一种高温耐磨卷材及其制备方法与流程

文档序号:12344592阅读:462来源:国知局

本发明涉及高分子涂料和卷材技术领域,尤其涉及一种高温耐磨卷材及其制备方法。



背景技术:

工业生产环境越来越复杂,环境要求越来越高;高温、防滑、耐磨、清洁是诸如屠宰、溶胶、豆制品等生产环境对地面的基本要求。此类环境区域不仅存在高温水冲洗、冷热交替等情况,而且还存在重载现象,其对高温情况下的耐磨要求很高。

然而,目前市场上能兼具高温情况下有很好的耐磨性能的地面材料极少。例如,石材、瓷砖虽耐高温但是缝隙较多,不易清洁;环氧自流平、橡胶地板的耐磨好,但是不耐温,高温下不耐磨。

申请公布号为CN104946124A的中国发明专利申请文献公开了一种耐高温耐磨抗静电涂料,该涂料包括以下组分:聚苯硫醚树脂35~60份、聚酯树脂20~35份、环氧树脂10~25份、聚四氟乙烯2~15份、聚全氟乙丙烯树脂15~30份、羧基粉末丁腈橡胶2~6份、氨基树脂1~3份、碳纳米管3~10份、纳米氧化锌8~15份、炭黑3~10份、聚乙二醇2~8份、山梨糖醇酐单脂肪酸酯1~3份、导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩分散体1~5份、甲乙酮肟0.3~1.2份、水30~65份、含氨基的硅烷偶联剂1~2.5份、消泡剂0.3~1份、增稠剂0.2~1份、流平剂4~7份、成膜助剂15~30份。

申请公布号为CN105647349A的中国发明专利申请文献公开了一种高温耐磨改性环氧树脂涂料,以重量份计,该涂料包括以下组分:有机硅改性环氧树脂20-30份,有机钛改性环氧树脂20-35份,聚酰亚胺5-8份,煤矸石粉2-6份,纳米氮化钛1-3份,二硫化钼1.5-2份,成膜助剂2-3份,偶联剂0.3-0.7份,固化剂2-4份,增稠剂0.5-1份,去离子水20-40份。

上述涂料或地板虽有一定的耐磨性能,但是高温环境下的耐磨性能还有待提高。有必要提供一种在高温环境下耐磨性能仍然优异的卷材,以满足复杂生产环境对地面的需求。



技术实现要素:

本发明提供了一种高温耐磨卷材及其制备方法,该卷材不仅耐高温,还能在高温环境下保持耐磨性好、易清洁、抗污等性能。

一种高温耐磨卷材,为层状结构,包括依次层叠的高温耐磨层、耐温层和玻璃纤维布层;

所述高温耐磨层由第一涂料固化形成,所述第一涂料的重量百分比组成为:

所述耐温层由第二涂料固化形成,所述第二涂料由重量比为100:20~35的A组分和B组分组成;

其中,以质量百分数计,A组分的组成为:

B组分的组成为:

固化剂 90~97%;

其余为固化促进剂。

上述高温耐磨卷材的最上层为高温耐磨层,既能够耐高温,又能够在高温环境下耐磨防滑;该高温耐磨层采用的第一涂料中聚酯树脂具有良好的耐高温性,有机硅树脂具有硅氧键,增强耐温性能的同时赋予涂层耐水性、耐化学品性、耐油性;而耐磨填料能够提高第一涂料的耐磨性。高温耐磨卷材的中层为耐温层,通过添加具有耐高温特性的酚醛环氧树脂,实现该层的耐高温性。

作为优选,所述聚酯树脂为饱和聚酯树脂,固含量为55~75%,羟值为55~130mg KOH/g。该类树脂配合固化树脂后,具有固化速度快,硬度高,高耐温,耐湿性良好,附着力和柔韧性好的特点。

作为优选,以质量百分数计,所述耐磨填料由以下组分组成:白刚玉30~50%,玻璃粉20~30%,聚酰胺蜡5~10%;其余为陶瓷粉、石英粉、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡中的至少一种;

或者,以质量百分数计,所述耐磨添加剂由以下组分组成:白刚玉40~60%,石英粉20~30%,聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡1~5%;其余为陶瓷粉、玻璃粉、聚酰胺蜡中的至少一种。

上述耐磨填料组分中,白刚玉、玻璃粉、陶瓷粉、石英粉属于高硬度无机材料,起到骨架抗磨作用;聚酰胺蜡、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡属于软性耐磨添加剂,主要起到减磨作用。软性和硬性耐磨填料的组合使用,可以大大提高耐磨性。

