一种高机械性能防水工程机械涂料
技术领域
本发明涉及工程机械涂料技术领域,尤其涉及一种高机械性能防水工程机械涂料。
背景技术
工业的迅猛发展伴随着工程机械的大量应用,工程机械往往在户外使用,常面临雨水、污染气体的侵袭,生产上一般通过涂覆涂料这一“屏障”来防水、防腐蚀,从而达到保证工程机械使用寿命、保证安全生产,这就要求工程机械涂料具备良好的防水性能;同时,工程机械在使用过程中往往受到不规则分布力的作用,极易导致涂覆其上的涂料破裂,从而失去“屏障”作用,因此,工程机械涂料的机械性能也至关重要。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种高机械性能防水工程机械涂料,防水性高、机械性能好,且具有防腐性能好、易涂刷、成膜特性好的特点,能够满足工程机械设备涂装需求。
本发明提出的一种高机械性能防水工程机械涂料,其原料按重量份包括:含氟丙烯酸酯预制溶液37-40份,环氧树脂25-28份,全甲醚化氨基树脂12-15份,改性二氧化钛14-17份,高岭土12-15份,凹凸棒土7-9份,硅烷偶联剂A-1721.5-1.8份,分散剂1-1.5份,消泡剂1.1-1.4份,成膜助剂0.6-1份,促进剂2.5-3份,防霉剂0.5-0.8份,溶剂32-35份。
优选地,含氟丙烯酸酯预制溶液、环氧树脂、全甲醚化氨基树脂的重量比为38-39:26-27:13-14。
优选地,其原料按重量份包括:含氟丙烯酸酯预制溶液38-39份,环氧树脂26-27份,全甲醚化氨基树脂13-14份,改性二氧化钛15-16份,高岭土13-14份,凹凸棒土7.5-8份,硅烷偶联剂A-1721.6-1.7份,分散剂1.2-1.4份,消泡剂1.2-1.3份,成膜助剂0.7-0.8份,促进剂2.6-2.8份,防霉剂0.6-0.7份,溶剂33-34份。
优选地,含氟丙烯酸酯预制溶液的制备方法如下:按重量份将30-33甲基丙烯酸丁酯、18-22份丙烯酸十八烷基酯和1.6-1.9份过硫酸钾加入第一反应容器,搅拌均匀得到物料A;再将1.3-1.6份十二烷基硫酸钠、4-7份聚乙二醇和30-33份去离子水加入第二反应容器,搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至80-83℃并在第二反应容器中充满氮气,继续加入15-18份甲基丙烯酸全氟辛烷、12-14份丙烯酸月桂酯,接着升高第二反应容器及其内容物温度至70-73℃后,以1-1.5份/min的速度向第二反应容器中加入物料A,加入完毕后保温3-5h得到物料B,将物料B降温至50-55℃,接着用质量分数为20-22wt%的氨水调节pH值为6-6.5,得到含氟丙烯酸酯预制溶液。
优选地,含氟丙烯酸酯预制溶液的制备方法如下:按重量份将31-32甲基丙烯酸丁酯、19-21份丙烯酸十八烷基酯和1.7-1.8份过硫酸钾加入第一反应容器,搅拌均匀得到物料A;再将1.4-1.5份十二烷基硫酸钠、5-6份聚乙二醇和31-32份去离子水加入第二反应容器,搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至81-82℃并在第二反应容器中充满氮气,继续加入16-17份甲基丙烯酸全氟辛烷、12.5-13份丙烯酸月桂酯,接着升高第二反应容器及其内容物温度至71-72℃后,以1.2-1.3份/min的速度向第二反应容器中加入物料A,加入完毕后保温3.5-4h得到物料B,将物料B降温至51-53℃,接着用质量分数为205-21wt%的氨水调节pH值为61-6.3,得到含氟丙烯酸酯预制溶液。
优选地,改性二氧化钛的制备方法如下:按重量份将10-13份纳米二氧化钛、22-25份硅烷偶联剂KH570投入含40-45份甲苯的第三反应容器中,升高第三反应容器及其内容物温度至80-83℃后,搅拌22-24h,再离心分离得到物料C,用甲苯洗涤物料C 3-5次,再离心分离得到物料D,将物料D在60-65℃温度下干燥20-22h得到改性二氧化钛。
优选地,改性二氧化钛的制备方法如下:按重量份将11-12份纳米二氧化钛、23-24份硅烷偶联剂KH570投入含42-44份甲苯的第三反应容器中,升高第三反应容器及其内容物温度至81-82℃后,搅拌22.5-23h,再离心分离得到物料C,用甲苯洗涤物料C3-4次,再离心分离得到物料D,将物料D在62-63℃温度下干燥21-21.5h得到改性二氧化钛。
