水性耐高温自干型涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及水性耐高温自干型涂料及其制备方法，属于水性涂料的技术领域。包括重量份的以下组分：水性耐高温树脂30～70份，水性有机硅消泡剂0.05～2.0份，胺类中和剂0.5～3.0份，基材润湿剂0.1～3.0份，分散剂0.5‑10份，成膜助剂1～15份，附着力促进剂0.1～5份，水性耐高温铝银浆3～10份，蒸馏水Ⅰ 15～30份，增稠剂0.1～5份，蒸馏水Ⅱ 0.1～5份。本发明专利技术的水性耐高温自干型涂料具备优异的耐高温、耐腐蚀性能，而且表干时间短、附着力强。

Water based high temperature resistant self drying coating and its preparation

【技术实现步骤摘要】
水性耐高温自干型涂料及其制备方法
本专利技术属于水性涂料的
，具体涉及水性耐高温自干型涂料及其制备方法。
技术介绍
随着高新技术的发展，现代化工和航空航天等领域对功能性水性耐高温涂料的需求呈现多样化趋势。针对耐高温涂料的差异化需求，国内外已涌现出大量的研究报道。目前，国内外学者的研究工作侧重在涂料基体树脂的合成与改性，高温颜、填料的作用和涂层失效机制等方面，并已开发出多种耐温等级不同、功能有所偏重的耐高温涂料。在耐高温涂料的研究中，有机硅树脂起着至关重要的作用。但是，在实际应用中，有机硅树脂仍然存在突出的问题，具体表现在：(1)其固化依靠Si-OH之间的缩合，因此一般需高温(150～250℃)固化，固化时间长，大面积施工不方便；(2)树脂表面能低，对基材的附着力差；(3)环境温度较高时，漆膜的机械强度低；(4)大多数材料长期处于高温、潮湿的环境中，或者处于有Cl-、CO2、SO2存在的环境下，都会发生严重的腐蚀。因此这就要求水性耐高温涂料不仅具有耐高温性能，还要具有耐盐雾、耐湿热性能。
技术实现思路
针对现有技术中耐高温涂料固化时间长、附着力差、机械强度低和耐盐雾性能差等问题，本专利技术提供水性耐高温自干型涂料及其制备方法，以解决上述问题。本专利技术采用了一种纳米级有机无机杂化复配乳液，乳液中包含了有机硅树脂和硅酸盐溶液。水性涂料中的乳液与溶剂水是一个双相体系，利用了水性涂料中的纳米级乳液颗粒中高分子的相互渗透，使表干临界值降低，干燥速度加快；并且还带来了成膜性好，光泽度高等其他方面的优势。此外，有机硅树脂可增加漆膜的耐热性能；高温下可形成高度交联且更加稳定的空间网状结构，可以减轻高温对树脂内部的影响。作为涂层粘结剂的有机硅树脂在高温下会发生热降解反应，转化为无机硅氧烷结构，在断裂的地方形成活性中心，可与耐高温的水性铝银浆发生相互作用，通过化学反应重新组合成更稳定的骨架结构，形成更加致密的涂层，提高了涂膜的附着力，进而可以提升涂层的耐热性能，整个涂层体系发生二次成膜，进一步抵御高温的侵蚀。硅酸盐溶液中的二氧化硅可与铝银浆熔合成Si-O-Al(Fe)合金层，合金层的形成大大提高涂层与基材的结合能力，还使热氧不易侵入，从而提高了涂料的附着力和机械强度以及耐热、防腐性能。铝银浆在高温下可与钢铁基材形成合金层，提高涂膜的附着力。此外，铝作为阴极与钢铁基材形成电化学电池，从而进一步提高了钢铁的耐腐蚀性能。本专利技术的技术方案为：水性耐高温自干型涂料，包括重量份的以下组分：水性耐高温树脂30～70份，水性有机硅消泡剂0.05～2.0份，胺类中和剂0.5～3.0份，基材润湿剂0.1～3.0份，分散剂0.5-10份，成膜助剂1～15份，附着力促进剂0.1～5份，水性耐高温铝银浆3～10份，蒸馏水Ⅰ15～30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：水性耐高温树脂70份，水性有机硅消泡剂0.7份，胺类中和剂0.3份，基材润湿剂1.5份，分散剂8份，成膜助剂5份，附着力促进剂3份，水性耐高温铝银浆8份，蒸馏水Ⅰ20份，增稠剂3份，蒸馏水Ⅱ3份。优选的，所述水性耐高温树脂为一种纳米级水性有机无机杂化复配乳液，乳液中包含了有机硅树脂和硅酸盐溶液，pH为7.0～9.0，具体型号为凯斯利80527。水性涂料中的乳液与溶剂水是一个双相体系，随着水的蒸发，体系粘度起始时变化不大，但当乳液颗粒的体积占总系统体积达到一临界值时，系统突然从液态变为固态，这是一个不连续的过程，这一临界点是水性涂料表干的开始。从表干到漆膜性能的全部体现，取决于系统中残留水分的蒸发速度、乳液颗粒中高分子的相互渗透及体系中其它有机小分子的挥发速度。乳液的颗粒越小，同样固含量下，颗粒之间的间距就越小，高分子的相互渗透性越好，表干临界值就越低，干燥速度就越快。乳液颗粒小，还会带来成膜性好，光泽度高等其他方面的优势。乳液在制造工艺中采用一定的表面活性剂。表面活性剂对乳液颗粒有隔离和保护的作用，在颗粒相互融合的成膜过程中，特别是在初始阶段，即表干时有很大影响。小分子醇醚表面活性剂在水和油相中溶解度好，用量少，挥发速度快，溶在树脂中的一部分会起到成膜助剂的作用。在有机硅树脂中，Si原子和O原子形成了dpπ键，增加了树脂的耐热性能；侧基受热氧化分解后，有机硅树脂形成高度交联且更加稳定的空间网状结构，能够防止主链的进一步断裂；高温氧化后形成的空间网状结构可以减轻高温对树脂内部的影响。作为涂层粘结剂的有机硅树脂在高温下会发生热降解反应，转化为无机硅氧烷结构，在断裂的地方形成活性中心，可与耐高温的水性铝银浆发生相互作用，通过化学反应重新组合成更稳定的骨架结构，形成更加致密的涂层，从而可以提升涂层的耐热性能，整个涂层体系发生二次成膜，进一步抵御高温的侵蚀。硅酸盐溶液中的二氧化硅可与铝银浆熔合成Si-O-Al(Fe)合金层，合金层的形成大大提高涂层与基材的结合能力，还使热氧不易侵入，从而提高了涂料的附着力和机械强度以及耐热、防腐性能。优选的，所述水性有机硅消泡剂为HF3206。这种有机硅消泡剂消泡性能优异，并且与有机硅树脂具有良好的兼容性。优选的，所述胺类中和剂为DeuAddMA-95。这种胺类中和剂的气味低﹑挥发低性，能够有效地调节体系pH值，并赋予体系很好的pH值稳定性。优选的，所述基材润湿剂为TEGO4200。这种基材润湿剂能够降低静态表面张力和动态表面张力，此外还具有防缩孔、低稳泡的效果。可适用于多种体系。优选的，所述分散剂为KYC-9。这种分散剂具有高效的体系基料相容性、混容性，优异的体系润湿性、渗透性，能够显著提高体系储存的安定性，防止颜料凝聚、絮凝，降低体系粘度。优选的，所述成膜助剂为丙二醇甲醚。优点是相容性强、挥发快、提高漆膜光泽。优选的，所述附着力促进剂为德谦ADP。这种附着力促进剂能显著提升涂料对铁金属表面的附着力，增进涂膜延展性和耐冲击性，并且在高温烘烤下漆膜不变色。优选的，所述水性耐高温铝银浆为B-715。这种水性耐高温铝银浆为包覆型铝银浆，使用树脂包覆铝粒子，使铝颜料与树脂系统的亲和力极其优良，同时具有强防酸碱腐蚀，极强的稳定性，优异的耐候性，优异的电气绝缘性，能耐400℃高温不变色。有机硅树脂在高温下会发生热降解反应，转化为无机硅氧烷结构，在断裂的地方形成活性中心，可与耐高温的水性铝银浆发生相互作用，通过化学反应重新组合成更稳定的骨架结构，形成更加致密的涂层，从而可以提升涂层的耐热性能，整个涂层体系发生二次成膜，进一步抵御高温的侵蚀。硅酸盐溶液中的二氧化硅可与铝银浆熔合成Si-O-Al(Fe)合金层，合金层的形成大大提高涂层与基材的结合能力，还使热氧不易侵入，从而提高了涂料的耐热、防腐性能。铝银浆在高温下可与钢铁基材形成合金层，提高涂膜的附着力。此外，铝作为阴极与钢铁形成电化学电池，从而进一步提高了钢铁的耐腐蚀性能。优选的，所述增稠剂为RHEOLATE299。这种增稠剂的优点是高效率，能提供强效剪切稀化特性、优异抗流挂性和防沉性；此外还具有良好的流平性和优异的成品光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水性耐高温自干型涂料，其特征在于，包括重量份的以下组分：水性耐高温树脂30～70份，水性有机硅消泡剂0.05～2.0份，胺类中和剂0.5～3.0份，基材润湿剂0.1～3.0份，分散剂0.5-10份，成膜助剂1～15份，附着力促进剂0.1～5份，水性耐高温铝银浆3～10份，蒸馏水Ⅰ15～30份，增稠剂0.1～5份，蒸馏水Ⅱ0.1～5份。/n

