硬度高，同時柔韌性又非常好。本發明的技術方案是一種超高硬度有機防護涂料，所述的超高硬度有機防護涂料由以下兩組分構成；按重量份數計，組分一包括以下組分和含量環氧樹脂 2 40份；防銹顏料 5 35份；著色顏料 3 50份；增強材料 5 50份；助劑0.1 5份；溶劑0.5 45份；按重量份數計，組分二包括以下組分和含量溶劑 0 70份；固化劑 30 100份；組分一與組分二的重量配比為(100 1) (100 100)；所述的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、羥甲基雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅改性雙酚A型環氧樹脂、有機鈦改性雙酚A型環氧樹脂、尼龍改性環氧樹脂、氟化環氧樹脂、線型苯酚甲醛環氧樹脂、鄰甲酚甲醛環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、 縮水甘油胺型環氧樹脂之一或復配。所述的固化劑為聚酰胺、改性多胺或酚醛改性胺。目前，市售的聚酰胺固化劑，如 YD-115、YD-127、YD-128、V-115、V-125 或 V-140 等。酚醛改性胺，如JA-1、701、702、703、 703-A 或 T31 等。改性多元胺固化劑，如TY-200、TY-203、TY-300、TY-3051、TY-650、TY-651、 TY-600、TG-Ol 1、AH-I、AH-2 或 AH-3 等。所述的防銹顏料是金屬顏料或其混合物，如鋁粉、鎳粉、銅粉、不銹鋼粉等之一種或復配，粒度為180目 1500目。所述的增強材料是玻璃纖維，直徑0. 1 20微米，長度20 400微米，180 800目。所述的著色顏料是鈦白粉、氧化鋅、鋅鋇白、銻白、炭黑、氧化鐵黃、氧化鐵紅、鐵藍、群青、大紅粉、甲苯胺紅、酞菁蘭、酞菁綠等之一種或復配。所述的助劑是涂料常用的分散劑、消泡劑、流平劑和防沉劑。分散劑，如BYK公司 ^ Anti-Terra-P>Anti-Terra-203>Anti-Terra-204>Anti-Terra-205>Anti-Terra-206 或 Disperbyk-163 ；荷蘭EFKA公司的EFKA-44或EFKA-47 ；臺灣德謙公司的904或904S。消泡劑，如Henkel 公司的 Perenol EUPerenol F40、Perenol S4、Perenol S400 或 Perenol S43 ；臺灣德謙公司的5500或6500 ；Tego公司的Tego Airex930或Tego Flow300 ；流平劑， 如 BYK 公司的 BYK-302、BYK-301、BYK-302、BYK-306、BYK-307、BYK-330、BYK-333、BYK-335、 BYK-341、BYK-344 或 BYK-345 ；Tego 公司的 Tego Flow300、Tego Flow ZFS460 或 Tego GlidelOO。防沉劑可以用氫化蓖麻油衍生物類，如Henkel公司的Rilanit Special Micro 或Rilanit HT Extra ；防沉劑也可以用有機改性膨潤土類，如美國NL公司的ΒΕΝΤ0ΝΕ 27 或ΒΕΝΤ0ΝΕ 34。所述的超高硬度有機防護涂料的制備方法，按下列順序和步驟進行1)組分一的制備方法把溶劑、環氧樹脂加入反應釜中，100_500rpm攪拌10_20 分鐘；再加入助劑，100-500rpm攪拌5_10分鐘，最后加入防銹顏料、著色顏料、增強材料， 500-1500rpm攪拌20-40分鐘，出料，過濾，包裝；2)組分二的制備方法把溶劑、固化劑加入反應釜中，200-500rpm攪拌10-20分
鐘，出料，過濾，包裝。所述的超高硬度有機防護涂料的制備方法，組分一加入組分二時，攪拌均勻，施工于基材上，在10°c 120°C固化10分鐘 15天(25°C時一般為5 7天)，形成超高硬度有機防護涂料涂層。本發明中，溶劑是制備環氧涂料中常用的溶劑，如甲苯、二甲苯、正丁醇或環己酮等之一或復配。本發明的優點如下1、本發明超高硬度有機防護涂料由環氧樹脂、防銹顏料、增強材料、常溫固化劑等組成，該超高硬度有機防護涂料形成的防護涂層，具有特別高的硬度，韌性好。2、本發明超高硬度有機防護涂料形成的防護涂層，具有較好的耐蝕性和抗滲透性。3、本發明超高硬度有機防護涂料低成本。
具體實施例方式本發明超高硬度有機防護涂料的評價方法如下(1)樣品制備方法使用馬口鐵作為基材，每塊樣板尺寸為100mmX50mmX0. 3mm, 進行600#砂紙打磨，用乙醇擦干凈表面，使用線棒涂布器涂上比較例和實施例制備的涂料。各種涂層的干膜厚度在30士5 μ m，常溫(25士2°C )干燥7天后測試性能。(2)硬度測試方法參照國家標準“GB/T6739-2006色漆和清漆鉛筆法測定漆膜硬
