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耐磨防粘高强度涂层、用于形成其的组合物及含有其的输送装置

阅读：1012发布：2020-08-08

专利汇可以提供耐磨防粘高强度涂层、用于形成其的组合物及含有其的输送装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种耐磨防粘高强度涂层、用于形成其的组合物及含有其的输送装置。该组合物包括组分A和组分B，组分A包括环氧树脂；组分B包括固化剂，固化剂包括：聚亚甲基二胺改性的胺类固化剂和/或腰果壳油改性的胺类固化剂。具有上述组成的组合物经涂覆、固化后形成的涂层具有良好的耐磨性、防粘性和较高的强度。此外由于上述组合物中不含溶剂，因而在形成涂层的过程中无VOC排放，安全环保。，下面是耐磨防粘高强度涂层、用于形成其的组合物及含有其的输送装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于形成耐磨防粘高强度涂层的组合物，其特征在于，所述组合物包括：
组分A，所述组分A包括环氧树脂；
组分B，所述组分B包括固化剂，所述固化剂包括：聚亚甲基二胺改性的胺类固化剂和/或腰果壳油改性的胺类固化剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分A还包括疏水填料、疏水助剂和微纳米填料；
优选地，按重量份计，所述组分A包括：35～45份的所述环氧树脂、10～20份的所述疏水填料、1～3份的所述疏水助剂和15～25份的所述微纳米填料；
优选地，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂，所述疏水助剂为有机硅改性的聚丙烯酸酯，所述疏水填料为聚四氟乙烯颗粒，所述微纳米颗粒选自二氧化硅颗粒、金刚砂颗粒和二氧化钛颗粒组成的组中的一种或多种；
更优选地，所述微纳米颗粒的粒径为10nm～50μm。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述组分A还包括耐磨填料；
优选地，按重量份计，所述组分A包括15～25份所述耐磨填料；
更优选地，所述耐磨填料选自碳化硅粉和/或陶瓷粉；
更优选地，所述耐磨填料的粒径为100～120目。
4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述组分A还包括增韧剂；
优选地，按重量份计，所述组分A包括2～5份所述增韧剂；
更优选地，所述增韧剂选自端羧基液体丁腈橡胶和/或由聚氨酯改性的增韧剂。
5.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于，所述组分A还包括触变剂；
优选地，按重量份计，所述组分A还包括2～5份所述触变剂；
更优选地，所述触变剂为疏水气相白炭黑。
6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述组分B还包括固化促进剂；
优选地，按重量份计，所述组分B包括90～95份的所述固化剂和5～10份的所述固化促进剂；
更优选地，所述固化促进剂选自三-(二甲胺基甲基)苯酚和/或苯甲醇。
7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，按重量份计，所述组分A包括：38～42份的所述环氧树脂、15～20份的所述疏水填料、1～3份的所述疏水助剂、18～23份的所述耐磨填料、2～4份所述增韧剂、20～25份所述微纳米颗粒和2～4份所述触变剂；
所述组分B包括90～95的所述固化剂和5～10份的所述固化促进剂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组分A和所述组分B的重量比为(3～5):1，优选为4:1。
9.一种耐磨防粘连高强度涂层，其特征在于，所述耐磨防粘连高强度涂层由权利要求1至8中任一项所述的组合物涂覆、固化而成。
10.一种输送装置，其特征在于，所述输送装置的表面设置有权利要求9所述的耐磨防粘连高强度涂层。

说明书全文

耐磨防粘高强度涂层、用于形成其的组合物及含有其的输送

装置

技术领域

[0001] 本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种耐磨防粘高强度涂层、用于形成其的组合物及含有其的输送装置。

背景技术

[0002] 人们通过对“荷叶效应”的研究，发明了超疏水表面。它具有防水、自清洁、防腐蚀、防覆冰等特点，其在理论研究和工业应用中得到越来越广泛的重视和关注。超疏水表面是指与水滴的接触角大于150°，滚动角小于10°的表面。传统的超疏水表面的制备方法主要是通过仿生手段在基材表面构建微纳米粗糙结构，并用低表面能物质修饰，或者直接在低表面能材料表面构建粗糙结构。这些方法对基底材料要求较高，特别是许多超疏水材料与基底材料结合力弱，很容易脱落，从而严重影响超疏水性能。另外上述制备工艺中使用的设备较为复杂，实现规模化生产较为困难。

