一種雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，本面漆包括主漆和固化劑，二者的質(zhì)量比為9∶1，主漆由下列重量份的原料制成：YC-1樹脂73-75、潤濕分散劑0.3-0.5、有機膨潤土0.2-0.4、顏料13-15、助劑0.2-0.9、金屬催干劑1-2、有機錫0.1-0.2、改性填料4-6、DBE溶劑1-3、仲丁酯2-2.5混合制備而成。本發(fā)明的油漆與傳統(tǒng)聚氨酯漆相比，該面漆涂膜豐滿度高、鮮映性、抗劃傷性好、毒性小、價格低，符合或超過HG/T4339-2012（其他面漆）的技術(shù)要求，是一種功能性雙組份涂料。
【專利說明】一種雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及油漆領(lǐng)域，具體涉及一種雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆及其制備方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]傳統(tǒng)聚氨酯漆固化后的涂膜具有優(yōu)越的耐化學藥品性、耐酸、堿、鹽液、石油產(chǎn)品，因此在化工防腐、車輛、木器等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。但聚氨酯漆存在價格高，有些聚氨酯漆中含有相當多的游離異氰酸酯，吸入人體有礙健康等缺陷。隨著我國機械行業(yè)的發(fā)展，對農(nóng)用機械涂裝性價比的要求不斷提高，使得傳統(tǒng)的聚氨酯漆很難滿足現(xiàn)代農(nóng)用機械涂裝的要求。本發(fā)明通過用苯乙烯對醇酸樹脂加以改性，使得改性后的樹脂(YC-1樹脂)具有高豐滿度、耐化學腐蝕、抗劃傷、硬度高、易施工等特點。以此樹脂為基料，選擇各種顏、填料、助劑制備主漆，再以HDI縮二脲為固化劑制備的雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，具有涂膜豐滿度高、鮮映性、抗劃傷性好、硬度高、毒性小、價格低的特點。符合或超過HG/T4339-2012 (其他面漆)的技術(shù)要求，可完全滿足現(xiàn)代農(nóng)用機械涂裝的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明提供了一種雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆的制備方法，與傳統(tǒng)聚氨酯漆相t匕，該面漆涂膜豐滿度高、鮮映性、抗劃傷性好、毒性小、價格低，符合或超過HG/T4339-2012(其他面漆)的技術(shù)要求，是一種功能性雙組份涂料。
[0004]本發(fā)明的采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，包括主漆和固化劑，二者的質(zhì)量比為9:1，其特征在于，所述的主漆由下列重量份的原料制成:
[0006]YC-1樹脂73-75、潤濕分散劑0.3-0.5、有機膨潤土 0.2-0.4、顏料13-15、助劑0.2-0.9、金屬催干劑1-2、有機錫0.1-0.2、改性填料4_6、DBE溶劑1_3、仲丁酯2-2.5，
[0007]所述的YC-1樹脂的制備方法為:
[0008](I)按重量份分別稱取下列組份一、組份二的組分原料:
[0009]組份一的組成原料為:
[0010]季戊四醇20-40、鄰苯二甲酸酐30-40、順丁烯二酸酐3_6、反_2_ 丁烯酸2_5、苯甲酸4-6、不飽和脂肪酸35-45、二丁基氧化錫0.1-0.15、二甲苯42-64 ；
[0011 ] 組份二的組成原料為:
[0012]硫化劑ΒΡ00.7-1.0、苯乙烯 25-30、二甲苯 20-40 ；
[0013](2)按配方量將組份一中的季戊四醇、鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、反-2-丁烯酸、苯甲酸、不飽和脂肪酸、二丁基氧化錫、少量二甲苯加入反應(yīng)釜中，關(guān)閉反應(yīng)釜蓋，用
1-2h升溫至180±2°C保持酯化2h，再用l_2h升溫至200±2°C保持酯化至酸值< 20mgK0H/g，然后降溫至140°C以下加入余下的二甲苯兌稀，得到基礎(chǔ)醇酸樹脂備用；
[0014](3)按配方量將組份二中的70-80%的ΒΡ0、全部的苯乙烯加入配料罐中，混合均勻備用，將余下的二甲苯和BPO混合均勻得到混合液A，備用；
