專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬特殊防護(hù)涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是涉及到一種電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在世界范圍內(nèi)軌道交通快速發(fā)展，特別是電動(dòng)機(jī)車(chē)已經(jīng)是軌道交通的主流，并且電動(dòng)機(jī)車(chē)的行駛速度在不斷提高，而電動(dòng)機(jī)車(chē)在常年高速行駛的過(guò)程中，經(jīng)常遭受各種惡劣環(huán)境侵襲考驗(yàn)，尤其是行駛在高原軌道上的電動(dòng)機(jī)車(chē)，常常遭到寒流、冰雪、風(fēng)沙襲擊和強(qiáng)紫外線照射，這就對(duì)機(jī)車(chē)保護(hù)涂料的性能提出了更高的要求，用于電動(dòng)機(jī)車(chē)車(chē)體，尤其是車(chē)體頂部的保護(hù)涂料，除應(yīng)具有常規(guī)物化性能外，還應(yīng)具有防滑性、電絕緣性、隔熱性、彈縮性。涂膜的防滑性是為了保證機(jī)車(chē)維修人員行走安全；絕緣性是為了防止高壓電流擊穿；隔熱性是為了夏季反射、輻射太陽(yáng)光熱；彈縮性是為了抵抗嚴(yán)寒和風(fēng)沙沖擊。當(dāng)前用于電動(dòng)機(jī)車(chē)上的保護(hù)涂料一般為熱塑性丙烯酸涂料，由于漆膜硬而脆，在嚴(yán)寒或風(fēng)沙沖擊下很容易開(kāi)裂和損傷，縮短了電動(dòng)機(jī)車(chē)的使用效率，加大了電動(dòng)機(jī)車(chē)的維修成本。盡快研制出一種具有防滑性、抗電壓擊穿性、隔熱性、抗風(fēng)沙沖擊性及防腐性等特點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)車(chē)車(chē)體用的防護(hù)涂料是本技術(shù)領(lǐng)域中當(dāng)前急需研究解決的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有防滑性、抗電壓擊穿性、隔熱性、抗風(fēng)沙沖擊性及防腐性特點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料，同時(shí)也提供其制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料，以高羥基彈性聚酯和羥基丙烯酸樹(shù)脂按I : 0.3質(zhì)量比混拼為基體樹(shù)脂，以金紅石型鈦白粉、隔熱粉、絹云母、高嶺土、硫酸鋇、石英砂為顏填料，以納米SiO2為改性材料，在多種助劑和溶劑的配合下制備成甲組分，以HDI縮二脲N-75為乙組分，經(jīng)過(guò)制備工藝制成甲乙雙組份的電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料，其中甲組份分為中涂漆甲A組份和面漆甲B組份，并分別于乙組份混合后配套使用，各組份成分構(gòu)成如下中涂漆甲A組份彈性聚酯 25-35 丙烯酸樹(shù)脂12-20 分散劑 BYK-110 0.2-0. 5 消泡劑 BYK-053 0. 2-0. 4 防流掛劑 BYK-410 0. 5-1. 2 偶聯(lián)劑 HK-560 0. 2-0. 5 金紅石型欽白粉 12-20 高嶺土 5-10 硫酸鋇 5-10 云母粉 5-10 二甲苯 2-5 丙二醇甲醚醋酸酯1.5-3 醋酸丁酯 I. 5-3面漆甲B組份
彈性聚酯25-30
丙烯酸樹(shù)脂10-15
分散劑 BYK-110 0. 2-0. 5 消泡劑 BYK-053 0.2-0. 5 防流掛劑 BYK-410 0. 5-1.2偶聯(lián)劑 HK-560 0. 2-0. 5 金紅石型鈦白粉 15-20 納米 Si O22-4
隔熱粉6-10
石英砂20目10-30
高嶺土2-5 硫酸鋇2-5 云母粉2-5 二甲苯2-5