(3)耐蝕性測試使用Q235鋼作為基材，每塊樣板尺寸為150mm X 75mm X 3mm, 噴砂處理，噴涂比較例和實施例制備的涂料。各種涂層的干膜厚度在150士5 μ m，常溫 (25士2°C)干燥7天后進行中性鹽霧試驗，根據中性鹽霧試驗結果評價耐蝕性。涂層試樣的中性鹽霧試驗采用日本須賀試驗機株式會社的ST-IS0-3鹽霧試驗機。NaCl溶液濃度為 3. 5wt%，試驗溫度為40士2°C，連續噴霧1000小時，中性鹽霧試驗執行標準GB1771-79，按照GB1740-79評定涂層耐鹽霧性等級。比較例1組分一的制備方法把二甲苯22kg、E51環氧樹脂26kg加入到反應釜中， 300rpm(轉/分)攪拌15分鐘；再加入EFKA-47分散劑0. 2kg、Tego Airex930消泡劑 0. 5kg、BYK-333流平劑0. 3kg、BENT0NE 27防沉劑lkg，400rpm攪拌10分鐘，最后加入鈦白粉50kg (粒度為325目)，IOOOrpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的制備方法把溶劑二甲苯35kg、正丁醇35kg、YD-115聚酰胺固化劑30kg 加入反應釜中，400rpm攪拌10分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 85，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴涂干燥。比較例2組分一的制備方法把二甲苯15kg、E51環氧樹脂37kg加入到反應釜中，300rpm 攪拌 15 分鐘；再加入 Anti-Terra-205 分散劑 1kg、Perenol S400 消泡劑 0. 8kg、BYK-307 流平劑0.7kg、Rilanit HT Extra防沉劑0. 5kg，400rpm攪拌10分鐘，最后加入鈦白粉 45kg(粒度為325目)，1000rpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的制備方法把溶劑甲苯30kg、環己酮20kg、T31酚醛改性胺固化劑50kg 加入反應釜中，300rpm攪拌15分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 55，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴涂干燥。比較例3組分一的制備方法把二甲苯42kg、E51環氧樹脂12kg加入到反應釜中，300rpm 攪拌 15 分鐘；再加入 Anti-Terra-203 分散劑 lkg、Tego Airex930 消泡劑 lkg、BYK_333 流平劑lkg、BENT0NE 34防沉劑lkg，400rpm攪拌10分鐘，最后加入鈦白粉42kg (粒度為325 目)，IOOOrpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的制備方法把溶劑甲苯7kg、環己酮3kg、TY_300聚酰胺固化劑90kg加入反應釜中，450rpm攪拌20分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 18，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴涂干燥。實施例1組分一的制備方法把二甲苯22kg、E51環氧樹脂26kg加入到反應釜中，300rpm 攪拌15分鐘；再加入EFKA-47分散劑0. 2kg、Tego Airex930消泡劑0. 5kg、BYK-333流平劑0. 3kg、BENTONE 27防沉劑lkg,400rpm攪拌10分鐘，最后加入6kg鎳粉(粒度為240 目)、38kg 240目玻璃纖維(本實施例中，玻璃纖維的直徑10微米，長度61微米)、鈦白粉6kg(粒度為325目)，1000rpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的制備方法把溶劑二甲苯35kg、正丁醇35kg、YD-115聚酰胺固化劑30kg 加入反應釜中，400rpm攪拌10分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 85，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴涂干燥。實施例2組分一的制備方法把二甲苯15kg、E51環氧樹脂37kg加入到反應釜中，300rpm 攪拌 15 分鐘；再加入 Anti-Terra-205 分散劑 1kg、Perenol S400 消泡劑 0. 8kg、BYK-307 流平劑0. 7kg、Rilanit HT Extra防沉劑0. 