一种矿车用防粘冰涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种矿车用防粘冰涂料及其制备方法，属于防粘冰涂料技术领域，所述矿车用防粘冰涂料由A组分和B组分组成；其中A组分由以下原料组成：环氧改性有机硅树脂、功能性填料、分散剂、润湿剂、活性流平剂等；B组分由以下原料组成：交联剂和第二溶剂；本发明专利技术的矿车用防粘冰涂料采用环氧改性有机硅树脂为基料，该基料不仅有有机硅树脂耐低温、强憎水性的优点，而且通过环氧树脂改性，由于环氧树脂独特的环氧基、羟基、醚键等活性基团,因此环氧树脂改性有机硅树脂后，能够明显提高涂料的附着力。

【技术实现步骤摘要】
一种矿车用防粘冰涂料及其制备方法
本专利技术涉及功能涂料
，具体说是一种矿车用防粘冰涂料及其制备方法。
技术介绍
我国大多数矿山企业采用水采煤方法，采煤井和卸煤场之间矿车运煤过程暴露在低温露天环境下，矿车内会出现冻粘，并且运输距离越远冻结越严重，在反复运煤过程中矿车内的冻粘层积累会严重影响矿车的运煤效率，尤其是矿车冻粘情况严重时，卸煤工序机械清理冻结层对矿车也会产生很大的破坏；为了避免矿车的冻粘问题，煤场也投入了大量的人力物力，但是解决的效果不明显；目前的防粘冰涂料主要有两种：第一种是亲水性防冰霜材料，其防冰霜原理是亲水涂层可吸附大量的水，并且加入乙二醇等助剂来降低凝固点，起到防结冰的作用，但是亲水材料使用的温度和湿度范围有限，并且污染后会降低甚至失去防冰作用；第二种是疏水性防冰霜材料，其原理是(超)疏水性基材表面具有较低的表面能，水滴在光滑的疏水基材表面上不能完全铺展，水滴与基材表面的接触面积较小，当水滴在基材表面的接触角随着基材表面能的降低而增加时，水滴与基材表面的接触面积就逐渐减小，从而降低了基材表面与水滴之间的热传导，延缓了水滴的凝固，但是该材料表面的机械性能不佳，在使用过程中表面容易被破坏，随着时间的增长和温度的降低，疏水材料便失去了防冰霜的作用。有机硅树脂是以硅氧键(-Si-O-)为主链的结构，具有很强的热稳定性和憎水性，一方面有机硅树脂的热稳定性很高，在低温、高温甚至辐射照射下化学键都不会断裂、分解，可以在很宽的温度范围内使用；另一方面，有机硅树脂结构具有很强的憎水性，其表面张力很低，结构极其稳定，即使在水中长时间浸泡，结构变化也很小，是防冰粘附涂料的理想材料之一，但是长时间来因为有机硅树脂的附着力差，因此限定了其应用，而如何提高有机硅树脂的附着力也成为目前技术人员亟待解决的问题。因此目前的防粘冰涂料都具有其局限性，当环境温度降低至很低、冰在涂层表面大面积长时间冻结不清除或基材表面受到破坏后，涂层就会失去防覆冰作用，并且我国冬季由于煤矿的矿车长时间存在于低温下，并且目前的防粘冰涂料的附着力普遍偏低，抗划伤性能不佳，没有合适的矿车用防粘冰涂料。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种矿车用防粘冰涂料及其制备方法。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种矿车用防粘冰涂料，由A组分和B组分组成；其中A组分以重量份计，由以下原料组成：环氧改性有机硅树脂20～30份、功能性填料25～30份、分散剂0.5～1份、润湿剂0.1～0.5份、活性流平剂1～2份、附着力促进剂0.1～0.8份、消泡剂0.1～0.5份、流变助剂0.1～0.5份、抗划伤助剂0.4～1份和第一溶剂20～25份；B组分以重量份计，由以下原料组成：交联剂9～12份和第二溶剂2～5份；所述环氧改性有机硅树脂按照以下步骤制备得到：①硅醇溶液的制备：以重量份计，将12～18份甲基氯硅烷和8～12份苯基氯硅烷降温至0～5℃，加入25～30份甲苯真空抽至配料槽内，控制配料槽温度0～5℃，搅拌混合0.5～1小时，得到预混料；向水解槽中依次加入8～