作为优选,所述固化树脂为甲醚化氨基树脂,固含量为55~90%。该类固化树脂在涂料固化过程中起交联剂的作用,与聚酯树脂可进行共缩聚反应,其本身也进行自缩聚反应,使涂料交联固化。涂料固化后光泽与丰满度极优,具有优良的抗冲击性能和极高的硬度,同时具有较好的柔韧性和附着力。

耐磨材料的目数若过低,会导致卷材表面粗糙,影响卷材表面的清洁性。作为优选,所述耐磨填料的细度为200~1000目。

常规色浆的耐高温能力较差,在高温环境下易出现颜色变色或颜色分布不均等现象,为保证本发明卷材能够适用于高温环境;作为优选,所述色浆为耐高温色浆,最大耐温温度大于260℃,细度<150nm。

作为优选,所述酚醛环氧树脂的环氧当量为150~250g/eq。

更优选,所述酚醛环氧树脂为双酚A型酚醛环氧树脂,该双酚A型酚醛环氧树脂含有的环氧基团数量的均值≥3,环氧值为0.4~0.65eq/100g。该双酚A型酚醛环氧树脂具有高耐温性、高耐热性、活性大、交联密度大、结构紧密、机械强度高等特点。

进一步地,第一涂料中,所述分散剂为BYK-310和BYK-378中的至少一种;所述消泡剂为BYK-066N和BYK141中的一种;所述流平剂为BYK320和BYK399中的一种;色浆为耐温280℃的T-1系列或者溶剂型耐温300℃的R系列色浆。

第二涂料中,所述稀释剂为AGE、BGE和苯甲醇中的至少一种;所述增韧剂为ZR-05、ZR-41中至少一种;所述分散剂为BYK181、BYK104和BYK104S中的至少一种;所述消泡剂为BYK550和ST660中的一种;所述流平剂为KH354和BYK320中的一种;色浆为耐温270℃的环氧基体PE系列或者溶剂型耐温300℃的R系列色浆。

作为优选,所述玻璃纤维布层采用硅橡胶玻璃纤维布;玻璃纤维布层的厚度为0.2~1.7mm,克重为400~2500g/m2

本发明还提供了一种所述高温耐磨卷材的制备方法,包括:

(1)将所述耐温树脂涂料涂布于玻璃纤维布上,固化后,形成耐温层;

(2)在所述耐温层上涂布第一涂料,固化后,形成高温耐磨层;

(3)冷却、切边收卷,得到所述高温耐磨卷材。

进一步地,步骤(1)中,固化温度为130~150℃,固化时间为10~25min;步骤(2)中,固化温度为165~190℃,固化时间为15~30min。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

(1)本发明采用聚酯树脂、有机硅树脂和固化树脂进行复配,并引入耐磨填料,得到了高温环境下能够保持高耐磨性能的高温耐磨型涂料,并利用该涂料制备卷材,获得既耐高温,又在高温环境下保持耐磨性好、易清洁、抗污等性能的高温耐磨卷材。

(2)本发明采用了硅橡胶玻璃纤维布,实现了直接涂布涂料、并且耐高温,使得制备工艺简单化,制备工序简单。

具体实施方式

下列实施例中所涉及的材料来源为:聚酯树脂696-60(天津国隆化工有限公司);有机硅树脂FS-99(深圳飞盛达新材料有限公司);氨基树脂M12-80、全甲基醚化氨基树脂M606(天津国隆化工有限公司);酚醛环氧树脂F-44(江苏三木化工有限公司);稀释剂AGE、BGE、苯甲醇(湖北绿色家园化工有限责任公司);白刚玉、玻璃粉、陶瓷粉、石英粉(杭州高科复合材料有限公司);聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、聚酰胺蜡(南雄市三拓化学工业有限公司);色浆R-2、T-11(上海正安工贸有限公司);增韧剂ZR-05、ZR-41(深圳飞盛达新材料有限公司);润湿分散剂BYK181、BYK310,消泡剂BYK550、BYK066N,流平剂KH354、320(上海毕克助剂有限公司);固化剂A9(常州润崭景编新材料有限公司)、固化促进剂K54(上海羽帆化工科技有限公司)。

实施例1

一、涂料的制备

(1)高温耐磨层第一涂料(即高温耐磨涂料)的制备:将55份固含量为60%且羟值为60的饱和聚酯树脂696-60;2份有机硅树脂FS-99;0.5份分散剂BYK310;0.2份消泡剂BYK066N、0.3份流平剂320;28份耐磨填料;5份T-11色浆(最大耐温温度为280℃,细度为100nm);8份固含量为76%的氨基树脂M12-80;1份滑石粉;搅拌均匀后,过滤得到高温耐磨层的第一涂料。

