一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其原料按重量份包括：丙烯酸改性聚氨酯45-50份，水溶性酚醛樹脂22-25份，甘油環(huán)氧樹脂23-26份，改性石墨烯8-10份，輕質(zhì)碳酸鈣4-7份，氣相二氧化硅3-5份，成膜助劑1.1-1.4份，消泡劑0.7-1份，分散劑2.1-2.4份，顏料3-6份，潤濕劑1.6-1.9份，流平劑1.1-1.5份，流變助劑1.4-1.7份，去離子水60-65份。本發(fā)明機(jī)械性能高、耐磨性能好，能夠滿足工程機(jī)械用水性涂料的需求。
【專利說明】一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械用水性涂料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們在享受物質(zhì)生活更加豐富的同時，也越加意識到環(huán)保問題的嚴(yán)重性，水性涂料正是在這種大背景下產(chǎn)生的，因其節(jié)約資源、低毒無污染且安全性較溶劑型涂料更高，而被應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域，工程機(jī)械領(lǐng)域就是其中之一，然而，工程機(jī)械大多為戶外作業(yè)，作業(yè)環(huán)境相對惡劣，對涂料的機(jī)械性能和耐磨性能提出了很高的要求，而目前的工程機(jī)械用水性涂料不能滿足這種需求，所以，研制一種機(jī)械性能高、耐磨性能好的工程機(jī)械用水性涂料十分必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基本【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，機(jī)械性能高、耐磨性能好，能夠滿足工程機(jī)械用水性涂料的需求。
[0004]本發(fā)明提出的一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括:丙烯酸改性聚氨酯45-50份，水溶性酚醛樹脂22-25份，甘油環(huán)氧樹脂23-26份，改性石墨烯8-10份，輕質(zhì)碳酸鈣4-7份，氣相二氧化硅3-5份，成膜助劑1.1-1.4份，消泡劑0.7-1份，分散劑2.1-2.4份，顏料3-6份，潤濕劑1.6-1.9份，流平劑1.1-1.5份，流變助劑1.4-1.7份，去離子水60-65份；
改性石墨烯的制備過程中，按重量份將0.8-1.2份石墨烯和6-9份硫酸/硝酸配合液放入置于65-68°C水浴中的第一反應(yīng)容器混合均勻后進(jìn)行第一超聲分散得到物料A，第一次超聲分散時間為1.4-2h,第一次超聲分散時間為1.4-1.8h,第一次超聲分散的頻率為15-18KHZ，第一次超聲分散的功率為800-900W;將物料A投入3_6 X 13份去離子水中，調(diào)節(jié)pH值為6.8-7.1后第一次陳化0.8-1.lh，抽濾、干燥得到物料B ;將物料B、6_9份二氯亞砜、3-5份N，N- 二甲基甲酰胺放入溫度為70-73°C的第二反應(yīng)容器，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫16_18h后減壓蒸餾0.5-0.8h，第二次陳化0.6-lh后抽濾、干燥得到物料C ;將物料C、2-4份三乙烯四胺加入第三反應(yīng)容器混合均勻進(jìn)行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為2.2-3h，第二次超聲分散的頻率為50-55KHZ，第二次超聲分散的功率為900-1000W，再把第三反應(yīng)容器溫度升高至105-108°C并保溫2.2-2.8h，減壓蒸餾0.5-0.8h后，抽濾、干燥得到改性石墨烯；
其中硫酸/硝酸配合液是濃度為96-98wt%的硫酸溶液和濃度為50-53wt%的硝酸溶液按3-4:1-2的體積比配制的混合溶液。
[0005]優(yōu)選地，水溶性酚醛樹脂的制備過程中，甲醛與苯酚的摩爾比為2.8_3.2:0.8_1.I ο
[0006]優(yōu)選地，丙烯酸改性聚氨酯、水溶性酚醛樹脂、甘油環(huán)氧樹脂的重量比為46-48:23-24:24-25.,