12份水、15～25份甲苯、25～35份丙酮，搅拌20～30分钟并降温至15℃以下，向其中滴加预混料，控制水解槽的温度在15～25℃，滴加完毕后搅拌静止10～15分钟，放出水解液中的酸，水洗至溶液pH为5～7，得到硅醇溶液；②环氧改性有机硅树脂的制备：将步骤①得到的硅醇溶液抽至蒸溶槽，升温并控制真空压力-0.06～0.08MPa将硅醇溶液中的甲苯蒸出，温度升至90～95℃后停止蒸溶，得到硅醇；将所得硅醇和E-44环氧树脂加入到缩合反应釜中混合30～60分钟，升温至120～130℃进行缩合1～2小时，得到环氧改性有机硅树脂；其中硅醇和E-44环氧树脂的质量比为80～85：10～15；所述功能性填料为纳米碳酸钙、氧化铝粉、高岭土、滑石粉或玻璃粉中的一种或几种；所述分散剂为聚丙烯酰胺或脂肪酸聚乙二醇酯；所述润湿剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物；所述活性流平剂按照以下步骤制备得到：以重量份计，将25～35份三乙醇胺、8～12份丙酮加入55～65份水中，搅拌30～60分钟，降温至10～15℃，滴加15～18份二甲基二氯硅烷，在15～25℃下，控制体系pH值，当pH值在8～9时，停止滴加，反应10～20分钟，水洗2～3遍，饱和氯化钠盐水洗至水洗物呈中性，将水洗物放置24h沉降分层，排除残留水，加入0.01～0.02份环烷酸钴，升温至55～65℃，反应30～60分钟，当反应液粘度为500～550cs时，得到活性流平剂；所述附着力促进剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述消泡剂为二甲基硅油消泡剂或聚氧丙烯-聚氧乙烯甘油醚；所述流变助剂为气相二氧化硅、有机膨润土或聚酰胺蜡粉中/的一种或两种；所述抗划伤助剂为聚乙烯蜡粉、聚丙烯蜡粉或聚四氟乙烯蜡粉中的一种或两种；所述第一溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和丙二醇二乙酸酯的混合物；所述第二溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯或醋酸丁酯；所述交联剂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或三官能团氮丙啶交联剂中的一种或两种。优选的，环氧改性有机硅树脂在制备过程中，缩合反应停止的时间为环氧改性有机硅树脂的凝胶时间为180～200s。优选的，聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物是通过乙二胺作为引发剂，环氧乙烷和环氧丙烷作为反应单体制备得到，具体的：以重量份计，将50～60份的环氧乙烷和35～45份的环氧丙烷加入反应釜中，慢慢滴加4～5份乙二胺，控制反应温度在80℃以下，当温度不再继续上升后继续反应1小时，得到聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。优选的，A组分以重量份计，由以下原料组成：环氧改性有机硅树脂24～28份、功能性填料28～30份、分散剂0.5～1份、润湿剂0.2～0.4份、活性流平剂1.5～2份、附着力促进剂0.3～0.5份、消泡剂0.1～0.2份、流变助剂0.3～0.4份、抗划伤助剂0.5～0.8份和第一溶剂22～24份；B组分以重量份计，由以下原料组成：交联剂10～11份和第二溶剂3～4份。优选的，所述第一溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和丙二醇二乙酸酯按照质量比2～4：1：5～8混合得到。优选的，所述消泡剂为二甲基硅油消泡剂。优选的，所述抗划伤助剂为聚丙烯蜡粉和聚四氟乙烯蜡粉按照质量比1：3组成。