本發(fā)明屬于材料表面保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種耐磨性好、硬度較高的常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料及其制備方法，可以滿足在軍艦港口、海工設(shè)備、油氣管道、風(fēng)電葉片等各種惡劣氣候的使用要求。
背景技術(shù)：
：暴露在大氣環(huán)境中的物體會(huì)遭受多種腐蝕因素的侵蝕，涂層材料是價(jià)廉而有效的防護(hù)手段，但隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，軍艦港口、海工設(shè)備、油氣管道、風(fēng)電葉片等裝備長(zhǎng)時(shí)間在苛刻條件下工作，例如海洋環(huán)境的高強(qiáng)日光暴曬、游離氯離子、潮濕大氣、晝夜大溫差，沙漠、戈壁灘等風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)沙、碎石、沙塵暴等，亟需高耐候、高耐蝕、高耐磨等綜合性能優(yōu)異的功能涂層來保障這些設(shè)備的長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)。氟碳涂料以氟碳樹脂為成膜基體，在氟碳樹脂中，由于氟元素電負(fù)性強(qiáng)、活性低，且c-f鍵鍵能強(qiáng)，達(dá)到484kj/mol，故高鍵能的c-f鍵能夠通過螺旋構(gòu)象把低鍵能的c-c鍵保護(hù)起來，使主鏈的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，在外部環(huán)境作用下，c-f鍵難以斷裂，呈現(xiàn)出高度的化學(xué)惰性與穩(wěn)定性，所以氟碳涂料具有超常的耐候性、突出的耐腐蝕性、優(yōu)異的耐化學(xué)藥品性。其中氟烯烴/乙烯基單體共聚物(feve)由于在共聚時(shí)引入功能乙烯基單體，可溶解在有機(jī)溶劑中，常溫反應(yīng)固化，是理想的苛刻環(huán)境用保護(hù)涂層材料，廣泛應(yīng)用于航空、建筑、鋼結(jié)構(gòu)和重防腐等領(lǐng)域。但是純feve涂層屬有機(jī)涂層，其耐磨損性能較差，在實(shí)際服役過程中受到高速氣流、水流、砂石的沖刷及機(jī)械力等作用時(shí)，涂層的磨損相當(dāng)嚴(yán)重，極大地影響了其實(shí)際服役時(shí)間。為延長(zhǎng)使用壽命，保障其優(yōu)異性能的有效發(fā)揮，必須提升其耐磨損性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：技術(shù)問題：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料及其制備方法。技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料，包括甲組分和乙組分，所述甲組分和乙組分的重量比為(8～12)：1；其中，甲組分包括以下重量份的組份：其中，乙組份包括以下重量份的組份：脂肪族異氰酸酯60～80份；混合溶劑乙20～40份。作為優(yōu)選，所述feve氟碳樹脂為三氟氯乙烯與烷基乙烯基醚共聚的溶劑可溶型feve氟碳樹脂、三氟氯乙烯與烷基乙烯基酯共聚的溶劑可溶型feve氟碳樹脂、四氟乙烯與烷基乙烯基醚共聚的溶劑可溶型feve氟碳樹脂、四氟乙烯與烷基乙烯基酯共聚的溶劑可溶型feve氟碳樹脂中的一種或多種任意比例的混合。作為另一種優(yōu)選，所述堿金屬鈦基晶須為三鈦酸鈉晶須、六鈦酸鈉晶須、二鈦酸鉀晶須、四鈦酸鉀晶須、鈦酸鐵鈉晶須、六鈦酸鉀晶須、八鈦酸鉀晶須中的一種或多種任意比例的混合；所述堿金屬鈦基晶須直徑為0.1～5μm，長(zhǎng)徑比為1～100。作為另一種優(yōu)選，所述混合溶劑甲和混合溶劑乙分別獨(dú)立的為乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或多種任意比例的混合；所述固化催化劑為叔胺、金屬化合物類催化劑，優(yōu)選為二月桂酸二丁基錫。作為另一種優(yōu)選，所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇2000、吐溫80中的一種或多種任意比例的混合。作為另一種優(yōu)選，所述消泡劑為聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、異辛醇、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物、聚氧乙烯甘油醚中的一種或多種任意比例的混合。作為另一種優(yōu)選，所述流平劑為聚苯基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、烷基改性有機(jī)硅氧烷和氟基烷基聚醚改性聚硅氧烷中的一種或多種任意比例的混合。作為另一種優(yōu)選，所述防沉劑為有機(jī)改性膨潤(rùn)土、氣相二氧化硅、聚酰胺蠟、氫化蓖麻油中的一種或多種任意比例的混合。