[0007]優(yōu)選地，改性石墨烯、輕質(zhì)碳酸I丐、氣相二氧化娃的重量比為8.5-9:5~6:3.5-4。
[0008]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:丙烯酸改性聚氨酯46-48份，水溶性酚醛樹脂23-24份，甘油環(huán)氧樹脂24-25份，改性石墨烯8.5-9份，輕質(zhì)碳酸鈣5-6份，氣相二氧化硅3.5-4份，成膜助劑1.2-1.3份，消泡劑0.8-0.9份，分散劑2.2-2.3份，顏料4-5份，潤濕劑1.7-1.8份，流平劑1.2-1.4份，流變助劑1.5-1.6份，去離子水63-64份。
[0009]優(yōu)選地,改性石墨烯的制備過程中，按重量份將0.9-1.1份石墨烯和7-8份硫酸/硝酸配合液放入置于66-671水浴中的第一反應(yīng)容器混合均勻后進(jìn)行第一超聲分散得到物料八，第一次超聲分散時間為1.5-1.61！，第一次超聲分散的頻率為16-171^2，第一次超聲分散的功率為850-8801；將物料4投入4-5X 103份去離子水中，調(diào)節(jié)邱值為6.8-7.1后第一次陳化0.9-111，抽濾、干燥得到物料8 ；將物料8、7-8份二氯亞砜、3.5-4份隊(duì)化二甲基甲酰胺放入溫度為71-721的第二反應(yīng)容器，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫16.5-171！后減壓蒸餾0.6-0.711，第二次陳化0.8-0.911后抽濾、干燥得到物料0 ；將物料12.5-3份三乙烯四胺加入第三反應(yīng)容器混合均勻進(jìn)行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為2.4-2.8匕第二次超聲分散的頻率為52-541(?，第二次超聲分散的功率為930-9601，再把第三反應(yīng)容器溫度升高至106-1071并保溫2.4-2.6匕減壓蒸餾0.6-0.7匕后，抽濾、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是濃度為96-980%的硫酸溶液和濃度為51-520%的硝酸溶液按3.2-3.6:1.2-1.6的體積比配制的混合溶液。
[0010]本發(fā)明采用丙烯酸改性聚氨酯、水溶性酚醛樹脂和甘油環(huán)氧樹脂作為成膜物質(zhì)，大大增強(qiáng)了本發(fā)明的機(jī)械性能和耐磨性能，同時，能夠很好地分散于去離子水中，保證了本發(fā)明具有較好的流平性；而改性石墨烯、輕質(zhì)碳酸鈣、氣相二氧化硅的添加，則大大提高了本發(fā)明的機(jī)械性能和耐磨性能，其中改性石墨烯是由石墨烯經(jīng)三乙烯四胺改性制成的，改性過程中，三乙烯四胺與石墨烯表面環(huán)氧基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，形成的新的側(cè)鏈能與鄰位碳原子上的羥基反應(yīng)，形成雙鍵和羥胺，從而一方面大大提高了石墨烯在去離子水中的分散性、降低了石墨烯的團(tuán)聚現(xiàn)象，進(jìn)而易于向使用本發(fā)明的材料表面擴(kuò)散，從而提高本發(fā)明的附著力，另一方面改性石墨烯界面能增強(qiáng)，能夠有效嵌入并深度融合于本發(fā)明的成膜物質(zhì)中，大大提高了本發(fā)明的機(jī)械強(qiáng)度，同時，在受到?jīng)_擊、摩擦等作用力時，本發(fā)明上的載荷能夠通過界面快速轉(zhuǎn)移到機(jī)械性能極強(qiáng)的改性石墨烯上，從而吸收更多的作用力，增強(qiáng)了本發(fā)明的耐磨性能。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0012]實(shí)施例1
本發(fā)明提出的一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其原料按重量份包括:丙烯酸改性聚氨酯50份，水溶性酚醛樹脂22份，甘油環(huán)氧樹脂26份，改性石墨烯8份，輕質(zhì)碳酸鈣7份，氣相二氧化硅3份，成膜助劑1.4份，消泡劑0.7份，分散劑2.4份，顏料3份，潤濕劑1.9份，流平劑1.1份，流變助劑1.7份，去離子水60份；其中，水溶性酚醛樹脂的制備過程中，甲醛與苯酚的摩爾比為3.2:0.8 ；