5kg,400rpm攪拌10分鐘，最后加入20kg鋁粉 (粒度為500目)、23kg 325目玻璃纖維(本實施例中，玻璃纖維的直徑7微米，長度45微米)、鈦白粉2kg (粒度為325目)，IOOOrpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的制備方法把溶劑甲苯30kg、環己酮20kg、T31酚醛改性胺固化劑50kg 加入反應釜中，300rpm攪拌15分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 55，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴涂干燥。實施例3組分一的制備方法把二甲苯42kg、E51環氧樹脂12kg加入到反應釜中，300rpm 攪拌 15 分鐘；再加入 Anti-Terra-203 分散劑 lkg、Tego Airex930 消泡劑 lkg、BYK_333 流平劑1kg、ΒΕΝΤ0ΝΕ 34防沉劑lkg，400rpm攪拌10分鐘，最后加入25kg不銹鋼粉(粒度為 1000目)、15kg的500目玻璃纖維(本實施例中，玻璃纖維的直徑13微米，長度25微米)、 鈦白粉2kg(粒度為325目)，IOOOrpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的制備方法把溶劑甲苯7kg、環己酮3kg、TY_300聚酰胺固化劑90kg加入反應釜中，450rpm攪拌20分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 18，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴涂干燥。表1性能測試結果
權利要求
1.一種超高硬度有機防護涂料，其特征在于，所述的超高硬度有機防護涂料由以下兩組分構成；按重量份數計，組分一包括以下組分和含量 環氧樹脂 2 40份； 防銹顏料 5 35份； 著色顏料 3 50份； 增強材料 5 50份； 助劑0. 1 5份；溶劑0. 5 45份；按重量份數計，組分二包括以下組分和含量 溶劑0 70份；固化劑 30 100份；組分一與組分二的重量配比為100 1 100 100。
2.根據權利要求1所述的超高硬度有機防護涂料，其特征在于環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、羥甲基雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅改性雙酚A型環氧樹脂、有機鈦改性雙酚A型環氧樹脂、尼龍改性環氧樹脂、氟化環氧樹脂、線型苯酚甲醛環氧樹脂、鄰甲酚甲醛環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂之一或復配。
3.根據權利要求1所述的超高硬度有機防護涂料，其特征在于防銹顏料是金屬顏料或其混合物。
4.根據權利要求1所述的超高硬度有機防護涂料，其特征在于防銹顏料為鋁粉、鎳粉、銅粉、不銹鋼粉之一種或復配，粒度為180目 1500目。
5.根據權利要求1所述的超高硬度有機防護涂料，其特征在于著色顏料是鈦白粉、氧化鋅、鋅鋇白、銻白、炭黑、氧化鐵黃、氧化鐵紅、鐵藍、群青、大紅粉、甲苯胺紅、酞菁蘭、酞菁綠之一種或復配。
6.根據權利要求1所述的超高硬度有機防護涂料，其特征在于增強材料是玻璃纖維， 直徑0. 1 20微米，長度20 400微米。
7.根據權利要求1所述的超高硬度有機防護涂料的制備方法，其特征在于，按下列順序和步驟進行1)組分一的制備方法把溶劑、環氧樹脂加入反應釜中，100-500rpm攪拌10-20分鐘；再加入助劑，100-500rpm攪拌5-10分鐘，最后加入防銹顏料、著色顏料、增強材料， 500-1500rpm攪拌20-40分鐘，出料，過濾，包裝；2)組分二的制備方法把溶劑、固化劑加入反應釜中，200-500rpm攪拌10-20分鐘，出料，過濾，包裝。
8.根據權利要求7所述的超高硬度有機防護涂料的制備方法，其特征在于所述組分一加入組分二時，攪拌均勻，施工于基材上，在10°C 120°C固化10分鐘 15天，形成超高硬度有機防護層。
全文摘要
本發明涉及涂料領域，具體為一種超高硬度有機防護涂料及其制備方法，解決有機涂層在使用過程中經常遇到不耐磨、不耐擦傷的問題。所述的超高硬度有機防護涂料由以下兩組分構成按重量份數計，組分一包括環氧樹脂、防銹顏料、著色顏料、增強材料、助劑、溶劑，組分二包括溶劑、固化劑，組分一與組分二的重量配比為(100∶1)～(100∶100)；所述組分一加入組分二時，攪拌均勻，施工于基材上，在10℃～120℃固化10分鐘～15天，形成超高硬度有機防護層。該超高硬度有機防護涂層具有特別高的硬度，并且具有良好的韌性和耐蝕性。
文檔編號C09D163/02GK102443339SQ20101050526
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者劉福春, 柯偉, 郝永勝, 韓恩厚 申請人:中國科學院金屬研究所