一種耐磨涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐磨涂料及其制備方法，包括甲乙兩組份，甲組分為一雙組份組合物由A、B組分按A:B=1:1的比例混合成，甲組分中的A組分包括以下組分：E-20環(huán)氧樹脂、碳化硅微粉、氟化石墨及偶聯(lián)劑；甲組分中的B組分包括以下組分：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、異丙醇鋁、乙烯基三乙氧基硅烷及溶劑：25-20份；乙組分包括以下組份：固化劑、消泡劑、流平劑及溶劑；將甲組分中的A、B組分單獨(dú)制備，然后并將AB組分進(jìn)行混合，最后將甲乙組分進(jìn)行固化得到耐磨涂料。
【專利說明】一種耐磨涂料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于涂料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種耐磨涂料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，新材料作為21世紀(jì)的三大龍頭行業(yè)之一，顯然尤為重要，在一定程度上也代表著國家的工業(yè)進(jìn)步和發(fā)展，涂料作為耐腐蝕材料是最為重要的領(lǐng)域之一。
[0003]涂料是涂布于物體表面在一定的條件下能形成薄膜而起保護(hù)、裝飾或其他特殊功能，如絕緣、防銹、防霉、耐熱等的一類液體或固體材料。涂料的種類很多，其配方不同所能達(dá)到的特殊功能就不一樣。
[0004]目前市場(chǎng)上的耐磨涂料主要用于鋼鐵行業(yè)和機(jī)械行業(yè)，磨損是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備中經(jīng)常遇到的問題，設(shè)備會(huì)因此發(fā)生故障、損壞、甚至報(bào)廢。耐磨件的防護(hù)以及磨損部位的修復(fù)一直是工業(yè)設(shè)備、軸承、機(jī)床、發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域最為關(guān)注的問題。而耐磨涂料就扮演了重要的角色，在工業(yè)、軍用領(lǐng)域?qū)⑿迯?fù)與防護(hù)的作用發(fā)揮得淋漓盡致，提高行業(yè)相關(guān)零件的耐磨性，降低耐磨材料的消耗，延長耐磨材料的使用壽命，對(duì)提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率，降低成本，節(jié)約能源具有重要的意義。
[0005]對(duì)于設(shè)備磨損的防護(hù)，通常是加入潤滑劑、使用金屬鍍層等方法，而潤滑劑的使用有其使用條件和領(lǐng)域，金屬鍍層的高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速、長時(shí)間條件仍易發(fā)生磨損。耐磨涂料是一種自身具有良好潤滑條件和相應(yīng)抗機(jī)械作用的固體材料，它既能彌補(bǔ)兩接觸面由于摩擦而造成的磨損缺陷，又能使兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)面具有良好的潤滑減磨作用。同時(shí)，耐磨涂料對(duì)進(jìn)入摩擦兩接觸面間的金屬雜質(zhì)還具有一定的預(yù)埋性。
[0006]目前，現(xiàn)有涂料的耐磨能力一般，在一些需要暴露在外的涂抹部位經(jīng)常受到摩擦涂料很容易磨損，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用的涂料增加設(shè)備零部件的耐磨性，但在600°C以下的易磨損環(huán)境中涂料的耐磨性，光澤，附著等性能存在諸多不足，磨損具有經(jīng)常性和不可避免性，研究磨損和不斷發(fā)展的耐磨材料具有重要的應(yīng)用價(jià)值，隨著科技的飛速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，高性能耐磨涂料的應(yīng)用將越來越受到人們重視。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種耐磨涂料及其制備方法，該耐磨涂料具有較好的透明性和抗紫外能力，且該耐磨涂料的具有良好的耐磨抗劃傷性，而且涂層平整，附著力強(qiáng)具有很好的耐磨性、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，該耐磨涂料的制備方法簡單、節(jié)能，成本低廉。
