專利名稱：一種軌道車輛用耐高溫有機(jī)硅紅色標(biāo)記涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種軌道車輛用耐高溫有機(jī)硅紅色標(biāo)記涂料，屬于涂料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
軌道車輛剎車系統(tǒng)是關(guān)系到軌道車輛安全運(yùn)行的重要因素之一，因而每次車輛運(yùn)行前都要檢驗(yàn)剎車系統(tǒng)是否松動(dòng)。檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)就是看涂有標(biāo)記涂料的鍍鋅緊固件位置是否移動(dòng)。眾所周知，軌道車輛制動(dòng)剎車過(guò)程中，瞬時(shí)會(huì)產(chǎn)生500-600°C的高溫，作為標(biāo)識(shí)用的記號(hào)涂料要求能耐600°C左右的高溫，且是具有警示作用的亮紅色。目前，耐溫超過(guò)400°C的涂料以粘結(jié)劑可劃分為無(wú)機(jī)耐高溫涂料和有機(jī)硅耐高溫涂料。無(wú)機(jī)耐高溫涂料常以磷酸鋁溶液、水玻璃及硅溶膠等為粘結(jié)劑，環(huán)保，耐溫高達(dá)800°C以上，但涂層存在耐冷熱交變性差、易吸水、表面粗糙及在金屬表面上附著力差等缺陷。而有機(jī)娃耐聞溫涂料是以有機(jī)娃樹脂為粘結(jié)劑，其中以甲基苯基娃樹脂制備的涂料耐溫性最好。苯基的引入，使硅樹脂的耐溫性、柔韌性、粘結(jié)性、抗水性、光澤性及對(duì)金屬附著力大為改善，但一般甲基苯基硅樹脂能耐到的最高溫度為400°C (李國(guó)軍，張炳，任瑞銘。一種耐高溫有機(jī)硅樹脂的合成方法，ZL201010186390. 8,2011. 11)，且固化溫度達(dá)200°C以上。若耐溫超過(guò)400°C，則需加入硅酸鹽低熔點(diǎn)、玻璃粉或鋁粉等耐高溫顏填料加以解決。申請(qǐng)?zhí)枮?00410014277的中國(guó)專利給出一種在有機(jī)硅樹脂溶液中加入耐高溫顏料、金屬氧化物和硅酸鹽類填料，得到能耐900 1200°C高溫的常溫固化有機(jī)硅一陶瓷涂料，但由于配方中添加了一定量的Na2O,可以推斷該涂料在低溫條件下耐水性、耐酸、耐堿性會(huì)較差。劉宏宇等人(劉宏宇，張松，有機(jī)硅耐高溫涂料的研制，有機(jī)硅涂料，2008，22(6)369-372)以商品化有機(jī)硅樹脂為基料，加入鱗片狀鋁粉、云母粉和滑石粉研制出可在500°C長(zhǎng)期使用的自干型有機(jī)硅涂料，但鱗片狀鋁粉具有很高的遮蓋力，因而該涂料顏色比較單一。王海橋等人(王海橋，李營(yíng)，荀國(guó)立，李效玉，有機(jī)硅耐高溫涂料的研究，北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，33 (I) :59-67，67)利用低熔點(diǎn)玻璃粉的二次成膜原理制備出能耐700°C，室溫固化的有機(jī)硅涂料，但是偶聯(lián)劑KH550的使用，雖然能夠提高室溫固化速度，但會(huì)大大縮短涂料的保質(zhì)期。實(shí)際上，申請(qǐng)?zhí)枮?00410014277的中國(guó)專利和劉宏宇等人研制的涂料也都是加入硅烷偶聯(lián)劑作為室溫固化劑，同樣存在保質(zhì)期短的問題。綜上所述，現(xiàn)有制備耐高溫有機(jī)硅樹脂涂料的方法很多，但由于使用條件各有優(yōu)缺點(diǎn)，很難做到通用。雖然室溫固化的有機(jī)硅耐高溫涂料是個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，但目前普遍的做法是加入硅烷偶聯(lián)劑，如KH550，這會(huì)大大縮短涂料的保質(zhì)期。因此，現(xiàn)有的耐高溫有機(jī)硅涂料不能滿足軌道客車實(shí)際使用要求的耐高溫標(biāo)記涂料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有室溫固化耐高溫有機(jī)硅樹脂涂料保質(zhì)期短，低溫耐水、耐酸、耐堿性差和顏色單一等缺點(diǎn)，開發(fā)一種成本低廉，工藝簡(jiǎn)單，保質(zhì)期長(zhǎng)，耐500-600°C高溫，顏色為亮紅色，室溫固化型耐高溫有機(jī)硅紅色涂料。該涂料油漆尤其適用于軌道車輛耐高溫部件，可用作軌道車輛剎車系統(tǒng)的標(biāo)記用漆。本發(fā)明的目的是提供一種軌道車輛用耐高溫有機(jī)硅紅色標(biāo)記涂料。一種軌道車輛用耐高溫有機(jī)硅紅色標(biāo)記涂料，所述涂料按質(zhì)量百分比，由下述組分組成