改性石墨烯的制備過程中，按重量份將0.8份石墨烯和9份硫酸/硝酸配合液放入置于65°C水浴中的第一反應(yīng)容器混合均勻后進(jìn)行第一超聲分散得到物料A，第一次超聲分散時間為2h,第一次超聲分散時間為1.4h,第一次超聲分散的頻率為18KHz,第一次超聲分散的功率為800W ;將物料A投入6 X 13份去離子水中，調(diào)節(jié)pH值為6.8后第一次陳化1.1h,抽濾、干燥得到物料B ;將物料B、6份二氯亞砜、5份N，N-二甲基甲酰胺放入溫度為70°C的第二反應(yīng)容器，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫18h后減壓蒸餾0.5h，第二次陳化Ih后抽濾、干燥得到物料C ;將物料C、2份三乙烯四胺加入第三反應(yīng)容器混合均勻進(jìn)行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為3h，第二次超聲分散的頻率為50KHz，第二次超聲分散的功率為1000W，再把第三反應(yīng)容器溫度升高至105°C并保溫2.8h，減壓蒸餾0.5h后，抽濾、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是濃度為98wt%的硫酸溶液和濃度為50wt%的硝酸溶液按4:1的體積比配制的混合溶液。
[0013]實(shí)施例2
本發(fā)明提出的一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其原料按重量份包括:丙烯酸改性聚氨酯45份，水溶性酚醛樹脂25份，甘油環(huán)氧樹脂23份，改性石墨烯10份，輕質(zhì)碳酸鈣4份，氣相二氧化硅5份，成膜助劑1.1份，消泡劑I份，分散劑2.1份，顏料6份，潤濕劑1.6份，流平劑1.5份，流變助劑1.4份，去離子水65份；其中，水溶性酚醛樹脂的制備過程中，甲醛與苯酚的摩爾比為2.8:1.1 ;
改性石墨烯的制備過程中，按重量份將1.2份石墨烯和6份硫酸/硝酸配合液放入置于68°C水浴中的第一反應(yīng)容器混合均勻后進(jìn)行第一超聲分散得到物料A，第一次超聲分散時間為1.4h,第一次超聲分散時間為1.8h,第一次超聲分散的頻率為15KHz,第一次超聲分散的功率為900W ;將物料A投入3 X 13份去離子水中，調(diào)節(jié)pH值為7.1后第一次陳化0.8h，抽濾、干燥得到物料B ;將物料B、9份二氯亞砜、3份N，N-二甲基甲酰胺放入溫度為73°C的第二反應(yīng)容器，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫16h后減壓蒸餾0.8h，第二次陳化0.6h后抽濾、干燥得到物料C ;將物料C、4份三乙烯四胺加入第三反應(yīng)容器混合均勻進(jìn)行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為2.2h，第二次超聲分散的頻率為55KHz，第二次超聲分散的功率為900W，再把第三反應(yīng)容器溫度升高至108°C并保溫2.2h，減壓蒸餾0.8h后，抽濾、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是濃度為96wt%的硫酸溶液和濃度為53wt%的硝酸溶液按3:2的體積比配制的混合溶液。
[0014]實(shí)施例3
本發(fā)明提出的一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其原料按重量份包括:丙烯酸改性聚氨酯48份，水溶性酚醛樹脂23份，甘油環(huán)氧樹脂25份，改性石墨烯8.5份，輕質(zhì)碳酸鈣6份，氣相二氧化硅3.5份，成膜助劑1.3份，消泡劑0.8份，分散劑2.3份，顏料4份，潤濕劑1.8份，流平劑1.2份，流變助劑1.6份，去離子水63份；其中，水溶性酚醛樹脂的制備過程中，甲醛與苯酚的摩爾比為3.1:0.9 ;