[0008]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種耐磨涂料，包括甲乙兩組份，甲組分為一雙組份組合物由A、B組分按A:B=1:1.5的比例混合成，甲乙以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
甲組分中的A組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:E-20環(huán)氧樹脂:10-15份，碳化硅微粉:15-25份，氟化石墨:15-20份；偶聯(lián)劑:20-25
份；
甲組分中的B組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
甲基丙烯酸甲酯:40-45份，丙烯酸丁酯:25-30份，異丙醇鋁:5_10份，乙烯基三乙氧基硅烷:10-15份；溶劑:20-25份；
乙組分以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括含以下組份:
固化劑:20-50份，消泡劑:2-8份，流平劑:2-8份，溶劑:10-15份；
其中，碳化娃微粉為黑碳化娃且粒徑為6 μ m ;氟化石墨粒徑為5-10 μ m ;偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y- (2，3環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種混合物。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
前述耐磨涂料中，E-20環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量450_500g/eq。
[0010]前述耐磨涂料中，甲乙組分中的溶劑均為二甲苯、乙酸乙酯或正丁醇中的一種或幾種混合物。
[0011]前述耐磨涂料中，固化劑為間苯二胺、二乙烯三胺、聚酰胺中的一種。
[0012]前述耐磨涂料中，消泡劑為二甲基硅油、有機(jī)硅、聚醋酸乙烯酯中的一種。
[0013]前述耐磨涂料中，流平劑為聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或丙烯酸中的一種。
[0014]上述耐磨涂料的制備方法，具體步驟如下:
(一)甲組分的制備
a:取E-20環(huán)氧樹脂在一定150-20(TC下熔融，然后加入溶劑加熱攪拌，待樹脂溶好后，加入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌10_15min，加入碳化硅微粉和氟化石墨，充分?jǐn)嚢?，采用超聲波分?-10min，得到耐磨涂料甲組分中的A組分待用；
b:在裝有溫度計(jì)、攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷和二甲苯組成的混合液，水浴加熱至80°C，攪拌速度為100-150轉(zhuǎn)/min，同時(shí)將過氧化苯甲酰和二甲苯的混合液加入滴液漏斗中，以1-2滴/s的速率滴加lh，完畢后在80°C繼續(xù)反應(yīng)lh，即得到預(yù)聚物；取10ml去離子水于三口瓶中，加熱至85°C，按水與異丙醇鋁的物質(zhì)的量比為200:1加入三口瓶中，水解反應(yīng)1.5h，再升溫至950C，待蒸去大部分醇，滴加膠溶劑使其沉淀成膠，控制PH為3-5，85°C下回流數(shù)2_3h，制得透明鋁溶膠；將制得的鋁溶膠通過滴液漏斗滴加到預(yù)聚體中，在鹽酸的作用下劇烈攪拌一定時(shí)間，最后得到耐磨涂料甲組分中的B組分待用；
c:將步驟a中制備得到的A組分與步驟b得到的B組分按質(zhì)量比1:1.5稱量混合均勻待用；
(二)乙組分的制備
取計(jì)量好的固化劑、消泡劑和平流劑，用少量溶劑稀釋配成混合液待用；
(三)甲、乙組分的復(fù)合
將步驟(一)制備得到的甲組分與步驟(二)制備得到的乙組分按質(zhì)量比稱量混合均勻固化得到耐磨涂料的成品。
[0015]本發(fā)明的有益效果是: 本發(fā)明所述的一種耐磨涂料，具有良好的耐磨抗劃傷性，而且涂層平整，附著力強(qiáng)。
[0016]本發(fā)明通過加入碳化硅微粉和氟化石墨，碳化硅微分是一種陶瓷材料，具有很好的耐磨性、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，氟化石墨具有優(yōu)異的潤滑性能，碳化硅微粉和氟化石墨均勻地分散在涂料中，使得該涂料具有很好的耐磨效果。