其中,耐磨填料的组成为:50份白刚玉,30份玻璃粉,5份聚酰胺蜡,15份聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡;上述材料混合后得到耐磨填料;细度为300目。

(2)耐温层第二涂料A组分的制备:50份酚醛环氧树脂F-44;10份稀释剂AGE;5份增韧剂ZR-05;0.5份分散剂BYK181;0.2份消泡剂BYK550、0.3份流平剂KH354;5份色浆R-2(最大耐温温度为300℃,细度为100nm);29份碳酸钙;搅拌均匀后,过滤得到耐温层第二涂料A组分。

(3)耐温层第二涂料B组分的制备:95份固化剂A9;5份固化促进剂K54。进行混合,搅拌均匀后,制得B组分。

(4)耐温层第二涂料A、B组分按100:35的重量比混合,搅拌均匀后,制得耐温层第二涂料。

二、卷材的制备

具体步骤如下:

(1)将耐温层第二涂料涂布于0.3mm厚,克重为450g/m2的玻璃纤维布上,150℃温度下烘烤23min;固化后,形成耐温层;

(2)在耐温层上涂布第一涂料,165℃温度下烘烤30min;固化后,形成高温耐磨层;

(3)冷却、切边收卷,得到所述高温耐磨卷材。

经测试:100℃测试耐磨0.003g,100℃测试表面铅笔硬度为3H,柔韧性为(检测标准GB 1731)。

实施例2

一、涂料的制备

(1)高温耐磨层第一涂料(即高温耐磨涂料)的制备:将40份固含量为60%且羟值为60的饱和聚酯树脂696-60;6份有机硅树脂FS-99;1份分散剂BYK378;0.2份消泡剂BYK141、0.3份流平剂BYK320;20份耐磨填料;3.5份色浆R-2(最大耐温温度为300℃,细度为50nm);12份固含量为76%的氨基树脂M12-80;17份滑石粉;搅拌均匀后,过滤得到高温耐磨层第一涂料。

其中,耐磨填料的组成为:40份白刚玉,20份石英粉,5份聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡,35份玻璃粉;上述材料混合后得到耐磨填料;细度为400目

(2)耐温层第二涂料A组分的制备:40份酚醛环氧树脂F-44;10份稀释剂AGE;4.5份增韧剂ZR-05;1份分散剂BYK181;0.3份消泡剂BYK550、0.2份流平剂KH354;5份色浆R-2(最大耐温温度为300℃,细度为50nm);39份滑石粉;搅拌均匀后,过滤得到耐温层第二涂料A组分。

(3)耐温层第二涂料B组分的制备:97份固化剂A9;3份固化促进剂K54;进行混合,搅拌均匀后,制得B组分

(4)耐温层第二涂料A、B组分按100:22的重量比混合,搅拌均匀后,制得耐温层第二涂料。

二、卷材的制备

具体步骤如下:

(1)将耐温层第二涂料涂布于0.8mm厚,克重为1200g/m2玻璃纤维布层上,130℃温度下烘烤25min;固化后,形成耐温层;

(2)在耐温层上涂布第一涂料,190℃温度下烘烤15min;固化后,形成高温耐磨层;

(3)冷却、切边收卷,得到所述高温耐磨卷材。

经测试:100℃测试耐磨0.004g,100℃测试表面铅笔硬度为3H,柔韧性为(检测标准GB 1731)。

实施例3

一、涂料的制备

(1)高温耐磨层第一涂料(即高温耐磨涂料)的制备:将45份固含量为62%且羟值为60的饱和聚酯树脂696-60;5份有机硅树脂FS-99;0.5份分散剂BYK310;0.2份消泡剂BYK141、0.3份流平剂BYK399;30份耐磨填料;5份色浆T-2(最大耐温温度为280℃,细度为120nm);10份固含量为75%的氨基树脂M12-80;4份碳酸钙;搅拌均匀后,过滤得到高温耐磨层第一涂料。

其中,耐磨填料的组成为:30份白刚玉,30份玻璃粉,10份聚酰胺蜡,20份陶瓷粉,10份石英粉;上述材料混合后得到耐磨填料;细度为500目。

(2)耐温层第二涂料A组分的制备:40份酚醛环氧树脂F-44;8份稀释剂AGE;3份增韧剂ZR-05;0.5份分散剂BYK181;0.3份消泡剂BYK550、0.2份流平剂KH354;5份色浆PE-2(最大耐温温度为270℃,细度为100nm);43份滑石粉;搅拌均匀后过滤得到耐温层第二涂料A组分。