有機(jī)硅樹脂溶液40-47%
鋁粉20-28%
滑石粉5-15%
紅色顏料7-9%
紅色珠光粉10-15%
氣相二氧化硅0-2%
鈦酸正四丁酯2-2.5% 流平劑0.6%
消泡劑0.1%，其中，所述有機(jī)硅樹脂溶液為固含量為60-75%甲基苯基硅樹脂的有機(jī)溶劑溶液，所述固含量為60-75%甲基苯基硅樹脂溶液中含有異辛酸鋅，其量為異辛酸鋅中的鋅金屬/固體樹脂的質(zhì)量比為I. 5% ;所述有機(jī)溶劑為二甲苯、乙二醇乙醚、乙醇、正丁醇、醋酸丁酯、丙二醇甲醚中一種或兩種以上的混合物。本發(fā)明所述涂料中有機(jī)硅樹脂溶液優(yōu)選按下述方法制備按摩爾比為1:0. 55稱取甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷，加入帶有回流裝置的玻璃反應(yīng)釜中，加入甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷總質(zhì)量0. 2倍的丙酮；在溫度為70°C，轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分下向玻璃反應(yīng)釜中滴加去離子水，去離子水的量為甲基二甲氧基娃燒和~■苯基~■甲氧基娃燒兩者中甲氧基摩爾數(shù)的總和；滴加完畢后，繼續(xù)攬拌、回流4. 5小時(shí)，然后去掉回流裝置，升溫到145°C _155°C，直至水分完全蒸出，隨后降溫至100°C _120°C，加入有機(jī)溶劑，調(diào)節(jié)其固含量為60-75%，然后加入異辛酸鋅，異辛酸鋅的加入量為異辛酸鋅中的鋅金屬/固體樹脂的質(zhì)量比為I. 5%，繼續(xù)攪拌后，冷卻得有機(jī)硅樹脂溶液。其中，所述有機(jī)溶劑為二甲苯、乙二醇乙醚、乙醇、正丁醇、醋酸丁酯、丙二醇甲醚中一種或兩種以上的混合物。本發(fā)明所述有機(jī)硅樹脂溶液制備中所有技術(shù)方案優(yōu)選有機(jī)溶劑為乙二醇乙醚。本發(fā)明中使用的珠光粉和鋁粉的表面羥基在涂料成膜過(guò)程中可以與有機(jī)硅樹脂鍵和，一方面促進(jìn)涂料的固化；另一方面有利于提高涂層耐溫性。相對(duì)于鱗片狀鋁粉，球形鋁粉可以更為均勻的分散于涂料及涂層中，減小鋁粉的遮蓋力，便于得到亮紅色的涂料。因此，本發(fā)明所述涂料所有技術(shù)方案中鋁粉優(yōu)選為球形鋁粉，進(jìn)一步優(yōu)選其為粒徑為17-21 u m的球形鋁粉；所述紅色珠光粉優(yōu)選為紅色云母鈦珠光粉，進(jìn)一步優(yōu)選其為粒徑為5-60 u m的紅色云母鈦珠光粉。本發(fā)明所述涂料中紅色顏料優(yōu)選為氧化鐵紅、鎘紅或硫化鈰，進(jìn)一步優(yōu)選其為氧化鐵紅。氧化鐵紅作為本領(lǐng)域常用的著色劑，在耐光、耐高溫、耐酸、耐堿、防銹等方面具有優(yōu)異的性能，且分散性好，有很強(qiáng)的著色力和遮蓋力。本發(fā)明中優(yōu)選選用工業(yè)級(jí)氧化鐵紅。本發(fā)明使用的氣相二氧化硅具有粒徑小和表面羥基多的特點(diǎn)，一方面有利于涂料的固化、可以增加涂膜機(jī)械性能，如膜的致密度、硬度和細(xì)膩度；另一方面有利于調(diào)節(jié)涂料粘度、防止涂料分層。本發(fā)明所述涂料所有技術(shù)方案中氣相二氧化硅優(yōu)選其粒徑為7-30nm。本發(fā)明所述涂料中滑石粉的加入可以調(diào)節(jié)體系的膨脹系數(shù)，可抵抗涂層高溫開裂。本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員可以通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的需求確定其種類及用量，本發(fā)明中優(yōu)選使用工業(yè)級(jí)滑石粉。