挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了挖掘机斗齿专用有机‑无机纳米杂化水性抗粘连涂料及其制备方法，属于水性涂料领域。本发明专利技术利用多种偶联剂协同改性纳米二氧化硅，再与丙烯酸酯类单体聚合，通过调节改性纳米二氧化硅的加量，制得快干且抗粘连性能优异的有机‑无机纳米杂化乳液，并以此做为成膜物质，制备了挖掘机斗齿专用有机‑无机纳米杂化水性抗粘连涂料，其具有防锈和催干特性，可大幅度提高涂料颜基比，所获得的涂层光泽达90以上、硬度达到4H，与现有技术相比，产品完全水性化、安全、环保，解决了现有水性涂料包装粘连问题。

【技术实现步骤摘要】
挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料及其制备方法
本专利技术涉及水性涂料
，具体涉及一种挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料。
技术介绍
挖掘机斗齿类似于人的牙齿，是挖掘机工作装置的终端，在挖掘作业过程中斗齿是负荷最大的工作部件，属于易耗配件，因其材质为铸铁件，露天存放极易生锈、影响使用寿命。因此，常在其表面涂装防腐涂料进行保护。挖掘机斗齿属于异形件，通常采用浸涂涂装工艺：浸涂车间温度30-40℃，浸涂两道，每道间隔30s、涂装后放置10-12小时干燥、打包、装箱；目前斗齿涂装主要以溶剂型涂料为主，随着人们对环境和健康的日益重视，斗齿涂装逐渐向水性化发展，然而水性涂料按此工艺在打包、装箱、运输过程中，容易出现漆膜粘连、脱落，露天存放易锈蚀、变色、裂纹等现象，限制了斗齿涂装水性化进程。因此，有必要开发一种适用于现有工艺的挖掘机斗齿专用水性抗粘连涂料，推进油改水进程。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料及其制备方法，本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料，包括：按重量份计，有机-无机纳米杂化乳液50-60份、去离子水12-27份、润湿分散剂0.5-0.8份、消泡剂0.05-0.1份、pH调节剂为0.1-0.2份、流变助剂0.5-0.8份、纳米填料5-20份和耐候颜料5-20份。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料包括：按重量份计，有机-无机纳米杂化乳液54-58份、去离子水15-25份、润湿分散剂0.5-0.8份、消泡剂0.05-0.1份、pH调节剂为0.1-0.2份、流变助剂0.5-0.8份、纳米填料10-20份和耐候颜料10-20份。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述有机-无机纳米杂化乳液通过以下方法制得：(1.1)制备预乳液：将1-2wt％份乳化剂和12-15wt％蒸馏水分散均匀，然后加入20-25wt％甲基丙烯酸甲酯MMA、20-25wt％丙烯酸丁酯、10-15wt％苯乙烯、5-8wt％双丙酮丙烯酰胺DAAM、0.2-0.3wt％醇酯十二以及20-25wt％改性纳米二氧化硅，在室温下搅拌以使混合液完全乳化，然后加入3/4的引发剂水溶液分散均匀，得到预乳液；其中，引发剂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和双丙酮丙烯酰胺三种单体总质量的0.3-0.6％；(1.2)合成：将1-2wt％乳化剂、0.2-0.3wt％醇酯十二和35-40wt％水混合搅拌以使混合液乳化，然后升温至82℃-83℃，然后投入步骤(1.1)制得的预乳液10～15wt％，并同时加入剩余1/4的引发剂水溶液，待出现蓝光后，反应20-40min；然后，升温至84℃-86℃，滴加剩余35～40wt％的预乳液并在3-4h滴加完毕；再升温86℃-88℃保温2-3h，随后降温至50℃以下并加入5-8wt％己二酸二酰肼ADH；待乳液冷却至室温后加入氨水调节pH至7-9出料，得到有机-无机纳米杂化乳液。需要说明的是，引发剂水溶液通过用去离子水溶解引发剂而得到，去离子水的加量以足以溶解引发剂为宜。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述改性纳米二氧化硅通过以下方法制得：(2.1)将硅烷偶联剂和MMA以1:(1-2)的质量比混合后滴入至在室温下搅拌的纳米二氧化硅粉料中，并将温度升至50-80℃，分散2-3h；(2.2)将钛酸酯偶联剂和MMA以1:(1-2)的质量比混合并将得到的混合物喷洒于步骤(2.1)制得的粉体上，分散1-2h后降至室温，制得改性纳米二氧化硅；其中，硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的加量分别为纳米二氧化硅粉料的0.5-5wt％。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述硅烷偶联剂为环氧基硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、聚醚硅烷、多官能型对称硅烷和脲基硅烷中的至少一种。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述钛酸酯偶联剂为丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酸)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯和四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯中的至少一种。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，纳米二氧化硅为单晶硅型，其粒径为5-10nm。在该粒径下的纳米二氧化硅颗粒比表面积大，更加有利于改性进行。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述乳化剂为阴离子乳化剂、非离子乳化剂、两性离子乳化剂和磷酸酯类表面活性剂中的至少一种。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述润湿分散剂为DT-531、DT2100和Dispers757W中的一种或多种组合；消泡剂为索尔维DF691、罗地亚DF5688和罗地亚DF691中的一种或多种组合；pH调节剂为N,N-二甲基乙醇胺、氨水和三乙醇胺中的一种或多种组合；流变助剂为AGITANPUR42、聚酰胺蜡水性流变助剂HIXATROLP2100W和非离子缔合型流变剂RM-12W中的一种或多种组合；纳米填料为硫酸钡粉、硅微粉、硅灰石粉、滑石粉和重质碳酸钙中的一种或多种组合，其粒径为3000-5000目；耐候颜料为钛菁蓝粉、钛菁绿粉、铁黄粉、龙蟒996钛白粉和中铬黄粉中的一种或多种组合。挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料的制备方法，其包括以下过程：按上述配比将去离子水、润湿分散剂、消泡剂、纳米填料和耐候颜料混合均匀，研磨细度至20-40μm，然后加入有机-无机纳米杂化乳液和pH调节剂，混合均匀后，加入流变助剂，调节粘度至60-80KU，制得挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术利用多种偶联剂协同改性纳米二氧化硅，再与丙烯酸酯类单体聚合，通过调节改性纳米二氧化硅的加量，制得快干且抗粘连优异的有机-无机纳米杂化乳液，并以此做为成膜物质，制备的涂料具有防锈和催干特性，可大幅度提高涂料颜基比。本专利技术用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅表面进行双键改性，使其获得反应基团，然后用钛酸酯偶联剂对其进一步改性，明显增大了颜填料容量，漆膜强度大幅提高，色泽鲜艳，钛酸酯改性后使涂膜具有催干特性，缩短了漆膜干燥时间。本专利技术制备的水性抗粘连涂料其涂膜光泽达90以上、硬度达到2H，与现有涂料相比，其产品完全水性化、安全、环保，VOC含量小于80g/L，远低于现用溶剂型涂料(大于400g/L)，有效解决了现有重型设备(如挖掘机)在涂装水性涂料时在打包、装箱、运输过程中漆膜粘连、脱落以及露天存放易锈蚀、变色、裂纹等质量问题。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料，其特征在于，包括：按重量份计，有机-无机纳米杂化乳液50-60份、去离子水12-27份、润湿分散剂0.5-0.8份、消泡剂0.05-0.1份、pH调节剂为0.1-0.2份、流变助剂0.5-0.8份、纳米填料5-20份和耐候颜料5-20份。/n