丙二醇甲醚醋酸酯1.5-3 醋酸丁酯1.5-3乙組份HDI 縮二脲 N-75 100 ；甲A組份和甲B組份分別與乙組份質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為100 14 ；以上各組分計(jì)量單位以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)。電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料的制備工藝，其制備步驟如下a.甲A組份的制備，將混合樹(shù)脂加入分散罐中，攪拌下加入甲A組份配方中各組份，高速分散lh，經(jīng)研磨細(xì)度達(dá)到20um，調(diào)整粘度達(dá)100-120S (涂_4杯)，攪拌均勻；b 甲B組份的制備，首先制備納米SiO2漿料，取IOOg基體樹(shù)脂+2g BYK-108高分子嵌段聚合物分散劑+溶劑+粉狀納米Si0215g，高速分散lh，再反復(fù)研磨成細(xì)度達(dá)小于IOOnm的漿料，制成SiO2漿料備用；然后按照甲A組份的制備工藝加入甲B組份配方中各組份及SiO2漿料，高速分散lh，經(jīng)研磨細(xì)度達(dá)到20um，最后加入石英砂，調(diào)整粘度達(dá)100-120S (涂-4杯)，攪拌均勻；(石英砂不參與研磨)c.乙組份HDI縮二脲N-75外購(gòu)后單獨(dú)包裝；d.按甲A組份和甲B組份分別與乙組份質(zhì)量比100 14稱(chēng)量攪拌混合均勻，噴涂于經(jīng)過(guò)防銹底漆處理過(guò)的基層上，先噴涂中涂漆，然后噴涂面漆，面漆覆蓋中涂漆，中涂漆和面漆的干膜厚度彡600um。本發(fā)明選定彈性聚酯與羥基丙烯酸樹(shù)脂以I : 0.3質(zhì)量比混拼而成，實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)聚酯樹(shù)脂與丙烯酸樹(shù)脂的質(zhì)量比為I : 0.3時(shí)制備的 涂料綜合性能較好，而涂膜的物化性能和抗電壓擊穿性能，與涂膜的交聯(lián)密度密切相關(guān)，以含羥基的混合樹(shù)脂為基料，以含異氰酸酯基的N-75為固化劑配漆時(shí)，當(dāng)m(-NCO) m(-OH) = I 1_1. I當(dāng)量比時(shí)，涂膜交聯(lián)反應(yīng)完全，形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)致密，斷裂功和彈性模量高，防水防腐蝕性好，抗電壓擊穿性強(qiáng)。其原因是彈性聚酯/聚氨脂體系的涂膜柔性好，延伸率及恢復(fù)率(彈縮性)高，耐沖擊性強(qiáng)，耐溫變、耐磨、電絕緣性好，但是耐紫外線老化性較差；羥基丙烯酸樹(shù)脂/聚氨酯體系的涂膜耐紫外線老化性好、附著力強(qiáng)、硬度較高，但是耐磨、耐沖擊、耐溫變性較差。將彈性聚酯樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂以一定比例混配、再以N-75交聯(lián)固化制備的涂膜，可取得二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果。機(jī)車(chē)防滑涂料因其使用部位的特殊性，要求涂膜不僅物化性能好且防滑，還應(yīng)具有優(yōu)異的抗電壓擊穿性，以確保機(jī)車(chē)行駛安全。因此，除了成膜物應(yīng)具有絕緣性以外，顏填料也必須選用非導(dǎo)電無(wú)機(jī)粉料，并且粒徑小、化學(xué)惰性強(qiáng)、對(duì)太陽(yáng)光反射率高、遮蓋率高、 吸油吸水率低，本發(fā)明選擇的是金紅石型鈦白粉，是由于金紅石型鈦白粉粒徑小、晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、遮蓋力強(qiáng)、折光指數(shù)高、化學(xué)惰性強(qiáng)且不導(dǎo)電。煅燒高嶺土、硫酸鋇、絹云母、石英砂均屬無(wú)機(jī)礦物，具有吸油吸水率低、耐化學(xué)介質(zhì)、不導(dǎo)電等特點(diǎn)。其中超細(xì)煅燒高嶺土由于具有一定的遮蓋力且廉價(jià)，在顏填料體系中可替代10-20%的鈦白粉；硫酸鋇可增加涂膜的硬度和耐磨性；云母粉因在涂膜中呈層狀排列，可提高涂膜的抗水、化學(xué)介質(zhì)、氧氣等的滲透性；石英砂硬度高、耐磨性好，常作地面涂料的耐磨防滑涂層。