改性石墨烯的制備過程中，按重量份將0.9份石墨烯和8份硫酸/硝酸配合液放入置于66°C水浴中的第一反應(yīng)容器混合均勻后進(jìn)行第一超聲分散得到物料A，第一次超聲分散時間為1.6h，第一次超聲分散的頻率為16KHz，第一次超聲分散的功率為880W ;將物料A投入4X 13份去離子水中，調(diào)節(jié)pH值為7.1后第一次陳化0.9h，抽濾、干燥得到物料B ;將物料B、8份二氯亞砜、3.5份N，N-二甲基甲酰胺放入溫度為72°C的第二反應(yīng)容器，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫16.5h后減壓蒸餾0.7h，第二次陳化0.Sh后抽濾、干燥得到物料C ;將物料C、3份三乙烯四胺加入第三反應(yīng)容器混合均勻進(jìn)行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為
2.處，第二次超聲分散的頻率為541(?，第二次超聲分散的功率為9301，再把第三反應(yīng)容器溫度升高至1071并保溫2.處，減壓蒸餾0.71！后，抽濾、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是濃度為96被％的硫酸溶液和濃度為52被％的硝酸溶液按3.6: 1.6的體積比配制的混合溶液。
[0015]實(shí)施例4
本發(fā)明提出的一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其原料按重量份包括:丙烯酸改性聚氨酯46份，水溶性酚醛樹脂24份，甘油環(huán)氧樹脂24份，改性石墨烯9份，輕質(zhì)碳酸鈣5份，氣相二氧化硅4份，成膜助劑1.2份，消泡劑0.9份，分散劑2.2份，顏料5份，潤濕劑1.7份，流平劑1.4份，流變助劑1.5份，去離子水64份；其中，水溶性酚醛樹脂的制備過程中，甲醛與苯酚的摩爾比為2.9:1 ；
改性石墨烯的制備過程中，按重量份將1.1份石墨烯和7份硫酸/硝酸配合液放入置于671水浴中的第一反應(yīng)容器混合均勻后進(jìn)行第一超聲分散得到物料八，第一次超聲分散時間為1.5匕第一次超聲分散的頻率為17狃2，第一次超聲分散的功率為8501 ；將物料八投入5 X 103份去離子水中，調(diào)節(jié)邱值為6.8后第一次陳化1卜，抽濾、干燥得到物料8 ；將物料8、7份二氯亞砜、4份隊(duì)^二甲基甲酰胺放入溫度為711的第二反應(yīng)容器，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫171！后減壓蒸餾0.6匕第二次陳化0.9匕后抽濾、干燥得到物料0 ；將物料12.5份三乙烯四胺加入第三反應(yīng)容器混合均勻進(jìn)行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為2.8匕第二次超聲分散的頻率為52腿2，第二次超聲分散的功率為9601，再把第三反應(yīng)容器溫度升高至1061并保溫2.6匕減壓蒸餾0.6卜后，抽濾、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是濃度為98被％的硫酸溶液和濃度為51被％的硝酸溶液按3.2: 1.2的體積比配制的混合溶液。
[0016]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括:丙烯酸改性聚氨酯45-50份，水溶性酚醛樹脂22-25份，甘油環(huán)氧樹脂23-26份，改性石墨烯.8-10份，輕質(zhì)碳酸鈣4-7份，氣相二氧化硅3-5份，成膜助劑1.1-1.4份，消泡劑0.7-1份，分散劑2.1-2.4份，顏料3-6份，潤濕劑1.6-1.9份，流平劑1.1-1.5份，流變助劑1.4-1.7份，去尚子水60-65份； 改性石墨烯的制備過程中，按重量份將0.8-1.2份石墨烯和6-9份硫酸/硝酸配合液放入置于65-68°C水浴中的第一反應(yīng)容器混合均勻后進(jìn)行第一超聲分散得到物料A，第一次超聲分散時間為1.4-2h,第一次超聲分散時間為1.4-1.8h,第一次超聲分散的頻率為.15-18KHZ，第一次超聲分散的功率為800-900W ;將物料A投入3_6 X 13份去離子水中，調(diào)節(jié)pH值為6.8-7.1后第一次陳化0.8-1.lh，抽濾、干燥得到物料B ;將物料B、6_9份二氯亞砜、.3-5份N，N-二甲基甲酰胺放入溫度為70-73°C的第二反應(yīng)容器，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫16_18h后減壓蒸餾0.5-0.8h，第二次陳化0.6-lh后抽濾、干燥得到物料C ;將物料C、2-4份三乙烯四胺加入第三反應(yīng)容器混合均勻進(jìn)行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為2.2-3h，第二次超聲分散的頻率為50-55KHZ，第二次超聲分散的功率為900-1000W，再把第三反應(yīng)容器溫度升高至105-108°C并保溫2.2-2.8h，減壓蒸餾0.5-0.8h后，抽濾、干燥得到改性石墨烯； 其中硫酸/硝酸配合液是濃度為96-98wt%的硫酸溶液和濃度為50-53wt%的硝酸溶液按3-4:1-2的體積比配制的混合溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其特征在于，水溶性酚醛樹脂的制備過程中，甲醛與苯酚的摩爾比為2.8-3.2:0.8-1.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其特征在于，丙烯酸改性聚氨酯、水溶性酚醛樹脂、甘油環(huán)氧樹脂的重量比為46-48:23-24:24_25。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其特征在于，改性石墨烯、輕質(zhì)碳酸鈣、氣相二氧化硅的重量比為8.5-9:5-6:3.5-4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括:丙烯酸改性聚氨酯46-48份，水溶性酚醛樹脂23-24份，甘油環(huán)氧樹脂24-25份，改性石墨烯8.5-9份，輕質(zhì)碳酸鈣5_6份，氣相二氧化硅3.5-4份，成膜助劑.1.2-1.3份，消泡劑0.8-0.9份，分散劑2.2-2.3份，顏料4_5份，潤濕劑1.7-1.8份，流平劑.1.2-1.4份，流變助劑1.5-1.6份，去離子水63-64份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述高機(jī)械性能耐磨工程機(jī)械用水性涂料，其特征在于，改性石墨烯的制備過程中，按重量份將0.9-1.1份石墨烯和7-8份硫酸/硝酸配合液放入置于66-67°C水浴中的第一反應(yīng)容器混合均勻后進(jìn)行第一超聲分散得到物料A，第一次超聲分散時間為1.5-1.6h，第一次超聲分散的頻率為16-17KHZ，第一次超聲分散的功率為850-880W ;將物料A投入4-5 X 13份去離子水中，調(diào)節(jié)pH值為6.8-7.1后第一次陳化.0.9-lh，抽濾、干燥得到物料B ;將物料B、7-8份二氯亞砜、3.5-4份N，N- 二甲基甲酰胺放入溫度為71-72°C的第二反應(yīng)容器，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫16.5-17h后減壓蒸餾0.6-0.7h，第二次陳化0.8-0.9h后抽濾、干燥得到物料C ;將物料C、2.5-3份三乙烯四胺加入第三反應(yīng)容器混合均勻進(jìn)行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為2.4-2.8h，第二次超聲分散的頻率為52-54KHZ，第二次超聲分散的功率為930-960W，再把第三反應(yīng)容器溫度升高至106-107°C并保溫2.4-2.6h，減壓蒸餾0.6-0.7h后，抽濾、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是濃度為96-98wt%的硫酸溶液和濃度為51-52wt%的硝酸溶液按.3.2-3.6:1.2-1.6的體積比配制的混合溶液。
【文檔編號】C09D175/14GK104356926SQ201410612663
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】馬從勇 申請人:僑健新能源科技（蘇州）有限公司