[0015](4)將混合均勻的單體加入步驟(2)制得的基礎(chǔ)醇酸樹脂中，升溫至140±2°C保持共聚2.5-3h，然后將混合液A分兩次加入反應(yīng)體系，間隔時間為I小時，每次保溫lh，測轉(zhuǎn)化率，當轉(zhuǎn)化率> 98%時降溫，過濾出料得YC-1樹脂；
[0016]所述改性填料是通過下列方法制備而得:a.取下列重量份的原料:高嶺土100-150、碳酸鈣120-130、沸石10-12、納米碳1-2、三氧化鎢1-2、氧化鑭2-3、薄荷精油
2-3、過硼酸鈉1-2、氧化鋁2-3、沉淀法硫酸鋇30-34、茶多酚3-4、檸檬酸三乙酯1-2、鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-TTS4-6、玉石粉1-2 ；
[0017]b、將高嶺土、碳酸鈣、沸石在450_480°C下煅燒4_5h，冷卻至室溫，取出后，加入
3-4%的氫氧化鈉溶液中研磨1-2小時，然后，加入12-15%的鹽酸溶液，調(diào)節(jié)PH值為4_5，陳化10-15小時，再加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液pH為中性，過濾，烘干得到填料粉末；
[0018]C、將上述所得粉末與其它剩余成分混合，并以8000-10000轉(zhuǎn)/分的高速分散均勻，即得。
[0019]所述的雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，其特征在于:所述顏料為酞菁藍、鈦白粉、淡黃色粉三種顏料物質(zhì)構(gòu)成，三者的重量比為4-4.2:9-10:0.1-0.3。
[0020]所述的雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，其特征在于:所述助劑包括消泡劑、流平劑、防結(jié)皮劑，其中消泡劑為海明斯消泡劑5500，按照重量百分比計，用量為主漆總重量的
0.3-0.5% ;流平劑為BYK-306，用量為主漆總重量的0.2-0.4% ;防結(jié)皮劑為841，用量為主漆總重量的0.1-0.3%。
[0021]所述的雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，其特征在于:所述的固化劑為HDI縮二脲。
[0022]所述的雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，其特征在于，所述的主漆的制備方法，包括以下步驟:
[0023](I)按配方量將YC-1樹脂加入配料罐內(nèi)，開啟攪拌在500_800r/min加入潤濕分散劑攪勻，再依次加入有機膨潤土、顏、填料，再提升攪拌轉(zhuǎn)速至1000-1200r/min攪拌30min，用80目篩網(wǎng)過濾進入砂磨機循環(huán)研磨，出口物料溫度≤70°C，細度控制≤20ym；
[0024](2)將細度研磨合格的漆漿進入兌稀罐中，開啟攪拌在100-200r/min用色漿調(diào)色到符合要求，再加入流平劑、消泡劑、催干劑、防結(jié)皮劑、DBE等余下物料攪勻；
[0025](3)攪勻后用仲丁酯調(diào)整粘度至80-100 (3)/涂_4，用200目振動篩過濾、包裝，即得到主漆。
[0026]本發(fā)明技術(shù)方案的確定過程:
[0027]YC-1樹脂的確定
[0028]本發(fā)明中的YC-1樹脂是制漆的關(guān)鍵材料，基礎(chǔ)醇酸樹脂結(jié)構(gòu)的設(shè)計、苯乙烯改性量的確定、共聚反應(yīng)溫度的控制、引發(fā)劑用量、共聚方式、干燥方式，是樹脂性能好壞的關(guān)鍵所在，有效控制能使YC-1樹脂的分子量分布較窄、降低相對分子量，從而獲得理想的涂膜，本發(fā)明主要通過以下途徑解決。
[0029](I)在基礎(chǔ)醇酸樹脂中，本發(fā)明選擇不飽和脂肪酸，利用不飽和脂肪酸中的-C=C-，為涂膜的氧化交聯(lián)干燥提供反應(yīng)基團；采用順丁烯二酸酐和反-2- 丁烯酸代替部分苯酐，確?；A(chǔ)醇酸樹脂中共軛 雙鍵數(shù)量，提高反應(yīng)活性點；用苯甲酸進行調(diào)節(jié)，使基礎(chǔ)醇酸樹脂分子量分布均勻、相對分子量更低，為后期與苯乙烯共聚奠定良好的基礎(chǔ)。[0030](2)苯乙烯改性量直接影響涂膜的硬度、干燥時間、抗劃傷性、重涂性，通過反復(fù)試驗確定苯乙烯改性重量百分比為總體系的25-30%，即可滿足要求。
