一种高耐磨涂层材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供的一种高耐磨涂层材料，包括以下重量百分比的组份：40‑60份聚苯乙烯树脂，40‑60份有机高分子复合物，颜料20‑30份，填料5‑10份，固化剂5‑10份，分散剂1‑3份，流平剂1‑3份，催干剂1‑3份，增塑剂1‑3份，成膜助剂1‑3份，溶剂汽油100份。本发明专利技术提供的一种高耐磨涂层材料的制备方法。本发明专利技术提供的高耐磨涂层材料结构简单、制备工艺简单、成本低廉，耐磨性能优异，稳定性高。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨涂层材料及其制备方法
本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种高耐磨涂层材料及其制备方法。
技术介绍
暴露在大气环境中的物体会遭受多种腐蚀因素的侵蚀，涂层材料是价廉而有效的防护手段，但随着现代科学技术的发展，军舰港口、海工设备、油气管道、风电叶片等装备长时间在苛刻条件下工作，例如海洋环境的高强日光暴晒、游离氯离子、潮湿大气、昼夜大温差，沙漠、戈壁滩等风电场的风沙、碎石、沙尘暴等，亟需高耐候、高耐蚀、高耐磨等综合性能优异的功能涂层来保障这些设备的长期正常运转。国外于上世纪60年代开始进行透明塑料耐磨性能的研究，采取的方法是在透明塑料表面涂覆耐磨涂料，通过固化后形成耐磨涂层，可以大大减轻使用过程中由于擦伤、划伤所造成的发雾、银纹等，提高使用性能，延长寿命。透明塑料表面涂覆耐磨涂料，可以通过配方设计使涂层具有足够的弹性，如在聚氨酯涂层中引入长链聚醚、聚酯链段，采用六亚甲基二异氰酸酯代替较硬的异佛尔酮二异氰酸酯等。另一种提升涂层耐磨、耐刮伤性能的方法是通过调整涂层配方赋予涂层足够的硬度，使之不易被刮伤或使刮伤物不能传入表层太深，从而提高耐磨性能。然而，目前的耐磨涂层材料的耐磨损性能较差，在易受到机械力等作用时，涂层的磨损相当严重，极大地影响了其实际服役时间。
技术实现思路
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种高耐磨涂层材料及其制备方法。技术方案：本专利技术提供的一种高耐磨涂层材料，包括以下重量百分比的组份：40-60份聚苯乙烯树脂，40-60份有机高分子复合物，颜料20-30份，填料5-10份，固化剂5-10份，分散剂1-3份，流平剂1-3份，催干剂1-3份，增塑剂1-3份，成膜助剂1-3份，溶剂汽油100份；其中，所述有机高分子复合物为式(I)所示的聚合物和聚醚醚酮的复合物；其中，式(I)所示的聚合物的结构式为：式中，n为500～2000之间的整数。优选地，所述填料为质量比为(2-4):1的碳酸钙和滑石粉的混合物；所述固化剂为质量比(1-3)：1四氢苯二酸酐或乙烯基三胺；所述分散剂为质量比1:(1-3)的TegoDispers610分散剂和TegoDispers630分散剂的混合物；所述流平剂为质量比1:(3-5)的BYK-306和BYK-330的混合物；所述催干剂质量比(2-3):1的环烷酸和塔油酸的混合物；所述增塑剂为质量比(1-2):1的环氧大豆油和邻苯二甲酸二辛酯的混合物；所述成膜助剂为质量比(2-3):1的酮醇酯有机化合物和二亚烷基二醇苯基醚的混合物。本专利技术还提供了一种高耐磨涂层材料的制备方法，包括以下步骤：(1)有机高分子复合物的制备，包括以下步骤：(1.1)在惰性气体的保护、室温条件下，将膦酸二甲酯与氯硅烷反应，制得烷基硅基膦酸二甲酯；(1.2)在惰性气体的保护、室温条件下，将4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦与氯硅烷反应，制得烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦；(1.3)在惰性气体的保护、350～400℃下，将步骤(1)所得物烷基硅基膦酸二甲酯与步骤(2)所得物烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦在催化剂作用下8-12h，即得式(I)所示的聚合物；(1.4)以10℃/h的速度降温至250℃，同时加入聚醚醚酮，恒温反应8-12h；冷却后真空干燥，即得式(I)所示的聚合物和聚醚醚酮的复合物；(2)称取有机高分子复合物、颜料、填料、固化剂、分散剂、流平剂、催干剂、增塑剂和成膜助剂，将其预混合；(3)将预混合的物料进行熔融挤出，挤出参数为：一区110℃，二区100℃，螺杆转速60Hz；(4)冷却，粗粉碎，得片状物；(5)片状物至于球磨机中球墨，球磨机转速为1000-1100rpm，得混合物；(6)将步骤(5)的混合物真空冷冻干燥，再在旋风分离器中收集，即得；冷冻干燥真空压力为0.1-0.2Kpa，时间为1-2h。步骤(1.1)中，氯硅烷与膦酸二甲酯的摩尔比为1∶(3～4)；氯硅烷选自三甲基氯硅烷、三乙基氯硅烷、三丙基氯硅烷、二甲基乙基氯硅烷、二甲基丙基氯硅烷和二乙基甲基氯硅烷中的一种。步骤(1.2)中，氯硅烷和4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦的摩尔比为1∶(1.5～3)。步骤(1.3)中，催化剂选自磷酸三苯酯、三乙胺、乙二胺中的一种或几种；烷基硅基膦酸二甲酯与烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦的摩尔比为(1～1.2)∶1。步骤(1.4)中，聚醚醚酮与式(I)所示的聚合物的摩尔比为(3-5)：1。有益效果：本专利技术提供的高耐磨涂层材料结构简单、制备工艺简单、成本低廉，耐磨性能优异，稳定性高。具体实施方式下面对本专利技术作出进一步说明。