[0003] 为了简化生产工艺，人们开始制备含有微纳颗粒的超疏水涂层，将其涂覆于所需基底表面上，易于规模化生产。随着对超疏水涂层的深入研究，发现超疏水性和耐磨性在一定程度上互相矛盾。具有良好超疏水性能的涂层，树脂多为含氟树脂，与基材及颗粒的结合力低，在外力作用下，颗粒及涂层很容易脱落，另一方面涂层固化后为柔性膜，不能经受硬颗粒等较为苛刻条件下的磨损，涂层耐磨性差。因此，如何解决这一矛盾，保证涂层疏水性能的同时提高涂层硬度和与基材的粘接力，成为研究热点。

[0004] 为了解决上述问题，近年来提出的主要方法为增强涂层与基底间的结合力，以防止颗粒在机械作用力下部分或完全脱落从而降低表面粗糙度。这种方法对耐磨性的提高有限，若要达到良好效果，通常需要在涂层和基底之间另外加上一层底漆，这又使工艺变得复杂，且用料价格昂贵。同时涂层多含有有机溶剂，VOC含量高，施工安全隐患大，不环保。

[0005] 在钢厂、煤矿及电厂等行业，如煤粉输送的料仓等位置，固体粉状物料在输送过程中，因物料自身粘性、物料中所含水分等因素的影响，粉状物料极易与输送设备表面产生粘附，随着粘附物料增多最终导致料口的堵塞，这严重影响生产的运行。

[0006] 传统方法是采用内衬不锈钢板、内衬聚四氟乙烯板等方式，降低输送设备表面能，达到防粘料效果。因物料输送设备形状不规则，在内衬板安装过程中需要裁切拼装，安装工艺复杂，拼装产生的接缝处，仍会产生粘附、结垢、堵料。

[0007] 物料在运输设备表面粘附或结垢的同时，上述运输设备还存在严苛的磨损情况。传统超疏水涂层成膜物软，受煤粉等硬颗粒的磨损几天后就会掉落。目前在该工况没有可解决的方案。

[0008] 鉴于上述问题的存在，有必要研制一种具有耐磨、防粘、高强度性能的涂层。

发明内容

[0009] 本发明的主要目的在于提供一种耐磨防粘高强度涂层、用于形成其的组合物及含有其的输送装置，以解决现有的输送装置内壁表面的涂层在耐磨性、防粘性和强度方面的性能不佳的问题。

[0010] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于形成耐磨防粘高强度涂层的组合物，组合物包括组分A和组分B，组分A包括环氧树脂；组分B包括固化剂，固化剂包括：聚亚甲基二胺改性的胺类固化剂和/或腰果壳油改性的胺类固化剂。

[0011] 进一步地，组分A还包括疏水填料、疏水助剂和微纳米填料；优选地，按重量份计，组分A包括：35～45份的环氧树脂、10～20份的疏水填料、1～3份的疏水助剂、和15～25份的微纳米填料；优选地，环氧树脂为双酚A环氧树脂，疏水助剂为有机硅改性的聚丙烯酸酯，疏水填料为聚四氟乙烯颗粒，微纳米颗粒选自二氧化硅颗粒、金刚砂颗粒和二氧化钛颗粒组成的组中的一种或多种；更优选地，微纳米颗粒的粒径为10nm～50μm。

[0012] 进一步地，组分A还包括耐磨填料；优选地，按重量份计，组分A包括15～25份耐磨填料；更优选地，耐磨填料选自碳化硅粉和/或陶瓷粉；更优选地，耐磨填料的粒径为100～120目。

[0013] 进一步地，组分A还包括增韧剂；优选地，按重量份计，组分A包括2～5份增韧剂；更优选地，增韧剂选自端羧基液体丁腈橡胶和/或聚氨酯改性的增韧剂。

[0014] 进一步地，组分A还包括触变剂；优选地，按重量份计，组分A还包括2～5份触变剂；更优选地，触变剂为疏水气相白炭黑。

[0015] 进一步地，组分B还包括固化促进剂；优选地，按重量份计，组分B包括90～95份的固化剂和5～10份的固化促进剂；更优选地，固化促进剂选自三-(二甲胺基甲基)苯酚或者苯甲醇。

[0016] 进一步地，按重量份计，组分A包括：38～42份的环氧树脂，15～20份的疏水填料、1～3份的疏水助剂、18～23份耐磨填料、2～4份增韧剂、20～25份微纳米颗粒和2～4份触变剂；组分B包括90～95的固化剂和5～10份的固化促进剂。