[0031](3)共聚反應(yīng)溫度直接影響YC-1樹脂的分子量分布、相對分子量的大小，通過實驗確定140±2°C為最佳的共聚反應(yīng)溫度。
[0032](4)引發(fā)劑的用量也影響著YC-1樹脂的分子量分布、相對分子量大小，通過實驗確定引發(fā)劑重量百分比為總體系的0.7-1%，可滿足要求。
[0033](5)共聚方式也同樣影響著YC-1樹脂的分子量分布、相對分子量大小，通過實驗確定采用低聚物共聚法，可滿足要求。
[0034](6) YC-1樹脂中含有-C=C-及-0H，即能氧化交聯(lián)干燥，也可與-NCO交聯(lián)干燥，屬于雙交聯(lián)干燥方式，最終使涂膜形成網(wǎng)狀體型交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0035]2、成漆的確定
[0036]農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，主要的側(cè)重點是抗劃傷性、耐候性、保光保色性好、豐滿度高、鮮映性好,本發(fā)明主要通過以下途徑解決。
[0037](I)YC-1樹脂具有高豐滿度、耐化學腐蝕、抗劃傷、硬度高、易施工等優(yōu)點，因此本發(fā)明用YC-1樹脂為成漆基料。
[0038](2)選擇耐光性3-4級、耐候性5-6級的顏料，可提高涂膜的抗變色性。
[0039]3、異氰酸酯及0H/NC0當量比的確定
`[0040]本發(fā)明采用耐光性、耐候性好的HDI縮二脲為固化劑，該固化劑性能優(yōu)于其他異氰酸酯固化劑。0H/NC0當量比對涂膜的綜合性能影響很大，若固化劑過多交聯(lián)密度增加，涂膜硬度高，耐磨性增強，但涂膜較脆，不耐沖擊；若固化劑太少，則有-OH殘留，親水性增強，漆膜滲透性提高，同時漆膜硬度也隨之降低，綜合各方面的性能，并經(jīng)反復(fù)實驗確定以O(shè)H/NCO=1-L 2 為佳。
[0041]本發(fā)明的優(yōu)點
[0042]1、基礎(chǔ)醇酸樹脂中選擇不飽和脂肪酸，利用不飽和脂肪酸中的-C=C-，為涂膜的氧化交聯(lián)干燥提供反應(yīng)基團。
[0043]2、采用順丁烯二酸酐和反-2- 丁烯酸代替部分苯酐，確保醇酸樹脂中共軛雙鍵的數(shù)量，提高反應(yīng)活性點。
[0044]3、反-2- 丁烯酸屬于一元酸，即能提高基礎(chǔ)醇酸樹脂的反應(yīng)活性，又可與苯甲酸一同調(diào)芐基礎(chǔ)醇酸樹脂的分子量，使礎(chǔ)醇酸樹脂的分子量分布均勻、相對分子量更低，為后期與苯乙烯共聚奠定良好的基礎(chǔ)。
[0045]4、利用基礎(chǔ)醇酸樹脂中醇超所保留的-0H，可與-NCO交聯(lián)反應(yīng)。
[0046]5,-C=C-的氧化交聯(lián)干燥、-OH與-NCO的交聯(lián)干燥，使得涂膜干燥方式屬于雙交聯(lián)干燥，最終使涂膜形成網(wǎng)狀體型交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高涂膜交聯(lián)密度。
[0047]6、基礎(chǔ)醇酸樹脂中采用抗水解性、熱穩(wěn)定性好、降低酯化反應(yīng)溫度的二丁基氧化錫作為酯化催化劑，降低了酯化反應(yīng)溫度，降低了能耗。
[0048]7、基礎(chǔ)醇酸樹脂中采用不飽和脂肪酸，無需醇解，簡化了合成工藝，縮短了生產(chǎn)臺時，降低了能耗。
[0049]8、合成YC-1樹脂所需原料都是工業(yè)品，原料易得，合成工藝簡單。
[0050]9、合成YC-1樹脂，將苯乙烯直接加入到基礎(chǔ)醇酸樹脂中共聚，用的是低聚物共聚法，使得共聚物分子量分布更均勻、相對分子量更低。
[0051]10、采用YC-1樹脂為成膜物，提高了涂膜的豐滿度、鮮映性、抗劃傷性、耐候性，并且降低了成漆的生產(chǎn)成本。
【具體實施方式】
[0052]實施例1制備YC-1樹脂
[0053]1、YC-1樹脂配方
[0054]
【權(quán)利要求】