本专利技术还包括一种矿车用防粘冰涂料的制备方法，包括以下步骤：⑴以重量份计，将环氧改性有机硅树脂20～30份加入到反应釜中，升温至80～90℃，在搅拌下将第一溶剂20～25份加入反应釜中，继续搅拌10～20分钟，依次向其中加入分散剂0.5～1份、润湿剂0.1～0.5份、活性流平剂1～2份、附着力促进剂0.1～0.8份、消泡剂0.1～0.5份、流变助剂0.1～0.5份、抗划伤助剂0.4～1份和功能性填料25～30份，在600～800转/分下分散30～60分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿车用防粘冰涂料，其特征在于：由A组分和B组分组成；其中A组分以重量份计，由以下原料组成：环氧改性有机硅树脂20～30份、功能性填料25～30份、分散剂0.5～1份、润湿剂0.1～0.5份、活性流平剂1～2份、附着力促进剂0.1～0.8份、消泡剂0.1～0.5份、流变助剂0.1～0.5份、抗划伤助剂0.4～1份和第一溶剂20～25份；B组分以重量份计，由以下原料组成：交联剂9～12份和第二溶剂2～5份；/n所述环氧改性有机硅树脂按照以下步骤制备得到：/n①硅醇溶液的制备：/n以重量份计，将12～18份甲基氯硅烷和8～12份苯基氯硅烷降温至0～5℃，加入25～30份甲苯真空抽至配料槽内，控制配料槽温度0～5℃，搅拌混合0.5～1小时，得到预混料；/n向水解槽中依次加入8～12份水、15～25份甲苯、25～35份丙酮，搅拌20～30分钟并降温至15℃以下，向其中滴加预混料，控制水解槽的温度在15～25℃，滴加完毕后搅拌静止10～15分钟，放出水解液中的酸，水洗至溶液pH为5～7，得到硅醇溶液；/n②环氧改性有机硅树脂的制备：/n将步骤①得到的硅醇溶液抽至蒸溶槽，升温并控制真空压力-0.06～0.08MPa将硅醇溶液中的甲苯蒸出，温度升至90～95℃后停止蒸溶，得到硅醇；/n将所得硅醇和E-44环氧树脂加入到缩合反应釜中混合30～60分钟，升温至120～130℃进行缩合1～2小时，得到环氧改性有机硅树脂；/n其中硅醇和E-44环氧树脂的质量比为80～85：10～15；/n所述功能性填料为纳米碳酸钙、氧化铝粉、高岭土、滑石粉或玻璃粉中的一种或几种；/n所述分散剂为聚丙烯酰胺或脂肪酸聚乙二醇酯；/n所述润湿剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物；/n所述活性流平剂按照以下步骤制备得到：/n以重量份计，将25～35份三乙醇胺、8～12份丙酮加入55～65份水中，搅拌30～60分钟，降温至10～15℃，滴加二甲基二氯硅烷，在15～25℃下，控制体系pH值，当pH值在8～9时，停止滴加，反应10～20分钟，水洗2～3遍，饱和氯化钠盐水洗至水洗物呈中性，加入0.01～0.02份环烷酸钴，升温至55～65℃，反应30～60分钟，当反应液粘度为500～550cs时，得到活性流平剂；/n所述附着力促进剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；/n所述消泡剂为二甲基硅油消泡剂或聚氧丙烯-聚氧乙烯甘油醚消泡剂；/n所述流变助剂为气相二氧化硅、有机膨润土或聚酰胺蜡粉中的一种或两种；/n所述抗划伤助剂为聚乙烯蜡粉、聚丙烯蜡粉或聚四氟乙烯蜡粉中的一种或两种；/n所述第一溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和丙二醇二乙酸酯的混合物；/n所述第二溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯或醋酸丁酯；/n所述交联剂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或三官能团氮丙啶交联剂中的一种或两种。/n...

