一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料，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，甘油環氧樹脂24?25份，改性石墨烯8.5?9份，輕質碳酸鈣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。本發明機械性能高、耐磨性能好，能夠滿足工程機械用水性涂料的需求。
【專利說明】一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料
[0001 ] 本申請為申請號:2014106126639，申請日:2014年11月5日，發明名稱:一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及工程機械用水性涂料技術領域，尤其涉及高機械性能耐磨工程機械用水性涂料。
【背景技術】
[0003]隨著工業的迅猛發展，人們在享受物質生活更加豐富的同時，也越加意識到環保問題的嚴重性，水性涂料正是在這種大背景下產生的，因其節約資源、低毒無污染且安全性較溶劑型涂料更高，而被應用在越來越多的領域，工程機械領域就是其中之一，然而，工程機械大多為戶外作業，作業環境相對惡劣，對涂料的機械性能和耐磨性能提出了很高的要求，而目前的工程機械用水性涂料不能滿足這種需求，所以，研制一種機械性能高、耐磨性能好的工程機械用水性涂料十分必要。
【發明內容】
[0004]基本【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料，機械性能高、耐磨性能好，能夠滿足工程機械用水性涂料的需求。
[0005]本發明提出的一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料，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，甘油環氧樹脂23-26份，改性石墨烯8-10份，輕質碳酸鈣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水浴中的第一反應容器混合均勻后進行第一超聲分散得到物料A，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，調節pH值為6.8-7.1后第一次陳化0.8-
1.1h，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 0C的第二反應容器，在氮氣保護下保溫16-18h后減壓蒸餾0.5-0.8h，第二次陳化0.6-1h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容器混合均勻進行第二次超聲分散，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，再把第三反應容器溫度升高至105-108°C并保溫2.2-2.8h，減壓蒸餾0.5-0.Sh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。
[0006]優選地，水溶性酚醛樹脂的制備過程中，甲醛與苯酚的摩爾比為2.8-3.2:0.8-1.1ο
[0007]優選地，丙烯酸改性聚氨酯、水溶性酚醛樹脂、甘油環氧樹脂的重量比為46-48:23-24:24-25ο
[0008]優選地，改性石墨烯、輕質碳酸鈣、氣相二氧化硅的重量比為8.5-9:5-6:3.5_4。
[0009]優選地，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，甘油環氧樹脂24-25份，改性石墨烯8.5-9份，輕質碳酸鈣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。
[0010]優選地，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66-67°C水浴中的第一反應容器混合均勻后進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，調節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的第二反應容器，在氮氣保護下保溫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容器混合均勻進行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為2.4-2.Sh，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。
[0011]本發明采用丙烯酸改性聚氨酯、水溶性酚醛樹脂和甘油環氧樹脂作為成膜物質，大大增強了本發明的機械性能和耐磨性能，同時，能夠很好地分散于去離子水中，保證了本發明具有較好的流平性;而改性石墨烯、輕質碳酸鈣、氣相二氧化硅的添加，則大大提高了本發明的機械性能和耐磨性能，其中改性石墨烯是由石墨烯經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氧基發生開環反應，形成的新的側鏈能與鄰位碳原子上的羥基反應，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、降低了石墨烯的團聚現象，進而易于向使用本發明的材料表面擴散，從而提高本發明的附著力，另一方面改性石墨烯界面能增強，能夠有效嵌入并深度融合于本發明的成膜物質中，大大提高了本發明的機械強度，同時，在受到沖擊、摩擦等作用力時，本發明上的載荷能夠通過界面快速轉移到機械性能極強的改性石墨烯上，從而吸收更多的作用力，增強了本發明的耐磨性能。
【具體實施方式】
[0012]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0013]實施例1
本發明提出的一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料，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，甘油環氧樹脂26份，改性石墨烯8份，輕質碳酸鈣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水浴中的第一反應容器混合均勻后進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，調節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的第二反應容器，在氮氣保護下保溫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容器混合均勻進行第二次超聲分散，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。
[0014]實施例2
本發明提出的一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料，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，甘油環氧樹脂23份，改性石墨烯10份，輕質碳酸鈣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水浴中的第一反應容器混合均勻后進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，調節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的第二反應容器，在氮氣保護下保溫16h后減壓蒸餾0.Sh，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容器混合均勻進行第二次超聲分散，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，再把第三反應容器溫度升高至108°C并保溫2.2h，減壓蒸餾0.Sh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。
[0015]實施例3
本發明提出的一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料，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，甘油環氧樹脂25份，改性石墨烯8.5份，輕質碳酸鈣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水浴中的第一反應容器混合均勻后進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，調節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的第二反應容器，在氮氣保護下保溫16.5h后減壓蒸餾0.7h，第二次陳化0.8h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容器混合均勻進行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為2.4h，第二次超聲分散的頻率為54KHz，第二次超聲分散的功率為930W，再把第三反應容器溫度升高至107°C并保溫2.4h，減壓蒸餾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96wt%的硫酸溶液和濃度為52wt%的硝酸溶液按3.6:1.6的體積比配制的混合溶液。
[0016]實施例4
本發明提出的一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料，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，甘油環氧樹脂24份，改性石墨烯9份，輕質碳酸鈣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67°C水浴中的第一反應容器混合均勻后進行第一超聲分散得到物料A，第一次超聲分散時間為1.5h，第一次超聲分散的頻率為17KHz，第一次超聲分散的功率為850W;將物料A投入5X 13份去離子水中，調節pH值為6.8后第一次陳化Ih，抽濾、干燥得到物料B;將物料B、7份二氯亞砜、4份N，N-二甲基甲酰胺放入溫度為71°C的第二反應容器，在氮氣保護下保溫17h后減壓蒸餾0.6h，第二次陳化0.9h后抽濾、干燥得到物料C;將物料C、2.5份三乙烯四胺加入第三反應容器混合均勻進行第二次超聲分散，第二次超聲分散時間為2.Sh，第二次超聲分散的頻率為52KHz，第二次超聲分散的功率為960W，再把第三反應容器溫度升高至106°C并保溫2.6h，減壓蒸餾0.6h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51wt%的硝酸溶液按3.2:1.2的體積比配制的混合溶液。
[0017]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高機械性能耐磨工程機械用水性涂料，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，甘油環氧樹脂24-25份，改性石墨烯8.5-9份，輕質碳酸鈣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;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; 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水浴中的第一反應容器混合均勻后進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，調節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 0C的第二反應容器，在氮氣保護下保溫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容器混合均勻進行第二次超聲分散，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.根據權利要求1所述高機械性能耐磨工程機械用水性涂料，其特征在于，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】C09D163/00GK106085200SQ201610551267
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2014年11月5日
【發明人】劉操
【申請人】劉操