优选地,纳米二氧化钛的平均粒径为20-50nm。
优选地,纳米二氧化钛的平均粒径为30-40nm。
本发明以含氟丙烯酸酯预制溶液、环氧树脂、全甲醚化氨基树脂配合作为成膜物质,使本发明防水性好、机械性高,同时具备优良的防腐性能和流平性、成膜特性和较高的附着力;其中,含氟丙烯酸酯预制溶液的制备过程中,甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸月桂酯等丙烯酸类化合物聚合形成丙烯酸酯聚合物,具有较好的成膜性、热稳定性、化学稳定性和抗氧化性;而甲基丙烯酸全氟辛烷在引发剂过硫酸钾的作用下,将自身的含氟基团通过形成C-F键引入到丙烯酸酯类聚合物中,由于氟离子电负性大、C-F键稳定且含氟侧链取向朝外,对丙烯酸酯聚合物主链和内部分子可形成屏蔽保护,从而大大提高了本发明的化学惰性、防水性、抗污性、耐油性,同时,C-F键键距短、键能大,从而大幅提高了本发明的机械性能;聚乙二醇的由于含有丰富的羟基,为溶液分子间提供交联点,使本发明具备较高的交联程度,从而加快反应速度、增强溶液稳定性,并且大大增强了本发明的防腐性能和柔韧性;十二烷基硫酸钠作为乳化剂,能够有效改善含氟丙烯酸酯预制溶液中各种构成相之间的表面张力,形成均匀稳定的分散体系,使本发明易于涂刷;而反应时,在第二反应容器中充满氮气,能够防止参加反应的原料被空气中的氧气氧化,提高了含氟丙烯酸酯预制溶液的纯度;而改性二氧化钛、高岭土、凹凸棒土的添加一是改善了本发明的成膜特性,增加了本发明粘度,降低了本发明的成本;二是在硅烷偶联剂A-172的作用下,均匀地分散在本发明之中,大大提高本发明的机械性能、强度、防水性和耐磨性能,其中改性二氧化钛是纳米二氧化钛在甲苯环境中被硅烷偶联剂KH570改性制成的,二氧化钛表面接枝硅烷偶联剂KH570后,极易与本发明中主料相容,在本发明收到外力作用时,改性二氧化钛能作为本发明分子间的交联点,均匀分布外力,防止本发明破裂,进一步增强本发明的机械性能、防水性和强度。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高机械性能防水工程机械涂料,其原料按重量份包括:含氟丙烯酸酯预制溶液40份,环氧树脂25份,全甲醚化氨基树脂15份,改性二氧化钛14份,高岭土15份,凹凸棒土7份,硅烷偶联剂A-1721.8份,分散剂1份,消泡剂1.4份,成膜助剂0.6份,促进剂3份,防霉剂0.5份,溶剂35份;
含氟丙烯酸酯预制溶液的制备方法如下:按重量份将30甲基丙烯酸丁酯、22份丙烯酸十八烷基酯和1.6份过硫酸钾加入第一反应容器,搅拌均匀得到物料A;再将1.6份十二烷基硫酸钠、4份聚乙二醇和33份去离子水加入第二反应容器,搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至80℃并在第二反应容器中充满氮气,继续加入18份甲基丙烯酸全氟辛烷、12份丙烯酸月桂酯,接着升高第二反应容器及其内容物温度至73℃后,以1份/min的速度向第二反应容器中加入物料A,加入完毕后保温5h得到物料B,将物料B降温至50℃,接着用质量分数为22wt%的氨水调节pH值为6,得到含氟丙烯酸酯预制溶液;
改性二氧化钛的制备方法如下:按重量份将12份平均粒径为40nm的纳米二氧化钛、23份硅烷偶联剂KH570投入含44份甲苯的第三反应容器中,升高第三反应容器及其内容物温度至81℃后,搅拌23h,再离心分离得到物料C,用甲苯洗涤物料C 3次,再离心分离得到物料D,将物料D在63℃温度下干燥21h得到改性二氧化钛。
实施例2
本发明提出的一种高机械性能防水工程机械涂料,其原料按重量份包括:含氟丙烯酸酯预制溶液37份,环氧树脂28份,全甲醚化氨基树脂12份,改性二氧化钛17份,高岭土12份,凹凸棒土9份,硅烷偶联剂A-1721.5份,分散剂1.5份,消泡剂1.1份,成膜助剂1份,促进剂2.5份,防霉剂0.8份,溶剂32份;
