专利名称：超高硬度有机防护涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及涂料领域，具体为一种超高硬度有机防护涂料及其制备方法。
背景技术：
有机涂层在使用过程中经常遇到不耐磨、不耐擦伤的问题，如何解决这个问题，很多研究者提出了很多方法，如进行树脂改性、加入硬性填料等。进行树脂改性在提高硬度方面幅度不太大，使用石英、刚玉等硬质粉体可明显提高涂层的耐磨性和硬度，但在提高硬度的同时，涂层的柔韧性也显著下降，涂层的脆性增大，当受外力使用下，非常容易破坏。
发明内容
本发明提供了一种超高硬度有机防护涂料及其制备方法，解决有机涂层在使用过程中经常遇到不耐磨、不耐擦伤的问题。所获得的超高硬度有机防护涂层硬度高，同时柔韧性又非常好。本发明的技术方案是一种超高硬度有机防护涂料，所述的超高硬度有机防护涂料由以下两组分构成；按重量份数计，组分一包括以下组分和含量环氧树脂 2 40份；防锈颜料 5 35份；着色颜料 3 50份；增强材料 5 50份；助剂0.1 5份；溶剂0.5 45份；按重量份数计，组分二包括以下组分和含量溶剂 0 70份；固化剂 30 100份；组分一与组分二的重量配比为(100 1) (100 100)；所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、有机硅改性双酚A型环氧树脂、有机钛改性双酚A型环氧树脂、尼龙改性环氧树脂、氟化环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、 缩水甘油胺型环氧树脂之一或复配。所述的固化剂为聚酰胺、改性多胺或酚醛改性胺。目前，市售的聚酰胺固化剂，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。改性多元胺固化剂，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。所述的防锈颜料是金属颜料或其混合物，如铝粉、镍粉、铜粉、不锈钢粉等之一种或复配，粒度为180目 1500目。所述的增强材料是玻璃纤维，直径0. 1 20微米，长度20 400微米，180 800目。所述的着色颜料是钛白粉、氧化锌、锌钡白、锑白、炭黑、氧化铁黄、氧化铁红、铁蓝、群青、大红粉、甲苯胺红、酞菁兰、酞菁绿等之一种或复配。所述的助剂是涂料常用的分散剂、消泡剂、流平剂和防沉剂。分散剂，如BYK公司 ^ Anti-Terra-P>Anti-Terra-203>Anti-Terra-204>Anti-Terra-205>Anti-Terra-206 或 Disperbyk-163 ；荷兰EFKA公司的EFKA-44或EFKA-47 ；台湾德谦公司的904或904S。消泡剂，如Henkel 公司的 Perenol EUPerenol F40、Perenol S4、Perenol S400 或 Perenol S43 ；台湾德谦公司的5500或6500 ；Tego公司的Tego Airex930或Tego Flow300 ；流平剂， 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。防沉剂可以用氢化蓖麻油衍生物类，如Henkel公司的Rilanit Special Micro 或Rilanit HT Extra ；防沉剂也可以用有机改性膨润土类，如美国NL公司的ΒΕΝΤ0ΝΕ 27 或ΒΕΝΤ0ΝΕ 34。所述的超高硬度有机防护涂料的制备方法，按下列顺序和步骤进行1)组分一的制备方法把溶剂、环氧树脂加入反应釜中，100_500rpm搅拌10_20 分钟；再加入助剂，100-500rpm搅拌5_10分钟，最后加入防锈颜料、着色颜料、增强材料， 500-1500rpm搅拌20-40分钟，出料，过滤，包装；2)组分二的制备方法把溶剂、固化剂加入反应釜中，200-500rpm搅拌10-20分
钟，出料，过滤，包装。所述的超高硬度有机防护涂料的制备方法，组分一加入组分二时，搅拌均勻，施工于基材上，在10°c 120°C固化10分钟 15天(25°C时一般为5 7天)，形成超高硬度有机防护涂料涂层。本发明中，溶剂是制备环氧涂料中常用的溶剂，如甲苯、二甲苯、正丁醇或环己酮等之一或复配。本发明的优点如下1、本发明超高硬度有机防护涂料由环氧树脂、防锈颜料、增强材料、常温固化剂等组成，该超高硬度有机防护涂料形成的防护涂层，具有特别高的硬度，韧性好。2、本发明超高硬度有机防护涂料形成的防护涂层，具有较好的耐蚀性和抗渗透性。3、本发明超高硬度有机防护涂料低成本。