本發(fā)明還提供了常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料的制備方法，包括以下步驟：(1)將甲組分中的feve氟碳樹脂、混合溶劑甲加入反應(yīng)釜中，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1200r/min～2000r/min，依次加入分散劑、消泡劑、流平劑、固化催化劑、防沉劑，攪拌均勻；再以0.1g/min～10.0g/min的平均速度加入堿金屬鈦基晶須，繼續(xù)攪拌5～60min，得甲組分；(2)將脂肪族異氰酸酯加入至混合溶劑乙中攪拌均勻，得乙組分；(3)將甲組分和乙組分機(jī)械超聲混合，即得常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料。優(yōu)選地，步驟(1)中，轉(zhuǎn)速為1500r/min～1800r/min，加入堿金屬鈦基晶須的平均速度為1g/min～5g/min，繼續(xù)攪拌為10min～40min。有益效果：本發(fā)明提供的涂料以耐磨性能優(yōu)異、尺寸可控、單分散性好的堿金屬鈦基晶須為填料，制得的feve氟碳樹脂耐磨涂料施工工藝簡(jiǎn)單，可采用常規(guī)的刷涂、噴涂、滾涂、旋涂、拉毛等方式制成不同厚度、形貌的涂層，獲得的涂層可在常溫下固化，具有優(yōu)異的耐磨損、耐腐蝕、耐候性能，可以滿足軍艦港口、海工設(shè)備、油氣管道、風(fēng)電葉片等各種惡劣氣候和工況的使用要求。具體而言，本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下突出的優(yōu)勢(shì)：(1)本發(fā)明采用力學(xué)性能優(yōu)異的堿金屬鈦基晶須作為feve氟碳耐磨涂料的填料，在常溫固化后制得的涂層中，晶須之間互聯(lián)交錯(cuò)，不定向地穿插在涂層中，形成與樹脂基體結(jié)合良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且堿金屬鈦基晶須本身具有耐磨損、耐腐蝕、耐熱等優(yōu)異性能，使得涂層在摩擦、碰撞、沖擊等各種工況條件下都具有優(yōu)異的耐磨損、耐腐蝕、抗老化等優(yōu)異性能。本發(fā)明使用的堿金屬鈦基晶須是一種高性能的復(fù)合材料增強(qiáng)體，具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐熱、耐磨性能，將其應(yīng)用于feve涂層可有效提升涂層耐磨損、耐腐蝕、耐熱性能，可極大地?cái)U(kuò)展氟碳涂料在軍艦港口、海工設(shè)備、油氣管道、風(fēng)電葉片等復(fù)雜工況條件的應(yīng)用。與現(xiàn)有市面上的相關(guān)涂料相比，本發(fā)明能夠克服基體樹脂剝落、涂層起皮、磨損、不耐熱等技術(shù)問題，服役壽命長(zhǎng)，并在服役期間涂層自身的優(yōu)異性能夠得到有效發(fā)揮；(2)本發(fā)明可常溫固化、施工方便，且制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉。具體實(shí)施方式下面實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。原料來源：(1)實(shí)施例中，所使用到的三氟氯乙烯與烷基乙烯基醚共聚的溶劑可溶型feve氟碳樹脂、三氟氯乙烯與烷基乙烯基酯共聚的溶劑可溶型feve氟碳樹脂、四氟乙烯與烷基乙烯基醚共聚的溶劑可溶型feve氟碳樹脂、四氟乙烯與烷基乙烯基酯共聚的溶劑可溶型feve氟碳樹脂的分別購自大連振邦氟涂料股份有限公司、常熟三愛富中昊化工新材料有限公司、大金氟涂料(上海)有限公司、日本旭硝子株式會(huì)社。(2)實(shí)施例中，所使用到的三鈦酸鈉晶須、六鈦酸鈉晶須、二鈦酸鉀晶須、四鈦酸鉀晶須、鈦酸鐵鈉晶須、六鈦酸鉀晶須、八鈦酸鉀晶須直徑為0.1～5μm之間，長(zhǎng)徑比為1～100之間。(3)實(shí)施例中，所使用到的聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚氧乙烯甘油醚的分子量分別為50000～150000、5000～10000、5000～10000。(3)實(shí)施例中，所使用到的聚苯基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、烷基改性有機(jī)硅氧烷和氟基烷基聚醚改性聚硅氧烷的分子量分別為500～1500、2000～5000、8000～12000、5000～15000。(4)實(shí)施例中，所使用到的有機(jī)改性膨潤(rùn)土購自德國畢克化學(xué)。實(shí)施例1按以下原料配方稱量甲乙組分(以重量百分比計(jì))：甲組分：乙組分：將甲組分中的feve氟碳樹脂、混合溶劑加入反應(yīng)釜中；開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為2000r/min，依次加入分散劑、消泡劑、流平劑、固化催化劑、防沉劑，攪拌均勻后以1.0g/min的平均速度往混合溶液中加入堿金屬鈦基晶須，攪拌5min，得到甲組分；將脂肪族異氰酸酯加入至混合溶劑中攪拌均勻，獲得乙組分；將甲組分和乙組分按照重量比8:1機(jī)械超聲混合，獲得常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料。