本发明涉及金属材料保护的领域，尤其涉及一种铝制充电器外壳的高硬度涂层及其制备方法。
背景技术：
铝制充电器在使用时，因其外壳为铝制材料，铝制材料的硬度不高，而铝制充电器使用时难免受到外界的挤压和摩擦，因此需要在铝制冲电器外壳的外表面覆上一层涂层对其内层的铝制材料进行保护，现有技术中的铝制充电器外壳涂层的硬度无法满足实际使用时的需求，因此亟需设计一种铝制充电器外壳的高硬度涂层来解决现有技术中的问题。
技术实现要素：
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种铝制充电器外壳的高硬度涂层及其制备方法，制备得到的铝制充电器外壳涂层硬度高，具有优异的耐久性。
本发明提出的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层，其原料按重量份包括：苯丙乳液80-120份、酚醛树脂60-90份、水性聚氨酯乳液40-60份、凹凸棒土2-8份、硅藻土1-6份、甲基羟乙基纤维素2-5份、乙基纤维素3-8份、硅微粉1-5份、氧化锌3-6份、纳米蒙脱土1-6份、石墨2-5份、重质碳酸钙4-6份、滑石粉2-8份、改性助剂1-6份、增稠剂3-9份、分散剂1-4份、阻燃剂2-5份、消泡剂1-3份、硅烷偶联剂KH-760 1-5份、二乙二醇甲醚2-4份、二丙二醇甲醚3-5份、丙二醇苯醚4-6份、水15-25份。
优选地，改性助剂按如下工艺进行制备：将活性硅酸钙和改性重质碳酸钙混合均匀，在50-60℃温度下密封低速搅拌10-25min，然后与纳米白炭黑、煅烧高岭土、木质纤维粉、空心玻璃微珠和黄麻纤维混合均匀，45-55℃密封低速搅拌5-10min，再加入氢氧化镁、甲基丙烯酸酯、硅烷偶联剂KH-570和润滑剂，升温至135-140℃，低速搅拌10-20min，出料，冷却至室温得到改性助剂。
优选地，改性助剂的制备工艺中，活性硅酸钙、改性重质碳酸钙、纳米白炭黑、煅烧高岭土、木质纤维粉、空心玻璃微珠、黄麻纤维、氢氧化镁、甲基丙烯酸酯、硅烷偶联剂KH-570和润滑剂的重量比为2-5：1-3：3-5：2-6：3-6：2-4：1-5：2-6：2-4：1-3：2-5。
优选地，改性助剂的制备工艺中，改性重质碳酸钙按如下工艺进行制备：将桐油酸加热到60-70℃，保温20-40min，然后加入顺丁烯二酸混合均匀，继续升温至130-150℃，保温80-100min，然后加入丙酮和水混合均匀，室温静置20-40min，冷却至室温得到物料a；将重质碳酸钙加入高速分散机中，升温至45-55℃，然后加入物料a混合均匀，搅拌10-30min，干燥至恒重，粉碎，过180-220目筛，冷却至室温得到改性重质碳酸钙。
优选地，改性助剂的制备工艺中，改性重质碳酸钙的制备工艺中，桐油酸、顺丁烯二酸、丙酮、水和重质碳酸钙的重量比为4-6：1-3：2-4：3-6：1-5。
本发明的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层的制备方法，包括如下步骤：
S1、将甲基羟乙基纤维素与水性聚氨酯乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入酚醛树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散20-30min，球磨后冷却至室温得到物料a；
S2、将凹凸棒土、硅藻土、纳米蒙脱土、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行球磨，然后加入氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌8-16min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、将甲基羟乙基纤维素和乙基纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓慢加入混合粉料A，以800转/分的速度搅拌40-60min后移至高速搅拌机，加入物料a，以3700-3900转/分的速度分散20-50min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入硅烷偶联剂KH-760、改性助剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以380-450r/min的速度搅拌35-45min，然后球磨分散2-3h，即得铝制充电器外壳的高硬度涂层。
优选地，S1中，球磨时间为60-90min，球磨温度为40-45℃。
优选地，S2中，球磨转速为2400-2800r/min，球磨温度为80-90℃，球磨时间为30-50min。
本发明的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层，其原料包括苯丙乳液、酚醛树脂、水性聚氨酯乳液、凹凸棒土、硅藻土、甲基羟乙基纤维素、乙基纤维素、硅微粉、氧化锌、纳米蒙脱土、石墨、重质碳酸钙、滑石粉、改性助剂、增稠剂、分散剂、阻燃剂、消泡剂、硅烷偶联剂KH-760、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水。其中以苯丙乳液为主料，以苯丙乳液为主料，以酚醛树脂和水性聚氨酯乳液为主料的补强料，以凹凸棒土、硅藻土、甲基羟乙基纤维素、乙基纤维素、硅微粉、氧化锌、纳米蒙脱土、石墨、重质碳酸钙、滑石粉和改性助剂为填料，以增稠剂、分散剂、阻燃剂、消泡剂、硅烷偶联剂KH-760、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水为助剂，通过主料、主料的补强料、填料和助剂的配合，合理控制配比，得到的铝制充电器外壳涂层具有高硬度，高耐磨性能。