耐高温水性涂料的制作方法

1.本发明属于工业涂料技术领域，尤其涉及一种耐高温水性涂料。


背景技术：

2.气候变化已经驱动全世界努力减少二氧化碳等温室气体排放，实现人类社会可持续发展。由于大气污染的日益严重，我国各地环保部门不断深耕细化环保措施，溶剂型涂料产品的使用已经受到越来越严格的政策制度的制约。
3.在耐高温涂料领域，目前国内市场的主流产品以传统的溶剂型有机硅类产品为主，溶剂型产品含有大量的有机溶剂和其它可挥发性组分，存在危险、不环保等显著缺点。性能卓越的耐高温水性涂料产品核心材料及配方工艺的技术门槛较高，技术主要掌握在国外企业手中。为此有必要提供一种耐高温水性涂料产品，克服上述问题，以此满足市场需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种耐高温水性涂料，利用具有特殊笼状结构的笼型倍半硅氧烷改性有机硅树脂乳液，大大提高了涂料的耐高温性、耐候性和耐腐蚀性。
5.为了实现上述发明目的，本发明采取如下的技术方案：
6.一种耐高温水性涂料，其特征在于，所述耐高温水性涂料由以下组成制成，各组份的重量份为：改性有机硅树脂乳液55～65份，去离子水5～10份，分散剂3～5份，填料5～8份，颜料15～25份，助剂3～5份。
7.优选的，所述改性有机硅树脂乳液为添加了端羟基硅氧烷的甲基苯基有机硅树脂乳液，端羟基硅氧烷的添加量重量份为5～10。
8.优选的，所述端羟基硅氧烷为多羟基笼型倍半硅氧烷，其制备过程如下：在冰浴条件下，将物质的量之比为1:2的γ-氨丙基三乙氧基硅烷缓慢滴加到缩水甘油中，置于23℃下反应1h，将获得的中间产物溶解于甲醇中，并加入一定量3.2％的氢氟酸溶液，室温下再反应2h后烘干溶剂、于40℃下干燥所得。
9.优选的，所述改性有机硅树脂乳液粘度为250-350mpas，固体含量为45-55％。
10.优选的，所述分散剂为多聚磷酸钠分散剂水溶液，20％有效分。
11.优选的，所述颜料为铜铬黑或铁锰黑。
12.优选的，所述填料为滑石粉和云母粉。
13.优选的，所述助剂包含成膜助剂、基材润湿剂、水性消泡剂、增稠剂和流平剂。
14.优选的，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚或乙二醇丁醚。
15.耐高温水性涂料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
16.1)将制得的多羟基笼型倍半硅氧烷溶解于甲苯中制得多羟基笼型倍半硅氧烷溶液，逐步添加到有机硅树脂乳液中，进行高速搅拌混合均匀得到改性有机硅树脂乳液；
17.2)将去离子水、成膜助剂、基材润湿剂、分散剂、消泡剂混合后进行低速搅拌；
18.3)再依次加入填料、颜料，低速搅拌混合，再进行高速研磨；
19.4)最后，低速搅拌下，逐步加入1)中的改性有机硅树脂乳液，并依次加入流平剂、增稠剂调整产品至适合施工的粘度。
20.本发明具有如下有益效果：
21.(1)采用甲基苯基有机硅树脂作为耐高温涂料的主体成膜物，分子构造主结构中的硅氧烷键(si-o-si)具有强大的键合能量和很高的热分解温度，故而能够提高涂料的耐热性和耐候性。
22.(2)利用端羟基笼型倍半硅氧烷对有机硅树脂进行改性，因其特殊的笼状结构，且分子量与分子尺寸均较一般的无机填料大，故而笼型倍半硅氧烷可以很好地控制聚合物分子的链运动，从而大大提高涂料体系的使用温度。
23.(3)此外，端羟基笼型倍半硅氧烷立方体的八个角为活性羟基，这种特殊的结构使得改性有机硅乳液具有较好的相容性和稳定性，且端羟基笼型倍半硅氧烷的纳米尺寸结构，可以保持有机高分子材料体系的应力应变性能，从而可以增加涂层致密性，提高涂料的耐腐蚀以及耐氧化稳定性。
附图说明：
24.图1为本发明的端羟基笼型倍半硅氧烷的结构示意图。
具体实施方式：
25.实施例1
26.多羟基笼型倍半硅氧烷的制备过程如下：在冰浴条件下，将物质的量之比为1:2的γ-氨丙基三乙氧基硅烷缓慢滴加到缩水甘油中，置于23℃下反应1h，将获得的中间产物溶解于甲醇中，并加入一定量3.2％的氢氟酸溶液，室温下再反应2h，然后蒸发除去溶剂，再40℃真空干燥得到无色透明固体状的多羟基笼型倍半硅氧烷。
27.改性有机硅树脂乳液的制备过程如下：为将多羟基笼型倍半硅氧烷溶解于甲苯中制得浓度为50％的溶液，将此溶液按多羟基笼型倍半硅氧烷质量份为8％逐步添加到50％固含的甲基苯基有机硅树脂乳液中，同时进行高速搅拌混合均匀。
28.耐高温水性涂料的制备过程如下：
29.1)将9％的去离子水、1.2％的成膜助剂、0.5％的基材润湿剂、3％水溶液分散剂、0.2％的水性消泡剂混合后进行低速搅拌均匀。其中成膜助剂选用二丙二醇甲醚，基材润湿剂选用空气化学104e产品，水溶液分散剂选用澳汉盛川化工的多聚磷酸钠分散剂和byk 190水性分散剂，两者用量质量份分别为1.2％和1.8％，水性消泡剂选用byk 024产品。
30.2)再依次加入5％的填料和20％的颜料，低速搅拌混合均匀后，再进行高速研磨。其中填料选用滑石粉和云母粉，其用量分别是2.4％和3.2％，颜料选用铜铬黑。
31.3)在低速搅拌下，逐步加入60％的上述改性有机硅树脂乳液，并依次加入0.8％的增稠剂调整至适合施工粘度，再添加0.3％的流平剂改善施工性。其中增稠剂选用海明斯膨润土de产品，流平剂选用byk 381产品。
32.实施效果
33.将实施例1中的耐高温水性涂料涂布于马口铁上，湿膜厚度约为100μm，常温干燥24h后测得涂膜各性能指标如下：
34.序号测试项目测试标准测试结果1耐高温24小时@600℃色差δe≤0.52附着力gb9286≤13往复式耐磨bs7069≥30000次4耐冲击gb1732≥50kgcm5耐盐雾gb1771≥100小时
35.以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。


