CN108129974B - 一种机车车辆用聚硅氧烷面漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及及一种机车车辆用聚硅氧烷面漆及其制备方法。该机车车辆用聚硅氧烷面漆由有机硅杂化的脂肪族羟基聚酯树脂、颜填料、助剂、溶剂而成漆料部分；HDI三聚体、溶剂制成固化剂组份；施工时漆料和固化剂为100:40的重量比进行配合而成，施工时可加入适量的稀释剂调节施工粘度；本发明的主要用途是获得一种在机车车辆表面用高固含，VOC含量低，外观亮丽丰满、附着力好、耐候性、耐热性、耐水性、耐酸碱好等特点的机车面漆。车辆能适应在高温潮湿、太阳紫外光强烈、酸碱性大的恶劣环境等情况下的地区运行，且机车表面漆膜正常。
Description
技术领域
本发明涉及一种适应各种恶劣条件下的机车车辆的用漆，特别涉 及一种机车车辆用聚硅氧烷面漆及其制备方法。
背景技术
近年来轨道交通行业得到迅猛发展，机车车辆在不同地域、不同 恶劣环境下的应用越来越多，对机车用涂料的防腐性和装饰性的要求 也越来越高，现有的丙烯酸聚氨酯涂料在一些高温高湿、酸雨频繁、 太阳紫外线强等恶劣条件地区漆膜存在附着力差、失光粉化严重、漆 膜起泡等弊病。在环保方面，普通的丙烯酸聚氨酯面漆的VOC含量较 高，不符合现行VOC法规规范要求。
发明内容
本发明的目的在于客服上述不足，提供一种附着力好，漆膜硬度 以及机械性能、耐候、耐热、耐水、耐化学试剂及保光保色性好的机 车车辆用聚硅氧烷面漆及其制备方法；以适应不同环境条件下机车车 辆的用漆要求和施工的环保要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是：一种机车车辆 用聚硅氧烷面漆及其制备方法，包括漆料和固化剂两部分，特征在于 所述的聚硅氧烷面漆由以下各原料和步骤制成：
(1)组成漆料的各原料重量配比为：
沉淀硫酸钡10～15份， 有机硅杂化的聚酯树脂45～48份，
气相二氧化硅0.1～0.3份， 高分子量嵌段共聚物分散剂1.0～2.0 份，
聚硅氧烷消泡剂0.2～0.3份， 氟改性流平剂0.3～0.5份，
紫外光吸收剂0.8～1.2份， 光稳定剂1～1.5份，
颜料25～30份， 催干剂(10％)：0.3～0.5份，
硅烷偶联剂：0.2～0.3， 稀释剂5～6份。
其中
稀释剂为二甲苯：乙酸丁酯：PMA＝4:3:3重量比的混合溶剂；
催干剂为催干剂原液与稀释剂配比稀释到原浓度的10％。
(2)组成固化剂各原料的重量配比为：
HDI三聚体80-100，乙酸丁酯0-20份；
所述的各步骤为：
A、漆料的制备：将组成漆料的上述十种原料按重量配比，先将有机 硅杂化的聚酯树脂倒入容器缸中，并把容器缸置于分散机下进行分 散，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入稀释 剂、分散剂、二氧化硅、填料、颜料、消泡剂。加料完毕后，调节分 散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌20-30分钟，即得预分散浆； 然后用隔膜泵将预分散浆泵如砂磨机中，研磨至细度≤20μm出料， 再将剩余的5种原料加入，加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200 转/分钟，搅拌20-30分钟，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，用铁桶包装待用；
B、固化剂的制备：先将上述固化剂原料中的HDI三聚体按重量配比 加入到容器缸中并把容器缸置于分散机下进行分散，调节转速为 500-800转/分钟，然后在搅拌状态下加入乙酸丁酯，加料完毕后， 调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌5-10分钟。包装待用；
C、机车车辆用聚硅氧烷面漆的制备：在使用时将漆料与固化剂按 100:40的重量配比进行混合，施工时可用适量稀释剂调节施工粘度。 本发明通过上述方法制备一种机车车辆用聚硅氧烷面漆
本机车车辆用聚硅氧烷面漆的作用机理如下：
(1)、有机硅杂化的脂肪族羟基聚酯树脂中的官能团羟基(－OH) 与HDI三聚体中的异氰酸酯(－N＝C＝O)起反应交联固化成膜。
(2)、有机硅杂化的脂肪族羟基聚酯树脂主要官能团为－Si－O－Si －,因其无机的Si-O主链不会被氧化的特点，使得涂层的热稳定性、 耐化学性均有帮助。另外Si-O键键能高达452KJ/mol,不会受到阳光 和紫外线的影响而断裂，从而防止涂层破坏和粉化。