[0017]本發(fā)明以E-20環(huán)氧樹脂為黏接劑，聚酰胺為固化劑，氟化石墨為潤滑劑，碳化硅微粉為耐磨填料，采用化學(xué)黏接法制備了一種耐磨涂料，較采用熱噴涂和氣相沉積法制備涂料，化學(xué)黏法制備耐磨涂料具有工藝簡單、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
[0018]本發(fā)明同時(shí)采用了鋁溶膠為原料通過溶膠-凝膠法制備了鋁的耐磨涂料，具有較好的透明性和抗紫外能力，且涂料的耐磨性也很強(qiáng)。

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種耐磨涂料，包括甲乙兩組份，甲組分為一雙組份組合物由A、B組分按A:B=1:1.5的比例混合成，甲乙以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
甲組分中的A組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
環(huán)氧當(dāng)量為450g/eq的E_20環(huán)氧樹脂:10份,粒徑為6 μ m黑碳化娃:25份,粒徑為7 μ m氟化石墨:17份；Y -氨丙基三乙氧基硅烷:20份；
甲組分中的B組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
甲基丙烯酸甲酯:43份，丙烯酸丁酯:25份，異丙醇鋁:10份，乙烯基三乙氧基硅烷:10份；二甲苯:20份；
乙組分以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括含以下組份:
間苯二胺:42份，有機(jī)硅:5份，聚二甲基硅氧烷:6份，二甲苯:13份；
上述耐磨涂料的制備方法，具體步驟如下:
(一)甲組分的制備
a:取E-20環(huán)氧樹脂在一定20(TC下熔融，然后加入溶劑加熱攪拌，待樹脂溶好后，力口入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌lOmin，加入碳化硅微粉和氟化石墨，充分?jǐn)嚢?，采用超聲波分?min，得到耐磨涂料甲組分中的A組分待用；
b:在裝有溫度計(jì)、攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷和二甲苯組成的混合液，水浴加熱至80°C，攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,同時(shí)將過氧化苯甲酰和二甲苯的混合液加入滴液漏斗中，以I滴/s的速率滴加lh，完畢后在80°C繼續(xù)反應(yīng)lh，即得到預(yù)聚物；取10ml去離子水于三口瓶中，加熱至85°C，按水與異丙醇鋁的物質(zhì)的量比為200:1加入三口瓶中，水解反應(yīng)1.5h，再升溫至95°C，待蒸去大部分醇，滴加膠溶劑使其沉淀成膠，控制PH為3，85°C下回流數(shù)2.5h，制得透明鋁溶膠；將制得的鋁溶膠通過滴液漏斗滴加到預(yù)聚體中，在鹽酸的作用下劇烈攪拌一定時(shí)間，最后得到耐磨涂料甲組分中的B組分待用；
c:將步驟a中制備得到的A組分與步驟b得到的B組分按質(zhì)量比1:1.5稱量混合均勻待用；
(二)乙組分的制備
取固化劑、消泡劑和平流劑，用溶劑稀釋配成混合液待用； (三)甲、乙組分的復(fù)合
將步驟(一)制備得到的甲組分與步驟(二)制備得到的乙組分按質(zhì)量比稱量混合均勻固化得到耐磨涂料的成品。
[0020]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種耐磨涂料，包括甲乙兩組份，甲組分為一雙組份組合物由A、B組分按A:B=1:1.5的比例混合成，甲乙以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
甲組分中的A組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
環(huán)氧當(dāng)量為500g/eq的E_20環(huán)氧樹脂:14份,粒徑為6 μ m黑碳化娃:15份,粒徑為10 μ m氟化石墨:20份；3_甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:25份；
甲組分中的B組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
甲基丙烯酸甲酯:45份，丙烯酸丁酯:25份，異丙醇鋁:5份，乙烯基三乙氧基硅烷:13份；正丁醇:23份；
乙組分以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括含以下組份:
二乙烯三胺:35份，二甲基硅油:8份，丙烯酸:2份，正丁醇:10份；
上述耐磨涂料的制備方法，具體步驟如下:
(一)甲組分的制備