其中添加的改性助剂通过将活性硅酸钙和改性重质碳酸钙混合均匀，密封低速搅拌，然后与纳米白炭黑、煅烧高岭土、木质纤维粉、空心玻璃微珠和黄麻纤维混合均匀，密封低速搅拌，再加入氢氧化镁、甲基丙烯酸酯、硅烷偶联剂KH-570和润滑剂，升温后低速搅拌，出料，冷却至室温得到，利用硅烷偶联剂KH-570进行有机和无机的有效结合，有效提高了本发明铝制充电器外壳涂层的硬度。添加的改性重质碳酸钙通过将桐油酸加热后保温，然后加入顺丁烯二酸混合均匀，继续升温后保温，然后加入丙酮和水混合均匀，室温静置，冷却至室温得到物料a；将重质碳酸钙加入高速分散机中，升温后加入物料a混合均匀，搅拌，干燥至恒重，粉碎，过筛，冷却至室温得到，通过桶油酸改性的重质碳酸钙表面活性得到有效提高，运用到改性助剂的制备中，利用偶联剂与主料结合，有效提高了本发明铝制充电器外壳涂层的硬度。本发明制备得到的铝制充电器外壳涂层硬度高，具有优异的耐久性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
实施例1
本发明提出的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层，其原料按重量份包括：苯丙乳液100份、酚醛树脂75份、水性聚氨酯乳液50份、凹凸棒土5份、硅藻土3.5份、甲基羟乙基纤维素3.5份、乙基纤维素5.5份、硅微粉3份、氧化锌4.5份、纳米蒙脱土3.5份、石墨3.5份、重质碳酸钙5份、滑石粉5份、改性助剂3.5份、增稠剂6份、分散剂2.5份、阻燃剂3.5份、消泡剂2份、硅烷偶联剂KH-760 3份、二乙二醇甲醚3份、二丙二醇甲醚4份、丙二醇苯醚5份、水20份。
实施例2
本发明提出的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层，其原料按重量份包括：苯丙乳液80份、酚醛树脂90份、水性聚氨酯乳液40份、凹凸棒土8份、硅藻土1份、甲基羟乙基纤维素5份、乙基纤维素3份、硅微粉5份、氧化锌3份、纳米蒙脱土6份、石墨2份、重质碳酸钙6份、滑石粉2份、改性助剂6份、增稠剂3份、分散剂4份、阻燃剂2份、消泡剂3份、硅烷偶联剂KH-760 1份、二乙二醇甲醚4份、二丙二醇甲醚3份、丙二醇苯醚6份、水15份。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将2份活性硅酸钙和3份改性重质碳酸钙混合均匀，在50℃温度下密封低速搅拌25min，然后与3份纳米白炭黑、6份煅烧高岭土、3份木质纤维粉、4份空心玻璃微珠和1份黄麻纤维混合均匀，55℃密封低速搅拌5min，再加入6份氢氧化镁、2份甲基丙烯酸酯、3份硅烷偶联剂KH-570和2份润滑剂，升温至140℃，低速搅拌10min，出料，冷却至室温得到改性助剂。
实施例3
本发明提出的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层，其原料按重量份包括：苯丙乳液120份、酚醛树脂60份、水性聚氨酯乳液60份、凹凸棒土2份、硅藻土6份、甲基羟乙基纤维素2份、乙基纤维素8份、硅微粉1份、氧化锌6份、纳米蒙脱土1份、石墨5份、重质碳酸钙4份、滑石粉8份、改性助剂1份、增稠剂9份、分散剂1份、阻燃剂5份、消泡剂1份、硅烷偶联剂KH-760 5份、二乙二醇甲醚2份、二丙二醇甲醚5份、丙二醇苯醚4份、水25份。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将5份活性硅酸钙和1份改性重质碳酸钙混合均匀，在60℃温度下密封低速搅拌10min，然后与5份纳米白炭黑、2份煅烧高岭土、6份木质纤维粉、2份空心玻璃微珠和5份黄麻纤维混合均匀，45℃密封低速搅拌10min，再加入2份氢氧化镁、4份甲基丙烯酸酯、1-3份硅烷偶联剂KH-570和2份润滑剂，升温至140℃，低速搅拌10min，出料，冷却至室温得到改性助剂。
改性助剂的制备工艺中，改性重质碳酸钙按如下工艺进行制备：按重量份将6份桐油酸加热到60℃，保温40min，然后加入1份顺丁烯二酸混合均匀，继续升温至150℃，保温80min，然后加入4份丙酮和3份水混合均匀，室温静置40min，冷却至室温得到物料a；将1份重质碳酸钙加入高速分散机中，升温至55℃，然后加入物料a混合均匀，搅拌10min，干燥至恒重，粉碎，过220目筛，冷却至室温得到改性重质碳酸钙。
实施例4
本发明提出的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层，其原料按重量份包括：苯丙乳液85份、酚醛树脂85份、水性聚氨酯乳液45份、凹凸棒土7份、硅藻土2份、甲基羟乙基纤维素4份、乙基纤维素4份、硅微粉4份、氧化锌4份、纳米蒙脱土5份、石墨3份、重质碳酸钙5.5份、滑石粉3份、改性助剂5份、增稠剂4份、分散剂3份、阻燃剂3份、消泡剂2.5份、硅烷偶联剂KH-760 2份、二乙二醇甲醚3.5份、二丙二醇甲醚3.5份、丙二醇苯醚5.5份、水18份。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将3份活性硅酸钙和2.5份改性重质碳酸钙混合均匀，在52℃温度下密封低速搅拌20min，然后与3.5份纳米白炭黑、5份煅烧高岭土、4份木质纤维粉、3.5份空心玻璃微珠和2份黄麻纤维混合均匀，52℃密封低速搅拌6min，再加入5份氢氧化镁、2.5份甲基丙烯酸酯、2.5份硅烷偶联剂KH-570和3份润滑剂，升温至139℃，低速搅拌12min，出料，冷却至室温得到改性助剂。