(3)、有机硅杂化的脂肪族羟基聚酯树脂在硅氧烷分子两端链接聚 酯，使得涂层有好的机械强度
这种杂化的结构使得硅氧烷的一些弯曲、冲击等一些 机械强度得以提升。
(4)、硅烷偶联剂的分子链上有能水解的烷氧基团，能水解成硅醇， 与无机材料如玻璃纤维、金属氧化物、硅酸盐进行羟基反应，生成共 价键。另一端又与高聚物树脂和基料生成共价键，起到无机物与有机 物的链接桥梁作用，提高漆膜的附着力。
本发明的技术要点是：机车车辆用聚硅氧烷面漆树脂由有机硅杂 化的脂肪族羟基聚酯树脂，这种特殊的杂化结构，分子量两端的羟基 通过与HDI三聚体异氰酸酯键的交联反应成网状立体结构，使所得的 漆膜具有优异的保光保色性、耐候性、耐水性、耐化学品性，而分子 量中两端拼接的聚酯键使油漆的弯曲、冲击、耐磨性优异。这种特殊 的杂化结构可以在室温干燥，不需高温固化，适合机车车辆在常温和 低温下的涂装施工，同时该树脂的固含高达90％以上，粘度约为 7000mpa.s，树脂为高固低粘，只需较少的溶剂就可施工，使用时VOC 排放低。
本发明是为机车车辆面漆特性和涂装施工特点的要求专门研发 的一种涂料，它是为在恶劣条件下运行的机车车辆所提供的一种特殊 涂料，一些机车在高温高湿、酸雨频繁、太阳紫外线强等恶劣条件地 区，漆膜依然附着力好、耐候性佳、硬度和光泽高等优异性能的环保 涂料。
本发明的填料为沉淀硫酸钡，可以增强漆膜的硬度。
本发明采用气相二氧化硅、分散剂、消泡剂、流平剂、紫外光吸 收剂、光稳定剂等助剂，其中气相二氧化硅的使用，使聚硅氧烷面漆 有优良的防沉降性能；分散剂采用高分子量嵌段共聚物，其对涂料体 系的分散效果及储存稳定性均匀较佳；流平剂为氟改性流平剂，具有 良好的流平效果；消泡剂为硅氧烷类消泡剂，其具有好的消泡效果， 且不影响油漆的重涂；紫外光吸收剂及光稳定剂可以使漆膜提高耐老 化性能。
本发明采用的稀释剂选用二甲苯、乙酸丁酯、PMA的混合溶剂， 其极性较强，溶解能力较强。
本发明采用的颜料选用主要以白色为主，可根据用户需求调制颜 色。
本发明的固化剂选用HDI三聚体，能保证漆膜不黄变和高硬度的 情况下，有好的柔韧性和干燥性。
本发明的有益效果是：
(1)、该聚硅氧烷面漆与聚氨酯中涂漆配套性好，涂料施工成 膜后，与中涂的固化剂附着力划格实验可≤1级；
(2)、漆膜耐候性、保光保色性、柔韧性好。该涂料采用硅氧 烷树脂和聚酯树脂进行杂化。使得漆膜拥有聚酯树脂的柔韧性、好的 丰满度等优异性能，同时因含有机硅树脂，获得好的耐候、耐水、耐 化学品等性能。
(3)、耐热性好，该涂料含有机硅树脂，其漆膜的耐热性高， 高温下漆膜无变形、龟裂和明显变色，有较好的耐热性。
(4)、环保性，该涂料树脂固含高，粘度低，生产和施工中溶 剂用量很少，面漆配方VOC≤160g/l,对环境的污染低，满足环保的 要求。
(5)、耐磨性优异，施工成膜厚，耐磨性(5000转)≤120mg。
(6)、综合性能好，其性能可满足中国铁路总公司Q/CR236-2014 标准要求。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种机车车辆用聚硅氧烷面漆及其制备方法，包括漆料和固化剂 两部分，特征在于所述的聚硅氧烷面漆由以下各原料和步骤制成：
(1)组成漆料的各原料重量配比为：
沉淀硫酸钡10～15份， 有机硅杂化的聚酯树脂45～48份，
气相二氧化硅0.1～0.3份， 高分子量嵌段共聚物分散剂1.0～2.0 份，
聚硅氧烷消泡剂0.2～0.3份， 氟改性流平剂0.3～0.5份，
紫外光吸收剂0.8～1.2份， 光稳定剂1～1.5份，
颜料25～30份， 催干剂(10％)：0.3～0.5份，
硅烷偶联剂：0.2～0.3， 稀释剂5～6份。
其中稀释剂为二甲苯：乙酸丁酯：PMA＝4:3:3重量比的混合溶剂；
(3)组成固化剂各原料的重量配比为：
HDI三聚体80-100，乙酸丁酯0-20份；
所述的各步骤为：
A、漆料的制备：将组成漆料的上述十种原料按重量配比，先将有机 硅杂化的聚酯树脂倒入容器缸中，并把容器缸置于分散机下进行分 散，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入稀释 剂、分散剂、二氧化硅、填料、颜料、消泡剂。加料完毕后，调节分 散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌20-30分钟，即得预分散浆； 然后用隔膜泵将预分散浆泵如砂磨机中，研磨至细度≤20μm出料， 再将剩余的5种原料加入，加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200 转/分钟，搅拌20-30分钟，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，用铁桶包装待用；