技术特征：
1.一种耐高温水性涂料，其特征在于，所述耐高温水性涂料由以下组成制成，各组份的重量份为：2.根据权利要求1所述的一种耐高温水性涂料，其特征在于，所述改性有机硅树脂乳液为添加了端羟基硅氧烷的甲基苯基有机硅树脂乳液，端羟基硅氧烷的添加量重量份为5～10。3.根据权利要求2所述的一种耐高温水性涂料，其特征在于，所述端羟基硅氧烷为多羟基笼型倍半硅氧烷，其制备过程如下：在冰浴条件下，将物质的量之比为1:2的γ-氨丙基三乙氧基硅烷缓慢滴加到缩水甘油中，置于23℃下反应1h，将获得的中间产物溶解于甲醇中，并加入一定量3.2％的氢氟酸溶液，室温下再反应2h后烘干溶剂、于40℃下干燥所得。4.根据权利要求1所述的一种耐高温水性涂料，其特征在于，所述改性有机硅树脂乳液粘度为250-350mpas，固体含量为45-55％。5.根据权利要求1所述的一种耐高温水性涂料，其特征在于，所述分散剂为多聚磷酸钠分散剂水溶液，20％有效分。6.如权利要求1所述的耐高温水性涂料，其特征在于，所述颜料为铜铬黑或铁锰黑。7.如权利要求1所述的耐高温水性涂料，其特征在于，所述填料为滑石粉和云母粉。8.根据权利要求1所述的一种耐高温水性涂料，其特征在于，所述助剂包含成膜助剂、基材润湿剂、水性消泡剂、增稠剂和流平剂。9.如权利要求6所述的耐高温水性涂料，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚或乙二醇丁醚。10.如权利要求1-9中任一项所述耐高温水性涂料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)将制得的多羟基笼型倍半硅氧烷溶解于甲苯中制得多羟基笼型倍半硅氧烷溶液，逐步添加到有机硅树脂乳液中，进行高速搅拌混合均匀得到改性有机硅树脂乳液；2)将去离子水、成膜助剂、基材润湿剂、分散剂、消泡剂混合后进行低速搅拌；3)再依次加入填料、颜料，低速搅拌混合，再进行高速研磨；4)最后，低速搅拌下，逐步加入1)中的改性有机硅树脂乳液，并依次加入流平剂、增稠剂调整产品至适合施工的粘度。

技术总结
本发明公开了一种耐高温水性涂料，各组份的重量份为：改性有机硅树脂乳液55～65、去离子水5～10、分散剂3～5、填料5～8、颜料15～25、助剂3～5。本发明耐高温水性涂料施工性能好，具有较高的耐高温性、耐候性和耐腐蚀性。耐候性和耐腐蚀性。耐候性和耐腐蚀性。


技术研发人员：马福文 陶蕾
受保护的技术使用者：南通立方新材料科技有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/3/27