a:取E-20環(huán)氧樹脂在一定150°C下熔融，然后加入溶劑加熱攪拌，待樹脂溶好后，力口入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌15min，加入碳化硅微粉和氟化石墨，充分?jǐn)嚢?，采用超聲波分?min，得到耐磨涂料甲組分中的A組分待用；
b:在裝有溫度計(jì)、攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷和二甲苯組成的混合液，水浴加熱至80°C，攪拌速度為125轉(zhuǎn)/min,同時(shí)將過氧化苯甲酰和二甲苯的混合液加入滴液漏斗中，以I滴/s的速率滴加lh，完畢后在80°C繼續(xù)反應(yīng)lh，即得到預(yù)聚物；取10ml去離子水于三口瓶中，加熱至85°C，按水與異丙醇鋁的物質(zhì)的量比為200:1加入三口瓶中，水解反應(yīng)1.5h，再升溫至95°C，待蒸去大部分醇，滴加膠溶劑使其沉淀成膠，控制PH為5，85°C下回流數(shù)2h，制得透明鋁溶膠；將制得的鋁溶膠通過滴液漏斗滴加到預(yù)聚體中，在鹽酸的作用下劇烈攪拌一定時(shí)間，最后得到耐磨涂料甲組分中的B組分待用；
c:將步驟a中制備得到的A組分與步驟b得到的B組分按質(zhì)量比1:1.5稱量混合均勻待用；
(二)乙組分的制備
取固化劑、消泡劑和平流劑，用溶劑稀釋配成混合液待用；
(三)甲、乙組分的復(fù)合
將步驟(一)制備得到的甲組分與步驟(二)制備得到的乙組分按質(zhì)量比稱量混合均勻固化得到耐磨涂料的成品。
[0021]實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種耐磨涂料，包括甲乙兩組份，甲組分為一雙組份組合物由A、B組分按A:B=1:1.5的比例混合成，甲乙以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
甲組分中的A組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
環(huán)氧當(dāng)量為480g/eq的E_20環(huán)氧樹脂:15份,粒徑為6 μ m黑碳化娃:22份,粒徑為5 μ m氟化石墨:15份；γ - (2，3環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷:22份；
甲組分中的B組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
甲基丙烯酸甲酯:40份，丙烯酸丁酯:30份，異丙醇鋁:6份，乙烯基三乙氧基硅烷:15份；乙酸乙酯:20份；
乙組分以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括含以下組份:
聚酰胺:50份，聚醋酸乙烯酯:2份，聚甲基苯基硅氧烷:8份，乙酸乙酯:15份；
上述耐磨涂料的制備方法，具體步驟如下:
(一)甲組分的制備
a:取E-20環(huán)氧樹脂在一定185°C下熔融，然后加入溶劑加熱攪拌，待樹脂溶好后，力口入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌13min，加入碳化硅微粉和氟化石墨，充分?jǐn)嚢?，采用超聲波分散lOmin，得到耐磨涂料甲組分中的A組分待用；
b:在裝有溫度計(jì)、攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷和二甲苯組成的混合液，水浴加熱至80°C，攪拌速度為150轉(zhuǎn)/min,同時(shí)將過氧化苯甲酰和二甲苯的混合液加入滴液漏斗中，以2滴/s的速率滴加lh，完畢后在80°C繼續(xù)反應(yīng)lh，即得到預(yù)聚物；取10ml去離子水于三口瓶中，加熱至85°C，按水與異丙醇鋁的物質(zhì)的量比為200:1加入三口瓶中，水解反應(yīng)1.5h，再升溫至95°C，待蒸去大部分醇，滴加膠溶劑使其沉淀成膠，控制PH為4，85°C下回流數(shù)3h，制得透明鋁溶膠；將制得的鋁溶膠通過滴液漏斗滴加到預(yù)聚體中，在鹽酸的作用下劇烈攪拌一定時(shí)間，最后得到耐磨涂料甲組分中的B組分待用；
c:將步驟a中制備得到的A組分與步驟b得到的B組分按質(zhì)量比1:1.5稱量混合均勻待用；
(二)乙組分的制備
取固化劑、消泡劑和平流劑，用溶劑稀釋配成混合液待用；
(三)甲、乙組分的復(fù)合
將步驟(一)制備得到的甲組分與步驟(二)制備得到的乙組分按質(zhì)量比稱量混合均勻固化得到耐磨涂料的成品。