(3)耐温层第二涂料B组分的制备:94份固化剂A9;6份固化促进剂K54;进行混合,搅拌均匀后,制得B组分

(4)耐温层第二涂料A、B组分按100:26的重量比混合,搅拌均匀后,制得耐温层第二涂料。

二、卷材的制备

具体步骤如下:

(1)将耐温层第二涂料涂布于1.0mm厚,克重为1800g/m2玻璃纤维布上,140℃温度下烘烤20min;固化后,形成耐温层;

(2)在耐温层上涂布第一涂料,180℃温度下烘烤25min;固化后,形成高温耐磨层;

(3)冷却、切边收卷,得到所述高温耐磨卷材。

经测试:100℃测试耐磨0.004g,100℃测试表面铅笔硬度为3H,柔韧性为(检测标准GB 1731)。

实施例4

一、涂料的制备

(1)高温耐磨层第一涂料(即高温耐磨涂料)的制备:将50份固含量为59%且羟值为60的饱和聚酯树脂696-60;5份有机硅树脂FS-99;1份分散剂BYK378;0.3份消泡剂BYK141、0.2份流平剂BYK320;29份耐磨填料;4.5份色浆T-2(最大耐温温度为280℃,细度为100nm);10份固含量为78%的氨基树脂M12-80;搅拌均匀后,过滤得到高温耐磨层第一涂料。

其中,耐磨填料的组成为:60份白刚玉,30份石英粉,5份聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡,5份陶瓷粉;上述材料混合后得到耐磨填料;细度为600目。

(2)耐温层第二涂料A组分的制备:45份酚醛环氧树脂F-44;10份稀释剂AGE;5份增韧剂ZR-05;0.5份分散剂BYK181;0.2份消泡剂BYK550、0.3份流平剂KH354;5份色浆EP-2(最大耐温温度为270℃,细度为100);34份碳酸钙;搅拌均匀后,过滤得到耐温层第二涂料A组分。

(3)耐温层第二涂料B组分的制备:97份固化剂A9;3份固化促进剂K54;进行混合,搅拌均匀后,制得B组分

(4)耐温层第二涂料A、B组分按100:28的重量比混合,搅拌均匀后,制得耐温层第二涂料。

二、卷材的制备

具体步骤如下:

(1)将耐温层第二涂料涂布于1.5mm厚,克重为2000g/m2玻璃纤维布上,150℃温度下烘烤15min;固化后,形成耐温层;

(2)在耐温层上涂布第一涂料,175℃温度下烘烤28min;固化后,形成高温耐磨层;

(3)冷却、切边收卷,得到所述高温耐磨卷材。

经测试:100℃测试耐磨0.003g,100℃测试表面铅笔硬度为3H,柔韧性为(检测标准GB 1731)。

对比例1

一、涂料的制备

本对比例除高温耐磨涂料中采用8份的固含量为97%的全甲醚化氨基树脂M606替代实施例1中的部分甲基醚化氨基树脂M12-80,其余步骤与实施例1相同。

二、制备方法与实施例1完全相同。

经测试:100℃测试耐磨0.003g,100℃测试表面铅笔硬度为2H,柔韧性为(检测标准GB 1731)。

对比例2

一、涂料的制备

本对比例除高温耐磨涂料中采用28份的石英粉替代实施例1中的耐磨填料,其余步骤与实施例1相同。

二、制备方法与实施例1完全相同。

经测试:100℃测试耐磨0.01g,100℃测试表面铅笔硬度为2H,柔韧性为(检测标准GB 1731)。

对比例3

一、涂料的制备

本对比例除高温耐磨涂料中采用20份的滑石粉替代实施例1中的耐磨填料,其余步骤与实施例2相同。

二、制备方法与实施例2完全相同。

经测试:100℃测试耐磨0.008g,100℃测试表面铅笔硬度为2H,柔韧性为(检测标准GB 1731)。

对比例4

一、涂料的制备

本对比例除高温耐磨涂料中采用50份的固含量为70%的热固性丙烯酸树脂S811-70替代实施例4中的饱和聚酯树脂696-60,其余步骤与实施例4相同。

二、制备方法与实施例4完全相同。

经测试:100℃测试耐磨0.01g,100℃测试表面铅笔硬度为2H,柔韧性为(检测标准GB 1731)。

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