一种用于选矿摇床的易固化耐磨生漆涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于耐磨涂料技术领域。更具体地，涉及一种用于选矿摇床的易固化耐磨 生漆涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 选矿摇床被作为重选设备，曾广泛用于砂金等矿物的分选，主要用于选金或选煤 等。选矿摇床可以使矿粒按其密度和粒度不同而沿不同方向运动，并从给矿槽开始沿对角 线呈扇形展开，依次沿床面的边沿排出，排矿线很长，能精确地产出多种质量不同的产物， 如精矿、次精矿、中精矿和尾矿等。摇床的表面性能，尤其是耐磨性能，对于选矿效果及设备 的维护是至关重要的因素之一。传统的摇床耐磨涂层一般用生漆涂刷，但是作为中国传统 的涂料产品，生漆也有许多弱点，比如漆膜干燥时间长、颜色单一、价格昂贵、有毒性、漆酚 对人体还容易引起过敏、不耐强氧化剂、耐碱性差、施工受温湿度影响较大等，一般在温度 25~30°C，相对湿度大于80~90 %的条件下，才能顺利的干燥固化成膜。现在，摇床耐磨涂 层多用化学合成涂料或用玻璃钢树脂化学合成涂料或玻璃钢树脂，但是，由于表面光滑，摩 擦系数小，选矿率低。
[0003] 虽然生漆具有上述的缺点，但是生漆涂刷的摇床具有一定的耐磨性，摩擦力适中， 选矿率高于化学合成涂料和玻璃钢树脂摇床，是一种高性能的生物基材料，是目前世界上 已知涂料中唯一不需要化学合成、能在漆酶的催化作用下完成生物转化、常温即可固化成 膜的天然生物高分子材料，对环境不会构成任何破坏。由于生漆特殊的结构和成膜机制，生 漆不仅具有很强的抗腐蚀、抗强酸以及抗有机溶剂能力，而且有耐高温、耐磨损、防辐射、绝 缘等性能，在工业设备设施保护上具有得天独厚的综合性能优势。因此，对生漆进行改性成 为了生漆应用和研究的重点。开展生漆改性技术攻关，保留其优势的同时，克服其缺陷，可 为生漆可持续发展寻找出路，另辟蹊径。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是克服现有生漆受温湿度影响较大、低温低湿条件下干 燥慢、需要在恒温恒湿条件下施工的缺陷和不足，提供一种不受温湿度影响的能在低温、低 湿条件下施工的耐磨生漆涂料，克服了生漆施工条件要求较高，需要特定的温湿环境的缺 陷，常温即可干燥固化，可以缩短生漆的施工周期、降低生产成本，而且保留了生漆耐磨性、 摩擦力适中的优势。
[0005] 本发明的目的是提供一种用于选矿摇床的易固化耐磨生漆涂料。
[0006] 本发明另一目的是提供上述易固化耐磨生漆涂料的制备方法。
[0007] 本发明的再一目的是提供上述易固化耐磨生漆涂料的应用。
[0008] 本发明上述目的通过以下技术方案实现：
[0009] -种用于选矿摇床的易固化耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆 60 %~75 %，纳晶纤维素 10~18 %，改性剂8 %~15 %，分散剂1 %~7 %，稀释剂5 %~8%， 功能性助剂2%~5%，偶联剂0.5~1.5%。
[0010] 优选地，所述用于选矿摇床的易固化耐磨生漆涂料由以下质量百分比的组分制 成:生漆64%，纳晶纤维素13%，改性剂10%，分散剂3%，稀释剂6%，功能性助剂3%，偶联 剂1%〇
[0011] 其中，所述纳晶纤维素的制备方法为：
[0012] S1.以棉浆为原料，打浆处理后进行酸水解反应，通过加水稀释终止反应；
[0013] S2.然后经超声、离心、透析得到不含电解质的中性纳晶纤维素悬浮液，进一步浓 缩、干燥得到纳晶纤维素固体。
[0014] 优选地，步骤S1所述的酸为硫酸。
[0015]优选地，步骤S2所述干燥的方式为冷冻干燥或有机溶剂脱水干燥。
[0016] 更进一步优选地，步骤S1所述棉浆的含水量为70% ;所述硫酸的浓度为64wt %。 [0017] 步骤S1所述反应的条件为50°C下反应5小时;步骤S2所述超声的时间为3~5min。
[0018] 优选地，所述生漆为陕西安康、汉中、城口、毛坝或秦岭地区所产的生漆中的一种。
[0019] 优选地，所述改性剂为苯乙烯、植物油或甲基丙烯酸甲酯；所述分散剂为聚乙烯 蜡;所述稀释剂为200号溶剂油和/或松节油;所述功能性助剂为KD550或膨润土;所述偶联 剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。本领域技术人员可以在 实际操作中按照需求不同而自行搭配使用。
[0020] 进一步地，所述植物油优选为桐油和/或亚麻油。
[0021] 更优选地，所述植物油为质量比为1:1.5~4的桐油和亚麻油。
[0022] 上述用于选矿摇床的易固化耐磨生漆涂料的制备方法包括步骤如下：