具体实施例方式本发明超高硬度有机防护涂料的评价方法如下(1)样品制备方法使用马口铁作为基材，每块样板尺寸为100mmX50mmX0. 3mm, 进行600#砂纸打磨，用乙醇擦干净表面，使用线棒涂布器涂上比较例和实施例制备的涂料。各种涂层的干膜厚度在30士5 μ m，常温(25士2°C )干燥7天后测试性能。(2)硬度测试方法参照国家标准“GB/T6739-2006色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬
(3)耐蚀性测试使用Q235钢作为基材，每块样板尺寸为150mm X 75mm X 3mm, 喷砂处理，喷涂比较例和实施例制备的涂料。各种涂层的干膜厚度在150士5 μ m，常温 (25士2°C)干燥7天后进行中性盐雾试验，根据中性盐雾试验结果评价耐蚀性。涂层试样的中性盐雾试验采用日本须贺试验机株式会社的ST-IS0-3盐雾试验机。NaCl溶液浓度为 3. 5wt%，试验温度为40士2°C，连续喷雾1000小时，中性盐雾试验执行标准GB1771-79，按照GB1740-79评定涂层耐盐雾性等级。比较例1组分一的制备方法把二甲苯22kg、E51环氧树脂26kg加入到反应釜中， 300rpm(转/分)搅拌15分钟；再加入EFKA-47分散剂0. 2kg、Tego Airex930消泡剂 0. 5kg、BYK-333流平剂0. 3kg、BENT0NE 27防沉剂lkg，400rpm搅拌10分钟，最后加入钛白粉50kg (粒度为325目)，IOOOrpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。组分二的制备方法把溶剂二甲苯35kg、正丁醇35kg、YD-115聚酰胺固化剂30kg 加入反应釜中，400rpm搅拌10分钟，出料，过滤，包装。按照重量比，组分一组分二 = 100 85，在组分一中加入组分二时，搅拌均勻， 喷涂干燥。比较例2组分一的制备方法把二甲苯15kg、E51环氧树脂37kg加入到反应釜中，300rpm 搅拌 15 分钟；再加入 Anti-Terra-205 分散剂 1kg、Perenol S400 消泡剂 0. 8kg、BYK-307 流平剂0.7kg、Rilanit HT Extra防沉剂0. 5kg，400rpm搅拌10分钟，最后加入钛白粉 45kg(粒度为325目)，1000rpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。组分二的制备方法把溶剂甲苯30kg、环己酮20kg、T31酚醛改性胺固化剂50kg 加入反应釜中，300rpm搅拌15分钟，出料，过滤，包装。按照重量比，组分一组分二 = 100 55，在组分一中加入组分二时，搅拌均勻， 喷涂干燥。比较例3组分一的制备方法把二甲苯42kg、E51环氧树脂12kg加入到反应釜中，300rpm 搅拌 15 分钟；再加入 Anti-Terra-203 分散剂 lkg、Tego Airex930 消泡剂 lkg、BYK_333 流平剂lkg、BENT0NE 34防沉剂lkg，400rpm搅拌10分钟，最后加入钛白粉42kg (粒度为325 目)，IOOOrpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。组分二的制备方法把溶剂甲苯7kg、环己酮3kg、TY_300聚酰胺固化剂90kg加入反应釜中，450rpm搅拌20分钟，出料，过滤，包装。按照重量比，组分一组分二 = 100 18，在组分一中加入组分二时，搅拌均勻， 喷涂干燥。实施例1组分一的制备方法把二甲苯22kg、E51环氧树脂26kg加入到反应釜中，300rpm 搅拌15分钟；再加入EFKA-47分散剂0. 2kg、Tego Airex930消泡剂0. 5kg、BYK-333流平剂0. 3kg、BENTONE 27防沉剂lkg,400rpm搅拌10分钟，最后加入6kg镍粉(粒度为240 目)、38kg 240目玻璃纤维(本实施例中，玻璃纤维的直径10微米，长度61微米)、钛白粉6kg(粒度为325目)，1000rpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。组分二的制备方法把溶剂二甲苯35kg、正丁醇35kg、YD-115聚酰胺固化剂30kg 加入反应釜中，400rpm搅拌10分钟，出料，过滤，包装。按照重量比，组分一组分二 = 100 85，在组分一中加入组分二时，搅拌均勻， 喷涂干燥。实施例2组分一的制备方法把二甲苯15kg、E51环氧树脂37kg加入到反应釜中，300rpm 搅拌 15 分钟；再加入 Anti-Terra-205 分散剂 1kg、Perenol S400 消泡剂 0. 8kg、BYK-307 流平剂0. 7kg、Rilanit HT Extra防沉剂0. 