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料，其特征在于，包括：按重量份计，有机-无机纳米杂化乳液50-60份、去离子水12-27份、润湿分散剂0.5-0.8份、消泡剂0.05-0.1份、pH调节剂为0.1-0.2份、流变助剂0.5-0.8份、纳米填料5-20份和耐候颜料5-20份。


2.根据权利要求1所述的挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料，其特征在于，包括：按重量份计，有机-无机纳米杂化乳液54-58份、去离子水15-25份、润湿分散剂0.5-0.8份、消泡剂0.05-0.1份、pH调节剂为0.1-0.2份、流变助剂0.5-0.8份、纳米填料10-20份和耐候颜料10-20份。


3.根据权利要求1所述的挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料，其特征在于，所述有机-无机纳米杂化乳液通过以下方法制得：
(1.1)制备预乳液：将1-2wt％份乳化剂和12-15wt％蒸馏水分散均匀，然后加入20-25wt％甲基丙烯酸甲酯MMA、20-25wt％丙烯酸丁酯、10-15wt％苯乙烯、5-8wt％双丙酮丙烯酰胺DAAM、0.2-0.3wt％醇酯十二以及20-25wt％改性纳米二氧化硅，在室温下搅拌以使混合液完全乳化，然后加入3/4的引发剂水溶液分散均匀，得到预乳液；其中，引发剂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和双丙酮丙烯酰胺三种单体总质量的0.3-0.6％；
(1.2)合成：将1-2wt％乳化剂、0.2-0.3wt％醇酯十二和35-40wt％水混合搅拌以使混合液乳化，然后升温至82℃-83℃，然后投入步骤(1.1)制得的预乳液10～15wt％，并同时加入剩余1/4的引发剂水溶液，待出现蓝光后，反应20-40min；然后，升温至84℃-86℃，滴加剩余35～40wt％所述预乳液并在3-4h滴加完毕；再升温86℃-88℃保温2-3h，随后降温至50℃以下并加入5-8wt％己二酸二酰肼ADH；待乳液冷却至室温后加入氨水调节pH至7-9出料，得到有机-无机纳米杂化乳液。


4.根据权利要求3所述的挖掘机斗齿专用有机-无机纳米杂化水性抗粘连涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅通过以下方法制得：
(2.1)将硅烷偶联剂和MMA以1:(1-2)的质量比混合后滴入至在室温下搅拌的纳米二氧化硅粉料中，并将温度升至50-80℃，分散2-3h；
(2.2)将钛酸酯偶联剂和MMA以1:(1-2)的质量比混合并将得到的混合物喷洒于步骤(2.1)制得的粉体上，分散1-2h后降至室温，制得改性纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫辉，
申请(专利权)人：绵阳麦思威尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51