B、固化剂的制备：先将上述固化剂原料中的HDI三聚体按重量 配比加入到容器缸中并把容器缸置于分散机下进行分散，调节转速为 500-800转/分钟，然后在搅拌状态下加入乙酸丁酯，加料完毕后， 调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌5-10分钟。包装待用；
C、机车车辆用聚硅氧烷面漆的制备：在使用时将漆料与固化剂 按100:40的重量配比进行混合，施工时可用适量稀释剂调节施工粘 度。
本发明通过上述方法制备一种机车车辆用聚硅氧烷面漆。
注：上述有机硅杂化的脂肪族羟基聚酯树脂为德国迪高公司生产；沉 淀硫酸钡为澧县红林化工有限公司生产；气相二氧化硅为德国赢创德 固赛公司生产，高分子量嵌段共聚体分散剂、聚硅氧烷消泡剂为德国 BYK公司生产；氟改性流平剂为德国埃夫卡纳公司生产；紫外光吸收 剂、光稳定剂、HDI三聚体固化剂为德国巴斯夫公司生产，催干剂为 美国空气化学公司生产；硅烷偶联剂为江苏晨光公司生产；二甲苯、 乙酸丁酯、PMA为江苏三木化工厂生产。
本机车车辆用聚硅氧烷面漆满足铁路机车车辆用面漆标准：Q/CR236-2014的相关标准，其主要性能检验结果如下：
以下给出本发明的三个具体实例。
以上三个实例，检验结果均达到技术要求。
注：上述有机硅杂化的脂肪族羟基聚酯树脂为德国迪高公司生产；沉 淀硫酸钡为澧县红林化工有限公司生产；气相二氧化硅为德国赢创德 固赛公司生产，高分子量嵌段共聚体分散剂、聚硅氧烷消泡剂为德国 BYK公司生产；氟改性流平剂为德国埃夫卡纳公司生产；紫外光吸收 剂、光稳定剂、HDI三聚体固化剂为德国巴斯夫公司生产，催干剂为 美国空气化学公司生产；硅烷偶联剂为江苏晨光公司生产。二甲苯、 乙酸丁酯、PMA为江苏三木化工厂生产。
Claims (2)
1.一种机车车辆用聚硅氧烷面漆的制备方法，其特征在于所述的一种机车车辆用聚硅氧烷面漆包括漆料和固化剂两部分，它由以下原料和步骤制成；
（1）组成漆料的各原料重量配比为
沉淀硫酸钡10~15份， 有机硅杂化的脂肪族羟基聚酯树脂45~48份，
气相二氧化硅0.1~0.3份， 高分子量嵌段共聚物分散剂 1.0~2.0份，
聚硅氧烷消泡剂0.2~0.3份， 氟改性流平剂0.3~0.5份，
紫外光吸收剂0.8~1.2份， 光稳定剂1~1.5份，
颜料25~30份， 催干剂：0.3~0.5份，
硅烷偶联剂：0.2~0.3， 稀释剂5~6份，
其中：
稀释剂为二甲苯：乙酸丁酯：PMA=4:3:3重量比的混合溶剂；
催干剂为催干剂原液与稀释剂配比稀释到原浓度的10%；
（2）组成固化剂各原料的重量配比为：
HDI三聚体80-100，乙酸丁酯0-20份；
各步骤为：
A、漆料的制备：将组成漆料的原料按重量配比，先将有机硅杂化的聚酯树脂倒入容器缸中，并把容器缸置于分散机下进行分散，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入稀释剂、分散剂、二氧化硅、填料、颜料、消泡剂；加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌20-30分钟，即得预分散浆；然后用隔膜泵将预分散浆泵入 砂磨机中，研磨至细度≤20μm出料，再将剩余的5种原料加入，加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌20-30分钟，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，用铁桶包装待用；
B、固化剂的制备：先将上述固化剂原料中的HDI三聚体按重量配比加入到容器缸中并把容器缸置于分散机下进行分散，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下加入乙酸丁酯，加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌5-10分钟；包装待用；
C、机车车辆用聚硅氧烷面漆的制备：在使用时将漆料与固化剂按100:40的重量配比进行混合，施工时可用适量稀释剂调节施工粘度。
2.如权利要求1所述的方法制备的一种机车车辆用聚硅氧烷面漆。
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