隔熱粉是以反射紅外波原理加工的高折射率白色顏料，是一種近紅外線反射顏料和填料與反射熱紅外線的超細(xì)無(wú)機(jī)粉體混配而成的顏料體系。雖然隔熱粉具備機(jī)車(chē)涂料對(duì)顏填料要求的一般特性，但是由于內(nèi)含部分陶瓷粉而具有弱導(dǎo)電性，不過(guò)當(dāng)其分散在面漆涂膜中后，受絕緣樹(shù)脂的包覆、非導(dǎo)電填料粒子的隔離、中涂漆絕緣層的阻斷，因此對(duì)電壓擊穿性的影響并不大，添加隔熱粉的目的是為了提高涂膜的太陽(yáng)熱反射隔熱作用。顏基比的大小對(duì)涂膜性能的影響較大。如果涂料的顏基比小，涂膜內(nèi)顏填料粒子被成膜物包覆層厚、粒子間距較大，不能形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)，則涂膜致密、抗介質(zhì)滲透性強(qiáng)、斷裂伸長(zhǎng)率大、伸長(zhǎng)變形能力強(qiáng)，但抗拉強(qiáng)度較低，斷裂功較低；如果顏基比太大，涂膜中的成膜物不足以完全包覆所有顏填料粒子，形成的涂膜疏松，則物化性能低。本發(fā)明選擇的顏基比為I : 1，涂膜的綜合性能良好。納米SiO2分子呈三維鏈狀結(jié)構(gòu)，比表面積大，表面自由能高，表面因嚴(yán)重配位不足而存在著不飽和殘鍵及不同狀態(tài)的羥基，具有較高活性，能與-NCO基反應(yīng)形成大于范德華的作用力，引發(fā)微裂紋，吸收能量的作用增強(qiáng)，可提高涂膜的儲(chǔ)存模量和熱變形溫度，納米細(xì)粒子填充于涂膜中較粗粒子空隙中，形成吸附中心和物理交聯(lián)點(diǎn)，大大提高了涂膜的致密度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、恢復(fù)率及附著力。納米3102還具有極強(qiáng)的紫外線屏蔽作用，對(duì)UVA(320-400nm波段)的屏蔽率達(dá)88% d#UVB(290-320nm波段)的屏蔽率為85% ;對(duì)UVC(200_290nm波段)的屏蔽率在70-80%范圍內(nèi)。因此，涂料中添加適量的納米SiO2，可顯著提高涂膜抗紫外線老化性，同時(shí)協(xié)同欽白粉和隔熱粉提聞涂I旲的太陽(yáng)光反射率和熱發(fā)射率，提聞涂I旲的隔熱性、耐沾污性和抗電壓擊穿性。，隨著納米SiO2用量的增加，機(jī)車(chē)防滑涂料的附著力、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、恢復(fù)率、耐磨性和耐人工老化性相應(yīng)提高，本發(fā)明選擇的納米SiO2用量為2-3% 時(shí)，涂膜的綜合性能良好。聚氨酯涂料用溶劑，除了其溶解力、揮發(fā)速度、低毒性以外，還要避免采用易與-NCO發(fā)生反應(yīng)的醇類(lèi)、醚醇類(lèi)溶劑，且必須達(dá)到不含水份的“氨酯級(jí)”標(biāo)準(zhǔn)， 酯類(lèi)、酮類(lèi)、芳烴類(lèi)是聚氨酯涂料常用的溶劑。選擇溶解度參數(shù)相近、揮發(fā)速率快、中、慢的酯類(lèi)、芳烴類(lèi)溶劑按平衡原則比列混配，使混合溶劑其蒸餾曲線應(yīng)呈平穩(wěn)上升的形狀，應(yīng)盡量使混合溶劑的氣相組成和液相組成在環(huán)境溫度下的揮發(fā)過(guò)程中始終保持一致，從而使殘留溶劑具有良好的溶解力。本發(fā)明選擇了二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯按質(zhì)量比 3:2: 2進(jìn)行混配，效果良好。為了提高顏填料在涂料中的分散穩(wěn)定性，選擇了 BYK-110 作分散劑；為了消除涂料體系中的汽泡、降低涂膜缺陷，選用BYK-053作消泡；為減少 涂刷施工時(shí)的流掛性和貯存穩(wěn)定性，選用了 BYK-410改性脲抗流掛劑；為了提高聚氨酯涂料的固化速度，選用了二月桂酸二丁錫作催化劑；另外還使用了少量吸水劑等。本發(fā)明經(jīng)過(guò)檢測(cè)，性能如下表