對(duì)比例1：按以下原料配方稱量甲乙組分(以重量百分比計(jì))：甲組分：乙組分：將甲組分中的feve氟碳樹脂、混合溶劑加入反應(yīng)釜中；開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為2000r/min，依次加入分散劑、消泡劑、流平劑、固化催化劑、防沉劑，攪拌均勻得到甲組分；將脂肪族異氰酸酯加入至混合溶劑中攪拌均勻，獲得乙組分；將甲組分和乙組分按照重量比8:1機(jī)械超聲混合，獲得常溫固化feve氟碳樹脂涂料。實(shí)施例2按以下原料配方稱量甲乙組分(以重量百分比計(jì))：甲組分：乙組分：將甲組分中的feve氟碳樹脂、混合溶劑加入反應(yīng)釜中；開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1200r/min，依次加入分散劑、消泡劑、流平劑、固化催化劑、防沉劑，攪拌均勻后以5.0g/min的平均速度往混合溶液中加入堿金屬鈦基晶須，攪拌10min，得到甲組分；將脂肪族異氰酸酯加入至混合溶劑中攪拌均勻，獲得乙組分；將甲組分和乙組分按照重量比9:1機(jī)械超聲混合，獲得常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料。實(shí)施例3按以下原料配方稱量甲乙組分(以重量百分比計(jì))：甲組分：乙組分：將甲組分中的feve氟碳樹脂、混合溶劑加入反應(yīng)釜中；開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1800r/min，依次加入分散劑、消泡劑、流平劑、固化催化劑、防沉劑，攪拌均勻后以0.1g/min的平均速度往混合溶液中加入堿金屬鈦基晶須，攪拌30min，得到甲組分；將脂肪族異氰酸酯加入至混合溶劑中攪拌均勻，獲得乙組分；將甲組分和乙組分按照重量比10:1機(jī)械超聲混合，獲得常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料。實(shí)施例4按以下原料配方稱量甲乙組分(以重量百分比計(jì))：甲組分：乙組分：將甲組分中的feve氟碳樹脂、混合溶劑加入反應(yīng)釜中；開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min，依次加入分散劑、消泡劑、流平劑、固化催化劑、防沉劑，攪拌均勻后以10g/min的平均速度往混合溶液中加入堿金屬鈦基晶須，攪拌40min，得到甲組分；將脂肪族異氰酸酯加入至混合溶劑中攪拌均勻，獲得乙組分；將甲組分和乙組分按照重量比11:1機(jī)械超聲混合，獲得常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料。實(shí)施例5按以下原料配方稱量甲乙組分(以重量百分比計(jì))：甲組分：乙組分：將甲組分中的feve氟碳樹脂、混合溶劑加入反應(yīng)釜中；開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為2000r/min，依次加入分散劑、消泡劑、流平劑、固化催化劑、防沉劑，攪拌均勻后以8.0g/min的平均速度往混合溶液中加入堿金屬鈦基晶須，攪拌60min，得到甲組分；將脂肪族異氰酸酯加入至混合溶劑中攪拌均勻，獲得乙組分；將甲組分和乙組分按照重量比12:1機(jī)械超聲混合，獲得常溫固化feve氟碳樹脂耐磨涂料。對(duì)實(shí)施例1-5和對(duì)比例1所提供的耐磨涂料涂裝后使用摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試其耐磨損性能，摩擦條件為：對(duì)磨材料為直徑4mmgcr15鋼球，電機(jī)轉(zhuǎn)速500r/min，往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，行程為5mm，荷載3n，測(cè)試時(shí)間為15min。測(cè)試結(jié)果如下：平均摩擦系數(shù)體積磨損量(mm3)實(shí)施例10.7350.0203實(shí)施例20.7090.0223實(shí)施例30.6730.0193實(shí)施例40.6530.0194實(shí)施例50.6120.0247對(duì)比例10.8540.169由結(jié)果可知：本發(fā)明所提供的耐磨涂料與對(duì)比例相比具有更低的摩擦系數(shù)和更高的耐磨損性能。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例子。顯然，本發(fā)明不限于以上列舉的實(shí)施例子，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12