改性助剂的制备工艺中，改性重质碳酸钙按如下工艺进行制备：按重量份将4.5份桐油酸加热到68℃，保温25min，然后加入2.5份顺丁烯二酸混合均匀，继续升温至135℃，保温95min，然后加入2.5份丙酮和5份水混合均匀，室温静置25min，冷却至室温得到物料a；将4份重质碳酸钙加入高速分散机中，升温至48℃，然后加入物料a混合均匀，搅拌25min，干燥至恒重，粉碎，过185目筛，冷却至室温得到改性重质碳酸钙。
本发明的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层的制备方法，包括如下步骤：
S1、将甲基羟乙基纤维素与水性聚氨酯乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入酚醛树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散22min，球磨后冷却至室温得到物料a，其中球磨时间为85min，球磨温度为41℃；
S2、将凹凸棒土、硅藻土、纳米蒙脱土、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行球磨，其中，球磨转速为2500r/min，球磨温度为88℃，球磨时间为35min，然后加入氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌15min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、将甲基羟乙基纤维素和乙基纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓慢加入混合粉料A，以800转/分的速度搅拌45min后移至高速搅拌机，加入物料a，以3850转/分的速度分散25min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入硅烷偶联剂KH-760、改性助剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以390r/min的速度搅拌42min，然后球磨分散2.2h，即得铝制充电器外壳的高硬度涂层。
实施例5
本发明提出的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层，其原料按重量份包括：苯丙乳液115份、酚醛树脂65份、水性聚氨酯乳液55份、凹凸棒土3份、硅藻土5份、甲基羟乙基纤维素3份、乙基纤维素7份、硅微粉2份、氧化锌5份、纳米蒙脱土2份、石墨4份、重质碳酸钙4.5份、滑石粉7份、改性助剂2份、增稠剂8份、分散剂2份、阻燃剂4份、消泡剂1.5份、硅烷偶联剂KH-760 4份、二乙二醇甲醚2.5份、二丙二醇甲醚4.5份、丙二醇苯醚4.5份、水22份。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将4份活性硅酸钙和1.5份改性重质碳酸钙混合均匀，在58℃温度下密封低速搅拌15min，然后与4.5份纳米白炭黑、3份煅烧高岭土、5份木质纤维粉、2.5份空心玻璃微珠和4份黄麻纤维混合均匀，48℃密封低速搅拌9min，再加入3份氢氧化镁、3.5份甲基丙烯酸酯、1.5份硅烷偶联剂KH-570和4份润滑剂，升温至136℃，低速搅拌18min，出料，冷却至室温得到改性助剂。
改性助剂的制备工艺中，改性重质碳酸钙按如下工艺进行制备：按重量份将5.5份桐油酸加热到62℃，保温35min，然后加入1.5份顺丁烯二酸混合均匀，继续升温至145℃，保温85min，然后加入3.5份丙酮和4份水混合均匀，室温静置35min，冷却至室温得到物料a；将2份重质碳酸钙加入高速分散机中，升温至52℃，然后加入物料a混合均匀，搅拌15min，干燥至恒重，粉碎，过215目筛，冷却至室温得到改性重质碳酸钙。
本发明的一种铝制充电器外壳的高硬度涂层的制备方法，包括如下步骤：
S1、将甲基羟乙基纤维素与水性聚氨酯乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入酚醛树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散28min，球磨后冷却至室温得到物料a，其中球磨时间为65min，球磨温度为44℃；
S2、将凹凸棒土、硅藻土、纳米蒙脱土、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行球磨，其中，球磨转速为2500r/min，球磨温度为88℃，球磨时间为35min，然后加入氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌15min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、将甲基羟乙基纤维素和乙基纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓慢加入混合粉料A，以800转/分的速度搅拌45min后移至高速搅拌机，加入物料a，以3850转/分的速度分散25min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入硅烷偶联剂KH-760、改性助剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以440r/min的速度搅拌38in，然后球磨分散2.8h，即得铝制充电器外壳的高硬度涂层。
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。