[0017] 进一步地，组分A和组分B的重量比为(3～5):1，优选为4:1。

[0018] 本申请另一方面还提供了一种耐磨防粘连高强度涂层，该耐磨防粘连高强度涂层由上述组合物涂覆、固化而成。

[0019] 本申请另一方面还提供了一种输送装置，输送装置的表面设置有上述耐磨防粘连高强度涂层。

[0020] 应用本发明的技术方案，与其它树脂相比，环氧树脂具有优异的粘接性能和刚性，且与多种基材结合力高，本体强度高，因而采用环氧树脂作为基料有利于提高其形成的涂层与基材的结合力，同时提高涂层的耐磨性能和强度。聚亚甲基二胺改性胺类固化剂和/或腰果壳油改性的胺类固化剂具有较好的疏水性能。将环氧树脂与上述固化剂进行混合、固化后形成的涂层具有表面光滑、光泽度高及疏水性能等优点，这使得上述涂层具有优异的防粘连性。在此基础上，具有上述两种组分的组合物经涂覆、固化后形成的涂层具有良好的耐磨性、防粘性和较高的强度。此外由于上述组合物中不含溶剂，因而在形成涂层的过程中无VOC排放，安全环保。

具体实施方式

[0021] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

[0022] 正如背景技术所描述的，现有的输送装置内壁表面的涂层在耐磨性、防粘连性和强度方面的性能不佳的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种用于形成耐磨防粘高强度涂层的组合物，该组合物包括组分A和组分B，组分A包括环氧树脂；组分B包括固化剂，固化剂包括聚亚甲基二胺改性的胺类固化剂和/或腰果壳油改性的胺类固化剂。

[0023] 与其它树脂相比，环氧树脂具有优异的粘接性能和刚性，且与多种基材结合力高，本体强度高，因而采用环氧树脂作为基料有利于提高其形成的涂层与基材的结合力，同时提高涂层的耐磨性能和强度。聚亚甲基二胺改性胺类固化剂和/或腰果壳油改性的胺类固化剂具有较好的疏水性能。将环氧树脂与上述固化剂进行混合、固化后形成的涂层具有表面光滑、光泽度高及疏水性能等优点，这使得上述涂层具有优异的防粘连性。在此基础上，具有上述两种组分的组合物经涂覆、固化后形成的涂层具有良好的耐磨性、防粘性和较高的强度。此外由于上述组合物中不含溶剂，因而在形成涂层的过程中无VOC排放，安全环保。

[0024] 应用过程中，将上述组合物涂覆于物料输送设备的内壁后可形成整体无接缝涂层，这有利于进一步提高其表面的疏水性，达到防止物料粘附、结垢的作用。

[0025] 具有上述组成的组合物形成的涂层具有良好的耐磨、防粘性和较高的强度及疏水性。在一种优选的实施方式中，组分A还包括疏水填料和疏水助剂。在组分A中加入疏水填料和疏水助剂有利于进一步提高上述组合物形成的疏水性能。为了更进一步提高形成的涂层的疏水性等综合性能，优选地，按重量份计，组分A包括35～45份的环氧树脂、10～20份的疏水填料、1～3份的疏水助剂和15～25份的微纳米颗粒。

[0026] 上述组合物中，疏水填料和疏水助剂可以选用本领域常用的种类。

[0027] 需要说明的是，计算本申请中组分A和组分B的组成及用量比时，具有相同的量纲。

[0028] 在一种优选的实施方式中，疏水助剂包括但不限于有机硅改性的聚丙烯酸酯。它与其它组分具有良好的相容性和疏水性能，因而采用上述疏水助剂有利于进一步提高形成的涂层的疏水性能。

[0029] 优选地，疏水填料包括但不限于聚四氟乙烯颗粒。疏水填料具有优异的疏水效果，在涂层表面磨损后能持续提供疏水基团。微纳米填料包括但不限于二氧化硅颗粒、金刚砂颗粒和二氧化钛颗粒组成的组中的一种或多种。它们在表面的构建，也能起至一定的疏水效果。几种填料的配合使用，赋予涂层良好的疏水性能，耐酸碱性好和抗老化性能。更优选地，微纳米颗粒的粒径为10nm～50μm。微纳米颗粒的粒径包括但不限于上述几种，在一种优选的实施方式中，组分A还包括耐磨填料。在组分A中加入耐磨填料有利于提高涂层的耐磨性能，并提高其使用寿命。