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料，以高羥基彈性聚酯和羥基丙烯酸樹(shù)脂按I : 0.3質(zhì)量比混拼為基體樹(shù)脂，以金紅石型鈦白粉、隔熱粉、絹云母、高嶺土、硫酸鋇、石英砂為顏填料，以納米SiO2為改性材料，在多種助劑和溶劑的配合下制備成甲組分，以HDI縮二脲N-75為乙組分，經(jīng)過(guò)制備工藝制成甲乙雙組份的電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料，其中甲組份分為中涂漆甲A組份和面漆甲B組份，并分別于乙組份混合后配套使用，各組份成分構(gòu)成如下 中涂漆甲A組份 彈性聚酯25-35 丙烯酸樹(shù)脂12-20 分散劑 BYK-110 0.2-0. 5 消泡劑 BYK-053 0.2-0. 4 防流掛劑 BYK-410 0. 5-1.2 偶聯(lián)劑 HK-560 0. 2-0. 5 金紅石型鈦白粉 12-20 高嶺土5-10硫酸鋇5-10云母粉5-10二甲苯2-5 丙二醇甲醚醋酸酯 1.5-3 醋酸丁酯1.5-3 面漆甲B組份 彈性聚酯25-30丙烯酸樹(shù)脂10-15分散劑 BYK-110 0.2-0.5 消泡劑 BYK-053 0. 2-0. 5 防流掛劑 BYK-410 0.5-1. 2 偶聯(lián)劑 HK-560 0. 2-0. 5 金紅石型鈦白粉 15-20 納米 SiO22-4隔熱粉6-10石英砂20目10-30高嶺土2-5硫酸鋇2-5云母粉2-5二甲苯2-5丙二醇甲醚醋酸酯 1.5-3 醋酸丁酯1.5-3乙組份HDI 縮二脲 N-75 100 ；甲A組份和甲B組份分別與乙組份質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為100 14；以上各組分計(jì)量單位以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料的制備方法其制備步驟如下a.甲A組份的制備，將混合樹(shù)脂加入分散罐中，攪拌下加入甲A組份配方中各組份，高速分散lh，經(jīng)研磨細(xì)度達(dá)到20um，調(diào)整粘度達(dá)100-120S，攪拌均勻；b.甲B組份的制備，首先制備納米SiO2漿料，取IOOg基體樹(shù)脂+2gBYK-108高分子嵌段聚合物分散劑+溶劑+粉狀納米Si0215g，高速分散lh，再反復(fù)研磨成細(xì)度達(dá)小于IOOnm 的漿料，制成SiO2漿料備用；然后按照甲A組份的制備工藝加入甲B組份配方中各組份及 SiO2漿料，高速分散lh，經(jīng)研磨細(xì)度達(dá)到20um，最后加入石英砂，調(diào)整粘度達(dá)100-120S，攪拌均勻；c.乙組份HDI縮二脲N-75外購(gòu)后單獨(dú)包裝；d.按甲A組份和甲B組份分別與乙組份質(zhì)量比100 14稱(chēng)量攪拌混合均勻，噴涂于經(jīng)過(guò)防銹底漆處理過(guò)的基層上，先噴涂中涂漆，然后噴涂面漆，面漆覆蓋中涂漆，中涂漆和面漆的干膜厚度≥600um。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)機(jī)車(chē)防護(hù)涂料，以高羥基彈性聚酯和羥基丙烯酸樹(shù)脂按1∶0.3質(zhì)量比混拼為基體樹(shù)脂，以金紅石型鈦白粉、隔熱粉、絹云母、高嶺土、硫酸鋇、石英砂為顏填料，以納米SiO2為改性材料，在多種助劑和溶劑的配合下經(jīng)過(guò)制備工藝制成中涂漆甲A組份和面漆甲B組份，并分別與乙組份混合后構(gòu)成雙組份涂料配套使用。本發(fā)明的涂層除具有一般涂料的物化性能外，還具有抗風(fēng)沙沖擊性、隔熱性、耐高低溫變性、抗高壓電擊穿性和防滑性，可廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)車(chē)的外觀防護(hù)。
文檔編號(hào)C09D167/00GK102618153SQ20121007546
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者劉成樓, 唐國(guó)軍 申請(qǐng)人:北京國(guó)泰瑞華精藻硅特種材料有限公司