【技术特征摘要】
1.一种矿车用防粘冰涂料，其特征在于：由A组分和B组分组成；其中A组分以重量份计，由以下原料组成：环氧改性有机硅树脂20～30份、功能性填料25～30份、分散剂0.5～1份、润湿剂0.1～0.5份、活性流平剂1～2份、附着力促进剂0.1～0.8份、消泡剂0.1～0.5份、流变助剂0.1～0.5份、抗划伤助剂0.4～1份和第一溶剂20～25份；B组分以重量份计，由以下原料组成：交联剂9～12份和第二溶剂2～5份；
所述环氧改性有机硅树脂按照以下步骤制备得到：
①硅醇溶液的制备：
以重量份计，将12～18份甲基氯硅烷和8～12份苯基氯硅烷降温至0～5℃，加入25～30份甲苯真空抽至配料槽内，控制配料槽温度0～5℃，搅拌混合0.5～1小时，得到预混料；
向水解槽中依次加入8～12份水、15～25份甲苯、25～35份丙酮，搅拌20～30分钟并降温至15℃以下，向其中滴加预混料，控制水解槽的温度在15～25℃，滴加完毕后搅拌静止10～15分钟，放出水解液中的酸，水洗至溶液pH为5～7，得到硅醇溶液；
②环氧改性有机硅树脂的制备：
将步骤①得到的硅醇溶液抽至蒸溶槽，升温并控制真空压力-0.06～0.08MPa将硅醇溶液中的甲苯蒸出，温度升至90～95℃后停止蒸溶，得到硅醇；
将所得硅醇和E-44环氧树脂加入到缩合反应釜中混合30～60分钟，升温至120～130℃进行缩合1～2小时，得到环氧改性有机硅树脂；
其中硅醇和E-44环氧树脂的质量比为80～85：10～15；
所述功能性填料为纳米碳酸钙、氧化铝粉、高岭土、滑石粉或玻璃粉中的一种或几种；
所述分散剂为聚丙烯酰胺或脂肪酸聚乙二醇酯；
所述润湿剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物；
所述活性流平剂按照以下步骤制备得到：
以重量份计，将25～35份三乙醇胺、8～12份丙酮加入55～65份水中，搅拌30～60分钟，降温至10～15℃，滴加二甲基二氯硅烷，在15～25℃下，控制体系pH值，当pH值在8～9时，停止滴加，反应10～20分钟，水洗2～3遍，饱和氯化钠盐水洗至水洗物呈中性，加入0.01～0.02份环烷酸钴，升温至55～65℃，反应30～60分钟，当反应液粘度为500～550cs时，得到活性流平剂；
所述附着力促进剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；
所述消泡剂为二甲基硅油消泡剂或聚氧丙烯-聚氧乙烯甘油醚消泡剂；
所述流变助剂为气相二氧化硅、有机膨润土或聚酰胺蜡粉中的一种或两种；
所述抗划伤助剂为聚乙烯蜡粉、聚丙烯蜡粉或聚四氟乙烯蜡粉中的一种或两种；
所述第一溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和丙二醇二乙酸酯的混合物；
所述第二溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯或醋酸丁酯；
所述交联剂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或三官能团氮丙啶交联剂中的一种或两种。


2.根据权利要求1所述的一种矿车用防粘冰涂料，其特征在于：环氧改性有机硅树脂在制备过程中，缩合反应停止的时间为环氧改性有机硅树脂的凝胶时间为180～200s。


3.根据权利要求1所述的一种矿车用防粘冰涂料，其特征在于：聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物是通过乙二胺作为引发剂，环氧乙烷和环氧丙烷作为反应单体制备得到，具体的：
以重量份计，将50～60份的环氧乙烷和35～45份的环氧丙烷加入反应釜中，慢慢滴加4～5份乙二胺，控制反应温度在80℃以下，当温度不再继续上升后继续反应1小时，得到聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。


4.根据权利要求1所述的一种矿车用防粘冰涂料，其特征在于：A组分以重量份计，由以下原料组成：环氧改性有机硅树脂24～28份、功能性填料28～30份、分散剂0.5～1份、润湿剂0.2～0.4份、活性流平剂1.5～2份、附着力促进剂0.3～0.5份、消泡剂0.1～0.2份、流变助剂0.3～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘克祥，武超，张学东，郭慧，董斌，
申请(专利权)人：山东北方现代化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37