本發(fā)明所述涂料中所述鈦酸四正丁酯作為室溫交聯(lián)劑，鈦酸四正丁酯的使用可以有效減少涂料在室溫條件下的自干時(shí)間，其作用機(jī)理是鈦酸正四丁酯在涂層固化過(guò)程中與空氣中的水發(fā)生水解反應(yīng)，得到高活性的羥基，進(jìn)而與有機(jī)硅樹脂的羥基交聯(lián)固化。與KH550硅烷偶聯(lián)劑相比，鈦酸正四丁酯的加入不僅可以實(shí)現(xiàn)室溫固化，也可以大幅提高涂料 的貯存穩(wěn)定性，從而使大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)成為可能。本發(fā)明中優(yōu)選使用分析純的鈦酸正四丁酯。本發(fā)明所述涂料中所述消泡劑和流平劑的選擇和用量為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員可以根據(jù)對(duì)產(chǎn)品性能的要求選擇確定其配比以及用量。本發(fā)明所述的消泡劑優(yōu)選為消泡劑El ;所述的流平劑優(yōu)選為流平劑S43。本發(fā)明的有益效果是I.本發(fā)明以甲基苯基有機(jī)硅樹脂溶液為基料，加入耐高溫顏填料和鈦酸正四丁酯交聯(lián)劑，制得涂料可室溫固化、保質(zhì)期長(zhǎng)，適合大量制備和工業(yè)化生產(chǎn)。2.本發(fā)明所形成的涂層耐高溫性能優(yōu)異。在500°C保溫4個(gè)小時(shí)，急冷至室溫，這樣經(jīng)過(guò)10個(gè)循環(huán)，涂層仍完好無(wú)損，附著力仍為I級(jí)。除去涂層，未發(fā)現(xiàn)基材有被氧化的跡象，說(shuō)明發(fā)明涂料形成的涂層在高溫下能夠隔絕空氣，保護(hù)基材。3.本發(fā)明成膜物質(zhì)-合成的甲基苯基有機(jī)硅樹脂自身耐溫高，能耐400°C，加入耐高溫鋁粉、珠光粉、滑石粉后，通過(guò)添加物表面羥基的作用，形成有機(jī)硅-金屬-無(wú)機(jī)涂層，使涂層可耐500-600°C的高溫。
具體實(shí)施例方式下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實(shí)施例中所述試驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得，或可以常規(guī)方法制備。下述實(shí)施例中所用有機(jī)硅樹脂溶液按下述方法制備按摩爾比為1:0. 55稱取甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷，加入帶有回流裝置的玻璃反應(yīng)釜中，接著加入甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷總質(zhì)量0. 2倍的丙酮，然后在溫度為70°C，轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分的條件下，向玻璃反應(yīng)釜中滴加去離子水，去離子水的量為甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷兩者中甲氧基摩爾數(shù)的總和；滴加完畢后，繼續(xù)攪拌、回流4. 5小時(shí)，然后去掉回流裝置，升溫到150°C，直至水分完全蒸出，，用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)，接下來(lái)降溫至110°C，加入乙二醇乙醚，調(diào)節(jié)固含量在70%，然后加入催干劑異辛酸鋅，異辛酸鋅的加入量為異辛酸鋅中的鋅金屬/固體樹脂的質(zhì)量比為I. 5%，繼續(xù)攪拌15min后，冷卻即得到無(wú)色透明的有機(jī)硅樹脂溶液。實(shí)施例f 5按表一給出的配比制備涂料。將固含量為70%甲基苯基硅樹脂溶液、氣相二氧化硅(10-30nm，杭州萬(wàn)景新材料有限公司)、鋁粉(17-19 ym，河南省遠(yuǎn)洋鋁業(yè)有限公司)、滑石粉(600目，海城市金恒菱鎂有限公司)、氧化鐵紅(湖南長(zhǎng)沙三環(huán)超細(xì)氧化鐵紅)、珠光粉GL524 (5-25 u m,杭州金田珠光顏料有限公司)、鈦酸四正丁酯(上?？曝S化學(xué)試劑有限公司)消泡劑El和流平劑S43 (深圳海川化工科技有限公司)在1000轉(zhuǎn)/分鐘混合，得本發(fā)明所述軌道車輛用耐高溫有機(jī)硅紅色標(biāo)記涂料。按上述實(shí)施例調(diào)配好涂料，在經(jīng)過(guò)打磨、脫脂、去油，尺寸為15X5X0. Imm的薄鋼板表面上進(jìn)行涂裝，經(jīng)7天常溫固化得到25 y m涂層樣品。最后對(duì)這些樣品涂層性能進(jìn)行檢測(cè)，具體結(jié)果見表二。