实施例1有机高分子复合物的制备方法，包括以下步骤：(1)在惰性气体的保护、室温条件下，将膦酸二甲酯与三甲基氯硅烷反应，制得烷基硅基膦酸二甲酯；氯硅烷与膦酸二甲酯的摩尔比为1∶3.5；(2)在惰性气体的保护、室温条件下，将4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦与氯硅烷反应，制得烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦；氯硅烷和4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦的摩尔比为1∶2；(3)在惰性气体的保护、375℃下，将步骤(1)所得物烷基硅基膦酸二甲酯与步骤(2)所得物烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦在磷酸三苯酯作用下10h，即得式(I)所示的聚合物；烷基硅基膦酸二甲酯与烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦的摩尔比为1.1∶1；(4)以10℃/h的速度降温至250℃，同时加入聚醚醚酮，恒温反应10h；冷却后真空干燥，即得式(I)所示的聚合物和聚醚醚酮的复合物；聚醚醚酮与式(I)所示的聚合物的摩尔比为(3-5)：1。将涂层材料涂覆于基板上，测定：耐磨性能(铅笔硬度)：6H。实施例2有机高分子复合物的制备方法，包括以下步骤：(1)在惰性气体的保护、室温条件下，将膦酸二甲酯与三甲基氯硅烷、三乙基氯硅烷、三丙基氯硅烷、二甲基乙基氯硅烷、二甲基丙基氯硅烷和二乙基甲基氯硅烷反应，制得烷基硅基膦酸二甲酯；氯硅烷与膦酸二甲酯的摩尔比为1∶3；(2)在惰性气体的保护、室温条件下，将4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦与氯硅烷反应，制得烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦；氯硅烷和4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦的摩尔比为1∶1.5；(3)在惰性气体的保护、350℃下，将步骤(1)所得物烷基硅基膦酸二甲酯与步骤(2)所得物烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦在磷酸三苯酯、三乙胺、乙二胺作用下8h，即得式(I)所示的聚合物；烷基硅基膦酸二甲酯与烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦的摩尔比为1.2∶1；(4)以10℃/h的速度降温至250℃，同时加入聚醚醚酮，恒温反应8-12h；冷却后真空干燥，即得式(I)所示的聚合物和聚醚醚酮的复合物；聚醚醚酮与式(I)所示的聚合物的摩尔比为3：1。将涂层材料涂覆于基板上，测定：耐磨性能(铅笔硬度)：6H。实施例3有机高分子复合物的制备方法，包括以下步骤：(1)在惰性气体的保护、室温条件下，将膦酸二甲酯与三甲基氯硅烷、三乙基氯硅烷、三丙基氯硅烷、二甲基乙基氯硅烷、二甲基丙基氯硅烷和二乙基甲基氯硅烷反应，制得烷基硅基膦酸二甲酯；氯硅烷与膦酸二甲酯的摩尔比为1∶4；(2)在惰性气体的保护、室温条件下，将4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦与氯硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨涂层材料，其特征在于：包括以下重量百分比的组份：40‑60份聚苯乙烯树脂，40‑60份有机高分子复合物，颜料20‑30份，填料5‑10份，固化剂5‑10份，分散剂1‑3份，流平剂1‑3份，催干剂1‑3份，增塑剂1‑3份，成膜助剂1‑3份，溶剂汽油100份；其中，所述有机高分子复合物为式(I)所示的聚合物和聚醚醚酮的复合物；其中，式(I)所示的聚合物的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨涂层材料，其特征在于：包括以下重量百分比的组份：40-60份聚苯乙烯树脂，40-60份有机高分子复合物，颜料20-30份，填料5-10份，固化剂5-10份，分散剂1-3份，流平剂1-3份，催干剂1-3份，增塑剂1-3份，成膜助剂1-3份，溶剂汽油100份；其中，所述有机高分子复合物为式(I)所示的聚合物和聚醚醚酮的复合物；其中，式(I)所示的聚合物的结构式为：式中，n为500～2000之间的整数。2.根据权利要求1所述的一种高耐磨涂层材料，其特征在于：所述填料为质量比为(2-4):1的碳酸钙和滑石粉的混合物；所述固化剂为质量比(1-3)：1四氢苯二酸酐或乙烯基三胺；所述分散剂为质量比1:(1-3)的TegoDispers610分散剂和TegoDispers630分散剂的混合物；所述流平剂为质量比1:(3-5)的BYK-306和BYK-330的混合物；所述催干剂质量比(2-3):1的环烷酸和塔油酸的混合物；所述增塑剂为质量比(1-2):1的环氧大豆油和邻苯二甲酸二辛酯的混合物；所述成膜助剂为质量比(2-3):1的酮醇酯有机化合物和二亚烷基二醇苯基醚的混合物。3.一种高耐磨涂层材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)有机高分子复合物的制备，包括以下步骤：(1.1)在惰性气体的保护、室温条件下，将膦酸二甲酯与氯硅烷反应，制得烷基硅基膦酸二甲酯；(1.2)在惰性气体的保护、室温条件下，将4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦与氯硅烷反应，制得烷基硅氧基4,4’-二氨基苯基羟基氧化膦；(1.3)在惰性气体的保护、350～400℃下，将步骤(1)所得物烷基硅基膦酸二甲酯与步骤(2)所得物烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆福萍，
申请(专利权)人：南京钰博科信新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32