5kg,400rpm搅拌10分钟，最后加入20kg铝粉 (粒度为500目)、23kg 325目玻璃纤维(本实施例中，玻璃纤维的直径7微米，长度45微米)、钛白粉2kg (粒度为325目)，IOOOrpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。组分二的制备方法把溶剂甲苯30kg、环己酮20kg、T31酚醛改性胺固化剂50kg 加入反应釜中，300rpm搅拌15分钟，出料，过滤，包装。按照重量比，组分一组分二 = 100 55，在组分一中加入组分二时，搅拌均勻， 喷涂干燥。实施例3组分一的制备方法把二甲苯42kg、E51环氧树脂12kg加入到反应釜中，300rpm 搅拌 15 分钟；再加入 Anti-Terra-203 分散剂 lkg、Tego Airex930 消泡剂 lkg、BYK_333 流平剂1kg、ΒΕΝΤ0ΝΕ 34防沉剂lkg，400rpm搅拌10分钟，最后加入25kg不锈钢粉(粒度为 1000目)、15kg的500目玻璃纤维(本实施例中，玻璃纤维的直径13微米，长度25微米)、 钛白粉2kg(粒度为325目)，IOOOrpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。组分二的制备方法把溶剂甲苯7kg、环己酮3kg、TY_300聚酰胺固化剂90kg加入反应釜中，450rpm搅拌20分钟，出料，过滤，包装。按照重量比，组分一组分二 = 100 18，在组分一中加入组分二时，搅拌均勻， 喷涂干燥。表1性能测试结果
权利要求
1.一种超高硬度有机防护涂料，其特征在于，所述的超高硬度有机防护涂料由以下两组分构成；按重量份数计，组分一包括以下组分和含量 环氧树脂 2 40份； 防锈颜料 5 35份； 着色颜料 3 50份； 增强材料 5 50份； 助剂0. 1 5份；溶剂0. 5 45份；按重量份数计，组分二包括以下组分和含量 溶剂0 70份；固化剂 30 100份；组分一与组分二的重量配比为100 1 100 100。
2.根据权利要求1所述的超高硬度有机防护涂料，其特征在于环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、有机硅改性双酚A型环氧树脂、有机钛改性双酚A型环氧树脂、尼龙改性环氧树脂、氟化环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂之一或复配。
3.根据权利要求1所述的超高硬度有机防护涂料，其特征在于防锈颜料是金属颜料或其混合物。
4.根据权利要求1所述的超高硬度有机防护涂料，其特征在于防锈颜料为铝粉、镍粉、铜粉、不锈钢粉之一种或复配，粒度为180目 1500目。
5.根据权利要求1所述的超高硬度有机防护涂料，其特征在于着色颜料是钛白粉、氧化锌、锌钡白、锑白、炭黑、氧化铁黄、氧化铁红、铁蓝、群青、大红粉、甲苯胺红、酞菁兰、酞菁绿之一种或复配。
6.根据权利要求1所述的超高硬度有机防护涂料，其特征在于增强材料是玻璃纤维， 直径0. 1 20微米，长度20 400微米。
7.根据权利要求1所述的超高硬度有机防护涂料的制备方法，其特征在于，按下列顺序和步骤进行1)组分一的制备方法把溶剂、环氧树脂加入反应釜中，100-500rpm搅拌10-20分钟；再加入助剂，100-500rpm搅拌5-10分钟，最后加入防锈颜料、着色颜料、增强材料， 500-1500rpm搅拌20-40分钟，出料，过滤，包装；2)组分二的制备方法把溶剂、固化剂加入反应釜中，200-500rpm搅拌10-20分钟，出料，过滤，包装。
8.根据权利要求7所述的超高硬度有机防护涂料的制备方法，其特征在于所述组分一加入组分二时，搅拌均勻，施工于基材上，在10°C 120°C固化10分钟 15天，形成超高硬度有机防护层。
全文摘要
本发明涉及涂料领域，具体为一种超高硬度有机防护涂料及其制备方法，解决有机涂层在使用过程中经常遇到不耐磨、不耐擦伤的问题。所述的超高硬度有机防护涂料由以下两组分构成按重量份数计，组分一包括环氧树脂、防锈颜料、着色颜料、增强材料、助剂、溶剂，组分二包括溶剂、固化剂，组分一与组分二的重量配比为(100∶1)～(100∶100)；所述组分一加入组分二时，搅拌均匀，施工于基材上，在10℃～120℃固化10分钟～15天，形成超高硬度有机防护层。该超高硬度有机防护涂层具有特别高的硬度，并且具有良好的韧性和耐蚀性。
文档编号C09D163/02GK102443339SQ20101050526
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者刘福春, 柯伟, 郝永胜, 韩恩厚 申请人:中国科学院金属研究所