CN104845484A - 一种高机械性能防水工程机械涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了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。本发明防水性、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。
Description
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。
Claims (8)
1.一种高机械性能防水工程机械涂料，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述高机械性能防水工程机械涂料，其特征在于，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。
3.根据权利要求1或2所述高机械性能防水工程机械涂料，其特征在于，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。
4.根据权利要求1-3任一项所述高机械性能防水工程机械涂料，其特征在于，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。
5.根据权利要求1-4任一项所述高机械性能防水工程机械涂料，其特征在于，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20.5-21wt％的氨水调节pH值为6.1-6.3，得到含氟丙烯酸酯预制溶液。
6.根据权利要求1-5任一项所述高机械性能防水工程机械涂料，其特征在于，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C3-5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。
7.根据权利要求1-6任一项所述高机械性能防水工程机械涂料，其特征在于，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C 3-4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。
8.根据权利要求6或7所述高机械性能防水工程机械涂料，其特征在于，纳米二氧化钛的平均粒径为20-50nm。
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