[0022]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨涂料，其特征在于:包括甲乙兩組份，所述甲組分為一雙組份組合物由A、B組分按A:B=1:1.5的比例混合成，所述甲乙以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分: 所述甲組分中的A組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分: E-20環(huán)氧樹脂:10-15份，碳化硅微粉:15-25份，氟化石墨:15-20份；偶聯(lián)劑:20-25份； 所述甲組分中的B組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分: 甲基丙烯酸甲酯:40-45份，丙烯酸丁酯:25-30份，異丙醇鋁:5_10份，乙烯基三乙氧基硅烷:10-15份；溶劑:20-25份； 所述乙組分以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括含以下組份: 固化劑:20-50份，消泡劑:2-8份，流平劑:2-8份，溶劑:10-15份； 其中，所述碳化硅微粉為黑碳化硅且粒徑為6 μ m ;所述氟化石墨粒徑為5-10 μ m ;所述偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y - (2，3環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨涂料，其特征在于:所述的E-20環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量450-500g/eq。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨涂料，其特征在于:所述的甲乙組分中的溶劑均為二甲苯、乙酸乙酯或正丁醇中的一種或幾種混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨涂料，其特征在于:所述的固化劑為間苯二胺、二乙烯三胺、聚酰胺中的一種。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨涂料，其特征在于:所述的消泡劑為二甲基硅油、有機(jī)硅、聚醋酸乙烯酯中的一種。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨涂料，其特征在于:所述的流平劑為聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基娃氧燒或丙稀酸中的一種。
7.如權(quán)利要求1-6任一權(quán)利要求所述耐磨涂料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (一)甲組分的制備 a:取E-20環(huán)氧樹脂在一定150-20(TC下熔融，然后加入溶劑加熱攪拌，待樹脂溶好后，加入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌10-15min，加入碳化硅微粉和氟化石墨，充分?jǐn)嚢瑁捎贸暡ǚ稚?-10min，得到耐磨涂料甲組分中的A組分待用； b:在裝有溫度計(jì)、攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷和二甲苯組成的混合液，水浴加熱至80°C，攪拌速度為100-150轉(zhuǎn)/min，同時(shí)將過氧化苯甲酰和二甲苯的混合液加入滴液漏斗中，以1-2滴/s的速率滴加lh，完畢后在80°C繼續(xù)反應(yīng)lh，即得到預(yù)聚物；取10ml去離子水于三口瓶中，加熱至85°C，按水與異丙醇鋁的物質(zhì)的量比為200:1加入三口瓶中，水解反應(yīng)1.5h，再升溫至950C，待蒸去大部分醇，滴加膠溶劑使其沉淀成膠，控制PH為3-5，85°C下回流數(shù)2_3h，制得透明鋁溶膠；將制得的鋁溶膠通過滴液漏斗滴加到預(yù)聚體中，在鹽酸的作用下劇烈攪拌一定時(shí)間，最后得到耐磨涂料甲組分中的B組分待用； c:將步驟a中制備得到的A組分與步驟b得到的B組分按質(zhì)量比1:1.5稱量混合均勻待用； (二)乙組分的制備 取計(jì)量好的固化劑、消泡劑和平流劑，用少量溶劑稀釋配成混合液待用； (三)甲、乙組分的復(fù)合 將步驟(一)制備得到的甲組分與步驟(二)制備得到的乙組分按質(zhì)量比稱量混合均勻固化得到耐磨涂料的成品。
【文檔編號(hào)】C08F220/14GK104231831SQ201410475745
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】鄭化, 陳廷生, 劉小林 申請(qǐng)人:江蘇海晟涂料有限公司