1.一種雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，包括主漆和固化劑，二者的質(zhì)量比為9:1，其特征在于，所述的主漆由下列重量份的原料制成: YC-1樹脂73-75、潤濕分散劑0.3-0.5、有機膨潤土 0.2-0.4、顏料13-15、助劑0.2-0.9、金屬催干劑1-2、有機錫0.1-0.2、改性填料4_6、DBE溶劑1_3、仲丁酯2-2.5， 所述的YC-1樹脂的制備方法為: (1)按重量份分別稱取下列組份一、組份二的組分原料: 組份一的組成原料為: 季戊四醇20-40、鄰苯二甲酸酐30-40、順丁烯二酸酐3-6、反-2-丁烯酸2-5、苯甲酸4-6、不飽和脂肪酸35-45、二丁基氧化錫0.1-0.15、二甲苯42-64; 組份二的組成原料為: 硫化劑BPO 0.7-1.0、苯乙烯25-30、二甲苯20-40 ； (2)按配方量將組份一中的季戊四醇、鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、反-2-丁烯酸、苯甲酸、不飽和脂肪酸、二丁基氧化錫、少量二甲苯加入反應(yīng)釜中，關(guān)閉反應(yīng)釜蓋，用l_2h升溫至180±2°C保持酯化2h，再用1-2h升溫至200±2°C保持酯化至酸值≤20mgK0H/g，然后降溫至140°C以下加入余下的二甲苯兌稀，得到基礎(chǔ)醇酸樹脂備用； (3)按配方量將組份二中的70-80%的ΒΡ0、全部的苯乙烯加入配料罐中，混合均勻備用，將余下的二甲苯和BPO混合均勻得到混合液A，備用； (4)將混合均勻的單體加入步驟(2)制得的基礎(chǔ)醇酸樹脂中，升溫至140±2°C保持共聚2.5-3h，然后將混合液A分兩次加入反應(yīng)體系，間隔時間為I小時，每次保溫lh，測轉(zhuǎn)化率，當轉(zhuǎn)化率≥ 98%時降溫，過濾出料得YC-1樹脂； 所述改性填料是通過下列方法制備而得:a.取下列重量份的原料:高嶺土 100-150、碳酸鈣120-130、沸石10_12、納米碳1-2、二氧化鶴1-2、氧化倆2_3、薄荷精油2_3、過砸酸鈉1-2、氧化鋁2-3、沉淀法硫酸鋇30-34、茶多酚3_4、檸檬酸三乙酯1_2、鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-TTS 4-6、玉石粉 1-2 ； b、將高嶺土、碳酸鈣、沸石在450-480 V下煅燒4-5h，冷卻至室溫，取出后，加入3-4%的氫氧化鈉溶液中研磨1-2小時，然后，加入12-15%的鹽酸溶液，調(diào)節(jié)PH值為4-5，陳化10-15小時，再加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液PH為中性，過濾，烘干得到填料粉末； C、將上述所得粉末與其它剩余成分混合，并以8000-10000轉(zhuǎn)/分的高速分散均勻，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，其特征在于:所述顏料為酞菁藍、鈦白粉、淡黃色粉三種顏料物質(zhì)構(gòu)成，三者的重量比為4-4.2:9-10:0.1-0.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，其特征在于:所述助劑包括消泡劑、流平劑、防結(jié)皮劑，其中消泡劑為海明斯消泡劑5500，按照重量百分比計，用量為主漆總重量的0.3-0.5% ;流平劑為BYK-306，用量為主漆總重量的0.2-0.4% ;防結(jié)皮劑為841，用量為主漆總重量的0.1-0.3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，其特征在于:所述的固化劑為HDI縮二脲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組份農(nóng)用機械防腐裝飾面漆，其特征在于，所述的主漆的制備方法，包括以下步驟:(O按配方量將YC-1樹脂加入配料罐內(nèi)，開啟攪拌在500-800r/min加入潤濕分散劑攪勻，再依次加入有機膨潤土、顏、填料，再提升攪拌轉(zhuǎn)速至1000-1200r/min攪拌30min，用80目篩網(wǎng)過濾進入砂磨機循環(huán)研磨，出口物料溫度≤70°C，細度控制≤20ym； (2)將細度研磨合格的漆漿進入兌稀罐中，開啟攪拌在100-200r/min用色漿調(diào)色到符合要求，再加入流平劑、消泡劑、催干劑、防結(jié)皮劑、DBE等余下物料攪勻； (3)攪勻后用仲丁酯調(diào)整粘度至80-100(S)/涂-4，用200目振動篩過濾、包裝，即得到 主漆。
【文檔編號】C08G63/49GK103555191SQ201310539165
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】周文杰, 安宏旭 申請人:安慶菱湖涂料有限公司