高性能水性耐高温涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高性能水性耐高温涂料及其制备方法，属于水性涂料的技术领域。包括重量份的以下组分：耐高温乳液40～70份，有机硅消泡剂0.05～0.3份，胺类中和剂0.07～1.5份，硅烷偶联剂0.2～5份，基材润湿剂0.08～1.5份，成膜助剂1～15份，颜料0.5～8份，填料15～40份，蒸馏水Ⅰ6～30份，增稠剂0.1～5份，蒸馏水Ⅱ0.1～5份。本发明专利技术的高性能水性耐高温涂料，具有优良的附着力、柔韧度、硬度和耐冲击性等机械性能；耐水性能、附耐盐雾性能、耐酸碱性能优异；具有极高的耐高温性能，其耐冷热循环性能特别突出；本发明专利技术的制备方法简单、便于操作、节约生产成本、节省人力物力，便于工业化生产，所生产的水性涂料是无毒无害、绿色环保产品。

High performance water-borne high temperature resistant coating and its preparation

【技术实现步骤摘要】
高性能水性耐高温涂料及其制备方法
本专利技术属于水性涂料的
，具体涉及高性能水性耐高温涂料及其制备方法。
技术介绍
水性耐高温涂料属于水性功能涂料中的一种，可涂覆在各种金属板状结构表面，长期承受200℃以上温度，并能保持一定物理化学性能，使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。耐高温涂料是一种重要的涂料，自从四十年代有机硅工业化生产以来，用其产品所配制的耐高温涂料，在高温电机，电器绝缘方面得到了广泛应用。目前，已有较多关于油性烤干耐高温涂料的研究被报道，而对于提高涂料涂膜的耐水、耐酸、耐碱性能、柔韧度等机械性能的环保水性耐高温涂料却鲜有报道。
技术实现思路
针对现有技术中耐高温涂料多为油性涂料的问题，本专利技术提供高性能水性耐高温涂料及其制备方法，以解决上述问题。本专利技术采用一种水溶性纳米活性硅醇改性有机硅乳液，乳液中有机硅的Si-O-Si键在高温下可以与基材中的Fe融合熔合生成Si-0-Fe硅酸盐无机化合物涂层，对铁基底材附着力强；同时也可以和涂料中的硅酸盐填料(云母粉、云母氧化铁、滑石粉、高岭土)中的少量羟基反应，提高耐热性。在高温下，硅酸盐可以与有机硅反应，烧结成致密的成膜物质。本专利技术的技术方案为：高性能水性耐高温涂料，包括重量份的以下组分：耐高温乳液40～70份，有机硅消泡剂0.05～0.3份，胺类中和剂0.07～1.5份，硅烷偶联剂0.2～5份，基材润湿剂0.08～1.5份，成膜助剂1～15份，颜料0.5～8份，填料15～40份，蒸馏水Ⅰ6～30份，增稠剂0.1～5份，蒸馏水Ⅱ0.1～5份。优选的，包括重量份的以下组分：耐高温乳液65份，有机硅消泡剂0.15份，胺类中和剂0.5份，硅烷偶联剂1.8份，基材润湿剂0.8份，成膜助剂5份，颜料6份，填料25份，蒸馏水Ⅰ18份，增稠剂3份，蒸馏水Ⅱ3份。优选的，所述耐高温乳液为一种水溶性纳米活性硅醇改性有机硅乳液，pH为7.0～11.0。具体型号为湖南凯斯利的83680。这种耐高温乳液中含有Si-O-Si键，在高温下可以与基材中的Fe融合熔合生成Si-0-Fe硅酸盐无机化合物涂层，对铁基底材附着力强。同时也可以和涂料中的硅酸盐填料(如云母粉、云母氧化铁、滑石粉、高岭土)中的少量羟基反应，形成交联聚合物从而提高耐热性。在高温下，硅酸盐可以与有机硅反应，烧结成致密的成膜物质。优选的，所述水性有机硅消泡剂，具体型号为HF3206，优点是该品消泡性能优异，与有机硅树脂具有良好的兼容性。优选的，所述胺类中和剂，具体型号为DeuAddMA-95，优点是该品低气味﹑低挥发性，能够有效调节体系pH值，并赋予体系很好的pH值稳定性。优选的，所述硅烷偶联剂，具体型号为KH560，优点是可与许多不同类型的有机聚合物发生反应，提高有机树脂对无机表面的粘合性。同时还能提高涂料的润湿及分散性能，可与多种树脂和填料相容。优选的，所述基材润湿剂具体型号为TEGO4200，优点是降低静态表面张力和动态表面张力还具有防缩孔、低稳泡效果。适用于多种体系。优选的，所述成膜助剂为醇酯类成膜物质，具体为丙二醇甲醚。优选的，所述颜料为铜铬黑。优选的，所述填料为云母粉、重质碳酸钙、金红石型钛白粉、云母氧化铁中的一种或几种的组合。本专利技术中使用的云母粉为片状绢云母，片状云母粉在漆膜内形成基本平行的取向排列，水和其它腐蚀性物质对漆膜的渗透受到强烈阻隔，对水和其它腐蚀性物质具有阻隔作用，可提高漆膜的耐水、耐盐雾性能同时还能提高漆膜的抗磨性能。金红石型钛白粉具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐候性、高强度、小比重、化学性质稳定等优异性能。金红石型钛白粉的熔点为1850℃，高温下漆膜不粉化。用云母氧化铁制成的漆抗水渗性好，防锈性能优异。在本专利技术中选取这几种物质还有一个重要原因就是，云母粉、重质碳酸钙、云母氧化铁中的少量羟基可与本专利技术中的树脂乳液反应，形成交联聚合物从而提高漆膜的耐热性。优选的，所述增稠剂为聚氨酯缔合型流变助剂。具体型号为RHEOLATE299，优点是添加量低、高效能，对水的敏感性与耐腐蚀性影响低，不含APEO与锡等有害物质，作用效果不受pH影响。本专利技术的另一个目的，是提供高性能水性耐高温涂料的制备方法，具体步骤如下：(1)将耐高温乳液加入反应罐Ⅰ中，开启搅拌，控制搅拌速度为300～600rpm/min，反应罐Ⅰ内温度≤60℃，搅拌下依次缓慢加入有机硅消泡剂、胺类中和剂、基材润湿剂，搅拌10～20min，搅拌均匀；(2)将搅拌速度控制为600～1200rpm/min，反应罐内温度≤60℃，在搅拌下依次向反应罐中加入颜料、填料和蒸馏水Ⅰ，搅拌20～40min，搅拌均匀，得混合液；(3)将步骤(2)制备的混合液进行研磨，控制研磨速度为1500～3500rpm/min，研磨时间30～90min，控制研磨温度温度≤60℃，细度研磨至≤30um，得研磨液；(4)将步骤(3)制备的研磨液转入反应罐Ⅱ中，控制搅拌速度为400～800rpm/min，控制反应罐Ⅱ内温度≤60℃，在搅拌下依次加入硅烷偶联剂和成膜助剂，再将增稠剂与蒸馏水Ⅱ按质量比1:1混合均匀后加入，搅拌20～40min，搅拌均匀，得高性能水性耐高温涂料。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术制得的高性能水性耐高温涂料，利用乳液中有机硅的Si-O-Si键在高温下可以与基材中的Fe融合熔合生成Si-0-Fe硅酸盐无机化合物涂层，对铁基底材附着力强。同时也可以和涂料中的硅酸盐填料(云母粉、云母氧化铁、滑石粉、高岭土)中的少量羟基反应，提高耐热性。在高温下，硅酸盐可以与有机硅反应，烧结成致密的成膜物质。由此可获得优良的附着力、柔韧度、硬度和耐冲击性等机械性能。(2)本专利技术制得的高性能水性耐高温涂料，使用的云母粉为片状绢云母，片状云母粉在漆膜内形成基本平行的取向排列，水和其它腐蚀性物质对漆膜的渗透受到强烈阻隔，对水和其它腐蚀性物质具有阻隔作用，可提高漆膜的耐水、耐盐雾性能同时还能提高漆膜的抗磨性能。金红石型钛白粉具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐候性、高强度、小比重、化学性质稳定等优异性能。金红石型钛白粉的熔点为1850℃，高温下漆膜不粉化。用云母氧化铁制成的漆抗水渗性好，防锈性能优异。在本专利技术中选取这几种物质还有一个重要原因就是，云母粉、重质碳酸钙、云母氧化铁中的少量羟基可与本专利技术中的树脂乳液反应，形成交联聚合物从而提高漆膜的耐热性。因此耐水性能、附耐盐雾性能、耐酸碱性能优异。(3)本专利技术制得的高性能水性耐高温涂料，具有极高的耐高温性能，其耐冷热循环性能特别突出，这种涂料可以耐冷热循环5次，室温至600℃，是一种耐极冷极热的涂料。(4)本专利技术制备高性能水性耐高温涂料的制备方法简单、便于操作、节约生产成本、节省人力物力，便于工业化生产，所生产的水性涂料是无毒无害、绿色环保产品。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高性能水性耐高温涂料，其特征在于，包括重量份的以下组分：耐高温乳液40～70份，有机硅消泡剂0.05～0.3份，胺类中和剂0.07～1.5份，硅烷偶联剂0.2～5份，基材润湿剂0.08～1.5份，成膜助剂1～15份，颜料0.5～8份，填料15～40份，蒸馏水Ⅰ6～30份，增稠剂0.1～5份，蒸馏水Ⅱ0.1～5份。/n

