CN1039591C - 常温固化耐磨重防腐涂料 - Google Patents

常温固化耐磨重防腐涂料 Download PDF

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Abstract

常温固化耐磨重防腐涂料。由粘结剂、耐磨填料、防腐剂及有机溶剂组成。粘结剂选用聚氨酯，耐磨填料和防腐剂由聚四氟乙烯、三聚氰胺-三聚氰酸酯络合物(MCA)及金属氧化物组成。本发明施工方便，常温固化，单组分，粘结强度高，具有耐磨、重防腐等综合性能，适合在-30℃～200℃下使用。

Description

常温固化耐磨重防腐涂料
本发明叙述了一种常温固化耐磨重防腐涂料，具体地讲，本发明叙述了一种常温固化适合在-30℃至200℃下使用，聚氨酯～聚四氟乙烯型涂料。
目前，一般情况下，机械设备、零部件表面的涂层大都缺乏优良的综合性能。常用的涂料均难以同时具备：施工方便、常温固化、与底材的粘结强度高，耐磨寿命长，优异的防腐、耐油等综合性能。中国上海开林造漆厂生产的长城牌聚氨酯漆，系二罐装，用前须按指定比例调配后方能使用。美国Mobay公司生产的湿固化聚氨酯仅能作为底漆和中间层涂料，需复盖面漆方能满足特殊工况之要求(Modern Paint &Coating，1987，(3)，30～33)。
本发明的目的在于克服现有的技术不足，而提供一种可在常温固化，具有耐磨、重防腐等综合性能的优良涂料，可在-30℃～200C℃下使用的涂层。
本发明的目的通过以下措施来实现：
本发明的常温固化耐磨重防腐涂料由粘结剂、耐磨填料、防腐剂以及混合有机溶剂组成。粘结剂选用聚氨酯。耐磨填料及防腐剂选用聚四氟乙烯、三聚氰胺-三聚氰酸酯络合物(MCA)、金属氧化物。酮、芳香烃等有机溶剂相混合组成混合溶剂。
本发明所述的常温固化耐磨重防腐涂料具体组成为(以重量份数计)：聚氨酯100份，聚四氟乙烯粉20～66份，MCA粉10～27份，金属氧化物4～25份，混合溶剂300～1000份。
本发明所述的粘结剂为聚氨酯，它能使涂层具有优异的粘结力，较高的机械强度。聚氨酯分子中含有异氰酸酯和长脂肪链，异氰酸酯基含量5～7％，固含量50％，分子量2000，液体。
聚四氟乙烯具有很低的摩擦系数，高度的化学稳定性，较宽的使用温度范围和完全不燃性，它的分子间引力和与之相关的表面自由能很低。本发明所述的聚四氟乙烯粉需经60Co 2×101～3.5×105Gy的辐照处理，这样能使凝聚力减低，更有利于分散。聚四氟乙烯粒度2μm以下。
三聚氰胺-三聚氰酸酯络合物(MCA)的加入使涂层的耐磨能力得到保证，而且能改善聚四氟乙烯的抗负荷能力。本发明所述的MCA是一种有滑腻感的白色固体粉末，为面型结构如式(I)，分子量255.2，比重1.52，粒度0.5～5μm，热分解温度440℃～459℃。
Figure C9211214900041
金属氧化物的加入能提高涂层的硬度和耐磨性。本发明所述的金属氧化物指的是氧化铝、氧化铅、四氧化三铁、三氧化二锑、氧化铜、氧化镉，为粉末状，粒度0.5～8μm。
酮、芳香烃混合溶剂能很好地溶解聚氨酯，也能分散辐照后的聚四氟乙烯粉等填料，并便于施工。适用的酮为：丙酮、丁酮、环己酮，芳香烃为苯、甲苯、二甲苯，但最好选用丙酮、环己酮、二甲苯的混合液为涂料的分散用有机混合溶剂。具体组成为(体积百分量)：丙酮23～55％，环己酮7～30％，余量二甲苯。
本发明还可以通过以下措施来实现；先将经辐照处理的聚四氟乙烯，MCA，金属氧化物进行研磨混合，然后将聚氨酯溶解于酮、芳香烃混合溶剂中，研磨好的固体料加入已溶解的粘结剂溶液中，充分搅拌均匀，即成为本发明所述的常温固化耐磨重防腐涂料。
本发明的常温固化耐磨重防腐涂料在金属材料表面涂敷时，需对金属材料除锈除油，并用砂纸打磨或对表面进行喷砂磷化处理，对金属材料的涂敷前须对材料进行表面粗糙化处理。
本发明的涂敷方法是这样实现的：
1.喷涂：在0.15～0.25MPa气压下，使喷枪口距物件150～200毫米，将涂料喷施于物件表面。
2.浸涂：将物件直接浸于涂料中，反复数次，达满意厚度为止。
3.刷涂：本发明的涂层可用漆刷将涂料刷于物件表面获
  得。
本发明的涂层厚度控制在20～150μm即可得到满意效果。
本发明的特点如下：
1.耐磨。
a.涂层在Timken(环一块)试验机312N负荷，2.5m/s线速度条件下，摩擦系数0.19～0.27，耐磨寿命为3000～10000m/μm。
b.在汽油中室温浸泡1000小时后的涂层在上述条件下，摩擦系数、耐磨寿命不变。
c.在机械油中室温浸泡1000小时后的涂层在上述条件下，
  摩擦系数0.17～0.25，耐磨寿命不变。
d.涂层在滴机械油时在上述条件下，摩擦系数0.08～0.12，耐磨寿命不变。
e.涂层在200℃烘烤24小时后在上述条件下，耐磨寿命为300～600m/μm。
2.重防腐(涂层厚度40～60μm)：
a.耐油
I.上述b、c、d项；
II.参照国标：
1)GB1734-79，室温下置汽油中浸泡1000小时，涂层无粉化，不起泡，不起皱，无剥落，不变色。
2)G81739-79，浸在105℃的变压器油中24小时，涂层无粉化，不起皱，不起泡，无剥落，不变色。
3)G81739-79，室温下在机械油中浸泡1000小时，涂层无粉化，不起皱，不起泡，无剥落，不变色。
b.防腐：
1)耐水性：GB1733-79，自来水浸泡12个月，涂层无粉化，不起皱，不起泡，无剥落，无锈点，不变色。
2)耐盐水性：GB1763-79，3％NaCl浸泡12个月，涂层无粉化，不起泡，无剥落，无锈点，不变色。