【技术特征摘要】
1.水性耐高温自干型涂料，其特征在于，包括重量份的以下组分：水性耐高温树脂30～70份，水性有机硅消泡剂0.05～2.0份，胺类中和剂0.5～3.0份，基材润湿剂0.1～3.0份，分散剂0.5-10份，成膜助剂1～15份，附着力促进剂0.1～5份，水性耐高温铝银浆3～10份，蒸馏水Ⅰ15～30份，增稠剂0.1～5份，蒸馏水Ⅱ0.1～5份。


2.如权利要求1所述的水性耐高温自干型涂料，其特征在于，包括重量份的以下组分：水性耐高温树脂70份，水性有机硅消泡剂0.7份，胺类中和剂0.3份，基材润湿剂1.5份，分散剂8份，成膜助剂5份，附着力促进剂3份，水性耐高温铝银浆8份，蒸馏水Ⅰ20份，增稠剂3份，蒸馏水Ⅱ3份。


3.如权利要求1所述的水性耐高温自干型涂料，其特征在于，所述水性耐高温树脂为一种纳米级水性有机无机杂化复配乳液，乳液中包含了有机硅树脂和硅酸盐溶液，pH为7.0～9.0，具体型号为凯斯利80527。


4.如权利要求1所述的水性耐高温自干型涂料，其特征在于，所述水性有机硅消泡剂为HF3206。


5.如权利要求1所述的水性耐高温自干型涂料，其特征在于，所述胺类中和剂为DeuAddMA-95。


6.如权利要求1所述的水性耐高温自干型涂料，其特征在于，所述基材润湿剂为TEGO4...

【专利技术属性】
技术研发人员：党勇，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