[0023] (1)将生漆和稀释剂在常温下搅拌、混合，再依次加入纳晶纤维素、分散剂、偶联 剂，边加边搅拌，混合均勾后研磨过滤出漆料;其中所述的搅拌速度为1000~1400r/min;
[0024] (2)再加入改性剂和功能性助剂混匀，用稀释剂调整黏度。
[0025] 本发明为了克服温湿度对生漆固化的限制，做了大量的研究和探索，发现纳晶纤 维素(NCC)对于生漆干燥性能具有很好的优化作用。纳晶纤维素也称为纤维素纳米晶，是对 纤维素进行酸解得到的呈棒状的高长径比纳米材料，具有巨大的比表面积、优良的力学性 能、无毒、可生物降解等特点。本发明在传统生漆中引入了纳晶纤维素，利用纳晶纤维素的 良好吸水性以及流变性、触变性和增稠性，可以使NCC在水介质中形成凝胶体的特性，具有 赋型、粘合、吸水膨胀、抗结块、助流、吸油、稳定、崩溃、分散等特性，能够很好的改善生漆的 加工性能，调控生漆的干燥性，制得的耐磨生漆涂料能在低温、低湿条件下干燥，利于设备 低温施工，不需要恒温恒湿条件，突破了温湿条件的限制。
[0026] 本发明利用纳晶纤维素与生漆和其他助剂的合理复配，不仅克服了生漆施工条件 要求较高，需要特定的温湿环境的缺陷，使得生漆涂料不受温湿度影响，能在低温、低湿条 件下固化;而且还保留了生漆耐磨性好、摩擦力适中的优势。经验证证明，该耐磨漆具有优 异的耐腐蚀能力，耐酸、耐水、耐介质性能优良。
[0027]本发明具有以下有益效果：
[0028]本发明利用纳晶纤维素与生漆和其他助剂的合理复配，克服了生漆施工条件要求 较高、需要特定的温湿环境的缺陷，使得生漆涂料不受温湿度影响，能在低温、低湿条件下 固化，实现了常温施工，能够缩短生漆的施工周期、降低生产成本。
[0029] 本发明的生漆涂料同时还保留了生漆耐磨性好、摩擦力适中的优势。经验证证明， 该耐磨生漆涂料具有优异的耐腐蚀能力，耐酸、耐水、耐介质性能优良。
【具体实施方式】
[0030] 以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的 限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0031] 除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0032] 实施例1
[0033] 1、一种用于选矿摇床的易固化耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生 漆64%，纳晶纤维素13%，改性剂10%，聚乙烯蜡3%，松节油6%，膨润土3%，偶联剂1 %。
[0034] 其中，所述纳晶纤维素由以下制备方法制备得到：
[0035] S1.称取3g(以绝干计）打浆甩干(水分含量约为70%)后的棉浆纤维，置于1000mL 三口烧瓶中，搅拌下缓慢滴入90g浓度为64wt %的硫酸溶液，恒温50°C下反应5小时，加入 600mL去离子水停止反应；
[0036] S2.超声处理3~5min，静置分层;对下层固体离心洗涤后在去离子水中透析至pH 值接近于7,得纳晶纤维素悬浮液;冷冻干燥或有机溶剂脱水后得固体纳晶纤维素。
[0037]所述生漆为安康漆，产地陕西安康。
[0038]所述改性剂为质量比为1:1.5~4的桐油和亚麻油。
[0039] 所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
[0040] 2、制备方法
[0041] (1)将生漆和稀释剂在常温下搅拌、混合，再依次加入纳晶纤维素、分散剂、偶联 剂，边加边搅拌，混合均勾后研磨过滤出漆料;其中所述的搅拌速度为1000~1400r/min;
[0042] (2)再加入改性剂和功能性助剂混匀，用稀释剂调整黏度。
[0043] 3、上述制备的易固化耐磨生漆涂料的性能测试
[0044] 利用上述制备的耐磨生漆涂料对选矿摇床进行涂层测试，本实施例采用实验室小 试方法，分别在10~40°C、相对湿度45~90%的不同梯度下，对摇床床面的钢板材料进行涂 层实验，具体涂层方法按照本领域常规方法进行。
[0045] 结果显示，所制备的易固化耐磨生漆涂料在不同的温度、湿度梯度下均能够很好 的干燥固化，无需特别的控制温度和湿度;而且漆膜不脱落、不起泡、不龟裂，摩擦力适中。
[0046] 实施例2
[0047] 1、一种用于选矿摇床的易固化耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生 漆60%~75%，纳晶纤维素10~18%，桐油8%~15%，聚乙烯蜡1 %~7%，200号溶剂油5% ~8%，KD5502%~5%，偶联剂0.5~1.5%。
[0048] 所述生漆为汉中漆，产地汉中。
[0049] 所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
[0050] 2、制备方法同实施例1。