【技术特征摘要】
1.高性能水性耐高温涂料，其特征在于，包括重量份的以下组分：耐高温乳液40～70份，有机硅消泡剂0.05～0.3份，胺类中和剂0.07～1.5份，硅烷偶联剂0.2～5份，基材润湿剂0.08～1.5份，成膜助剂1～15份，颜料0.5～8份，填料15～40份，蒸馏水Ⅰ6～30份，增稠剂0.1～5份，蒸馏水Ⅱ0.1～5份。


2.如权利要求1所述的高性能水性耐高温涂料，其特征在于，包括重量份的以下组分：耐高温乳液65份，有机硅消泡剂0.15份，胺类中和剂0.5份，硅烷偶联剂1.8份，基材润湿剂0.8份，成膜助剂5份，颜料6份，填料25份，蒸馏水Ⅰ18份，增稠剂3份，蒸馏水Ⅱ3份。


3.如权利要求1所述的高性能水性耐高温涂料，其特征在于，所述耐高温乳液为一种水溶性纳米活性硅醇改性有机硅乳液，pH为7.0～11.0，具体型号为湖南凯斯利的83680。


4.如权利要求1所述的高性能水性耐高温涂料，其特征在于，所述水性有机硅消泡剂，具体型号为HF3206。


5.如权利要求1所述的高性能水性耐高温涂料，其特征在于，所述胺类中和剂，具体型号为DeuAddMA-95。


6.如权利要求1所述的高性能水性耐高温涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂，具体型号为KH560。


7.如权利要求1所述的高性能水性耐高温涂料，其特征在于，所述基材润湿剂具体型号为TEGO4200。

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【专利技术属性】
技术研发人员：党勇，周凯，余桂春，姜凤冕，
申请(专利权)人：山东七维新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37