3)耐碱性：GB1763-79，5％NaOH浸泡6个月，涂层无粉化，不起皱，不起泡，无剥落，无锈点。
4)耐酸性：GB1763-79，5％H2SO4浸泡2个月，涂层无粉化，不起皱，不起泡，无剥落，无锈点。
3.机械强度：
1)附着力：GB1720-79，2级，划圈法。
2)柔韧性：GB1731-79，1mm，挠曲法。
3)耐冲击性：GB1732-79，5N-m，正反冲，涂层无剥落，无裂纹。
4)耐热性：GB1735-79，250℃，24小时，涂层无粉化，不起皱，不起泡，无剥落。
按照表1和表2的配方先将经辐照处理的聚四氟乙烯，MCA，金属氧化物进行研磨混合，然后将聚氨酯溶解于酮、芳香烃混合溶剂中，研磨好的固体料加入已溶解的粘结剂中，充分搅拌均匀，即成为本发明的涂料。按国标GB1727-79法涂覆，金属材料用砂纸打磨，用丙酮清洗，干后涂覆。涂覆的方式及膜厚见表3，其中喷涂在0.15～0.25MPa气压下，使喷枪口距物件150～250毫米条件下进行。涂层耐磨、耐油性能如前所述。
                        表1.涂料的具体配方
配方序号 聚四氟乙烯 MCA 金属氧化物 酮、芳香烃混合溶剂
  例1     65   20     A  10     9000
    2     30   13     B  25     600
    3     44   25     C  6     370
    4     33   19     D  20     700
    5     22   12     E  18     500
    6     51   23     F  9     500
    7     56   10     A  15     600
    8     38   15     E  13     1000
    9     60   21     F  7     1000
    10     25   11     C  16     800
    11     47   26     D  5     700
    12     30   16     B  16     800
    13     60   33     F  24     700
    表2酮、芳香烃混合溶剂的体积百分含量
配方序号     丙酮     环己酮     二甲苯
  例1     50     30     20
    2     25     27     48
    3     30     9     61
    4     37     11     52
    5     44     18     38
    6     29     24     47
    7     48     7     45
    8     35     15     50
    9     23     15     62
    10     55     20     25
    11     48     12     40
    12     26     30     44
    13     33     22     45
注：各组份均以克计，每个配方中聚氨酯的量均为100克。A、B、C、D、E、F分别代表氧化铝、氧化铅、四氧化三铁、三氧化二锑、氧化铜、氧化镉。
           表3涂覆方式及膜厚
  配方序号     涂覆方式     膜厚/μm
    例1     喷涂     40
    2     喷涂     30
    3     喷涂     25
    4     喷涂     40
    5     喷涂     30
    6     喷涂     20
    7     刷涂     100
    8     浸涂     70
    9     喷涂     60
    10     喷涂     40
    11     喷涂     25
    12     浸涂     60
    13     刷涂     110

Claims (3)

1、一种常温固化耐磨重防腐涂料，由粘结剂、耐磨填料、防腐剂以及酮、芳香烃混合溶剂组成，其特征是涂料的具体配方为(重量份数)：
聚氨酯                            100份
聚四氟乙烯                        20～66份
三聚氰胺-三聚氰酸酯络合物(MCA)    10～27份
金属氧化物                        4～15份
酮、芳香烃混合溶剂                300～1000份；
聚氨酯其分子中含有异氰酸酯和长脂肪链，异氰酸酯基含量5～7％，固含量50％，分子量2000，液体；聚四氟乙烯用60Co2×101～3.5×105Gy辐照处理，粒度2μm以下；三聚氰胺-三聚氰酸酯络合物(MCA)，分子量255.2，比重1.52，粒度0.5～5μm，热分解温度440℃～459℃。
2、如权利要求1所述的涂料，其特征是金属氧化物为氧化铝、氧化铅、四氧化三铁、三氧化二锑、氧化铜、氧化镉。
3、如权利要求1所述的涂料，其特征是酮、芳香烃混合溶剂的体积百分量为：
丙酮      23～55％
环己酮    7～30％
二甲苯    余量。
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