含氟丙烯酸酯预制溶液的制备方法如下:按重量份将33甲基丙烯酸丁酯、18份丙烯酸十八烷基酯和1.9份过硫酸钾加入第一反应容器,搅拌均匀得到物料A;再将1.3份十二烷基硫酸钠、7份聚乙二醇和30份去离子水加入第二反应容器,搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至83℃并在第二反应容器中充满氮气,继续加入15份甲基丙烯酸全氟辛烷、14份丙烯酸月桂酯,接着升高第二反应容器及其内容物温度至70℃后,以1.5份/min的速度向第二反应容器中加入物料A,加入完毕后保温3h得到物料B,将物料B降温至55℃,接着用质量分数为20wt%的氨水调节pH值为6.5,得到含氟丙烯酸酯预制溶液;
改性二氧化钛的制备方法如下:按重量份将11份平均粒径为30nm的纳米二氧化钛、24份硅烷偶联剂KH570投入含42份甲苯的第三反应容器中,升高第三反应容器及其内容物温度至82℃后,搅拌22.5h,再离心分离得到物料C,用甲苯洗涤物料C 4次,再离心分离得到物料D,将物料D在62℃温度下干燥21.5h得到改性二氧化钛。
实施例3
本发明提出的一种高机械性能防水工程机械涂料,其原料按重量份包括:含氟丙烯酸酯预制溶液39份,环氧树脂26份,全甲醚化氨基树脂14份,改性二氧化钛15份,高岭土14份,凹凸棒土7.5份,硅烷偶联剂A-1721.7份,分散剂1.2份,消泡剂1.3份,成膜助剂0.7份,促进剂2.8份,防霉剂0.6份,溶剂34份;
含氟丙烯酸酯预制溶液的制备方法如下:按重量份将31甲基丙烯酸丁酯、21份丙烯酸十八烷基酯和1.7份过硫酸钾加入第一反应容器,搅拌均匀得到物料A;再将1.5份十二烷基硫酸钠、5份聚乙二醇和32份去离子水加入第二反应容器,搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至81℃并在第二反应容器中充满氮气,继续加入17份甲基丙烯酸全氟辛烷、12.5份丙烯酸月桂酯,接着升高第二反应容器及其内容物温度至72℃后,以1.2份/min的速度向第二反应容器中加入物料A,加入完毕后保温4h得到物料B,将物料B降温至51℃,接着用质量分数为21wt%的氨水调节pH值为6.1,得到含氟丙烯酸酯预制溶液;
改性二氧化钛的制备方法如下:按重量份将13份平均粒径为50nm的纳米二氧化钛、22份硅烷偶联剂KH570投入含45份甲苯的第三反应容器中,升高第三反应容器及其内容物温度至80℃后,搅拌24h,再离心分离得到物料C,用甲苯洗涤物料C 3次,再离心分离得到物料D,将物料D在65℃温度下干燥20h得到改性二氧化钛。
实施例4
本发明提出的一种高机械性能防水工程机械涂料,其原料按重量份包括:含氟丙烯酸酯预制溶液38份,环氧树脂27份,全甲醚化氨基树脂13份,改性二氧化钛16份,高岭土13份,凹凸棒土8份,硅烷偶联剂A-1721.6份,分散剂1.4份,消泡剂1.2份,成膜助剂0.8份,促进剂2.6份,防霉剂0.7份,溶剂33份;
含氟丙烯酸酯预制溶液的制备方法如下:按重量份将32甲基丙烯酸丁酯、19份丙烯酸十八烷基酯和1.8份过硫酸钾加入第一反应容器,搅拌均匀得到物料A;再将1.4份十二烷基硫酸钠、6份聚乙二醇和31份去离子水加入第二反应容器,搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至82℃并在第二反应容器中充满氮气,继续加入16份甲基丙烯酸全氟辛烷、13份丙烯酸月桂酯,接着升高第二反应容器及其内容物温度至71℃后,以1.3份/min的速度向第二反应容器中加入物料A,加入完毕后保温3.5h得到物料B,将物料B降温至53℃,接着用质量分数为20.5wt%的氨水调节pH值为6.3,得到含氟丙烯酸酯预制溶液;
改性二氧化钛的制备方法如下:按重量份将10份平均粒径为20nm的纳米二氧化钛、25份硅烷偶联剂KH570投入含40份甲苯的第三反应容器中,升高第三反应容器及其内容物温度至83℃后,搅拌22h,再离心分离得到物料C,用甲苯洗涤物料C 5次,再离心分离得到物料D,将物料D在60℃温度下干燥22h得到改性二氧化钛。
对实施例1-4进行性能测试,选取市售工程机械涂料作为对照组,检测结果如下:
水接触角是使用接触角测定仪测定水在涂料表面的接触角数值,水接触角越大,涂料的憎水性越强、防水性能越好。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。