表一涂料的原料配比(以IOOOg計(jì))

權(quán)利要求
1.一種軌道車輛用耐高溫有機(jī)硅紅色標(biāo)記涂料，所述涂料按質(zhì)量百分比，由下述組分組成有機(jī)硅樹脂溶液40-47%鋁粉20-28%滑石粉5-15%紅色顏料7-9%紅色珠光粉10-15%氣相二氧化硅0-2%鈦酸正四丁酯2-2.5%流平劑0.6%消泡劑0.1%, 其中，所述有機(jī)硅樹脂溶液為固含量為60-75%甲基苯基硅樹脂的有機(jī)溶劑溶液，所述固含量為60-75%甲基苯基硅樹脂溶液中含有異辛酸鋅，其量為異辛酸鋅中的鋅金屬/固體樹脂的質(zhì)量比為I. 5%;所述有機(jī)溶劑為二甲苯、乙二醇乙醚、乙醇、正丁醇、醋酸丁酯、丙二醇甲醚中一種或兩種以上的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于所述為固含量為60-75%甲基苯基硅樹脂溶液按下述方法制備 按摩爾比為1:0. 55稱取甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷，加入帶有回流裝置的玻璃反應(yīng)釜中，加入甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷總質(zhì)量0.2倍的丙酮；在溫度為70°C，轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分下向玻璃反應(yīng)釜中滴加去離子水，去離子水的量為甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷兩者中甲氧基摩爾數(shù)的總和；滴加完畢后，繼續(xù)攪拌、回流4. 5小時(shí)，然后去掉回流裝置，升溫到145°C _155°C，直至水分完全蒸出，隨后降溫至IOO0C -1200C，加入有機(jī)溶劑，調(diào)節(jié)其固含量為60-75%，然后加入異辛酸鋅，異辛酸鋅的加入量為異辛酸鋅中的鋅金屬/固體樹脂的質(zhì)量比為I. 5%，繼續(xù)攪拌后，冷卻得有機(jī)硅樹脂溶液。
其中，所述有機(jī)溶劑為二甲苯、乙二醇乙醚、乙醇、正丁醇、醋酸丁酯、丙二醇甲醚中一種或兩種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于所述紅色顏料為氧化鐵紅、鎘紅或硫化鋪。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于所述鋁粉為球形鋁粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于所述紅色珠光粉為紅色云母鈦珠光粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于所述氣相二氧化硅的粒徑為7-30nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道車輛用耐高溫有機(jī)硅紅色標(biāo)記涂料，屬于涂料領(lǐng)域。該涂料是由質(zhì)量百分比組成為40-47%有機(jī)硅樹脂溶液、20-28%鋁粉、5-15%滑石粉、7-9%紅色顏料、10-15%紅色珠光粉、0-2%氣相二氧化硅、2-2.5%鈦酸正四丁酯、0.6%流平劑和0.1%消泡劑混合而成。本發(fā)明制備的涂料具有涂裝工藝簡(jiǎn)單、保質(zhì)期長(zhǎng)、可室溫固化、涂層理化性能優(yōu)異、可在500-600℃長(zhǎng)期使用等特點(diǎn)，能夠滿足軌道客車耐高溫部件具有警示、標(biāo)記作用的使用要求。
文檔編號(hào)C09D5/36GK102732153SQ20121024980
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者任瑞銘, 李國(guó)軍, 魏巖斌 申請(qǐng)人:大連交通大學(xué)