[0030] 为了进一步提高涂层的耐磨性能，更优选地，按重量份计，组分A包括15～25份耐磨填料。上述耐磨填料可以使用本领域常用的种类。更优选地，耐磨填料包括但不限于碳化硅粉和/或陶瓷粉。上述两种材料具有较高的强度，同时其与环氧树脂等其它成分具有较好的相容性，因而采用上述两种材料作为耐磨填料有利于进一步提高形成的涂层的耐磨强度和使用寿命。更优选地，耐磨填料的粒径为100～120目。

[0031] 在一种优选的实施方式中，组分A还包括增韧剂。加入增韧剂有利于提高形成的涂层的韧性以及涂层与基材的附着力，同时抑制涂层的开裂等问题的出现。更优选地，按重量份计，组分A包括5～10份增韧剂。

[0032] 上述增韧剂可以选用本领域常用的种类。为了进一步提高涂层的柔韧性和附着力等综合性能，更优选地，增韧剂包括但不限于端羧基液体丁腈橡胶和/或由聚氨酯改性的增韧剂。

[0033] 在一种优选的实施方式中，组分A还包括触变剂。加入触变剂能够提高上述组合物的触变性能，从而有利于提高涂层固化过程中的粘度和均匀性。为了进一步提高上述组合物的触变性能，优选地，按重量份计，触变剂包括2～5份触变剂。上述组合物中触变剂可以选用本领域常用的类型。更优选地，触变剂包括但不限于疏水气相白炭黑，它在体系中起到防止填料沉降的目的。

[0034] 上述组合物中，环氧树脂包括但不限于双酚A环氧树脂。采用双酚A环氧树脂有利于提高涂层与基材的粘接力，赋予涂层更高的强度。在一种优选的实施方式中，组分B还包括固化促进剂。固化促进剂的加入能够调节固化过程中固化速度。优选地，按重量份计，组分B包括90～95份的固化剂和5～10份的固化促进剂。将固化剂和固化促进剂的用量比限定在上述范围内有利于进一步调节固化反应的反应速度的反应程度，从而有利于缩短固化时间，并提高涂层的固化效果。更优选地，固化促进剂包括但不限于三-(二甲胺基甲基)苯酚和/或苯甲醇促进剂。

[0035] 为了更进一步提高形成的涂层的综合性能，按重量份计，组分A包括：38～42份的环氧树脂、15～20份的疏水填料、1～3份的疏水助剂、18～23份的耐磨填料、2～4份增韧剂、20～25份的微纳米颗粒和2～4份的触变剂。

[0036] 为了进一步提高形成的涂层的综合性能，在一种优选的实施方式中，组分A和组分B的重量比为(3～5):1，更优选为4:1。

[0037] 本申请另一方面还提供了一种耐磨防粘高强度涂层，耐磨防粘高强度涂层由上述组合物涂覆、固化而成。

[0038] 与其它树脂相比，环氧树脂具有优异的粘接性能和刚性，且与多种基材结合力高，本体强度高，因而采用环氧树脂作为基料有利于提高上述组成为形成的涂层与基材的结合力，同时提高上述组合物形成的涂层的耐磨性能和强度。聚亚甲基二胺改性胺类固化剂和/或腰果壳油改性的胺类固化剂具有较好的疏水性能。将环氧树脂与上述固化剂进行混合、固化后形成的涂层具有表面光滑、光泽度高及疏水性能等优点，这使得上述涂层具有优异的防粘连性。在此基础上，具有上述组成的组合物经涂覆、固化后形成的涂层具有良好的耐磨、防粘性和较高的强度。此外由于上述组合物中不含溶剂，因而在形成涂层的过程中无VOC排放，安全环保。

[0039] 本申请又一方面还提供了一种输送装置，该输送装置的表面设置有上述耐磨防粘连高强度涂层。

[0040] 将上述组合物涂覆于物料输送设备的表面上可形成整体无接缝涂层，这有利于进一步提高其表面的疏水性，达到防止物料粘附、结垢的作用。优选地，上述输送装置包括但不限于物料输送机。

[0041] 以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

[0042] 实施例1

[0043] 按占组分A的重量百分含量计，组分A包括：35％的环氧树脂(双酚A环氧)，5％增韧剂(端羧基液体丁腈橡胶)，20％微纳米填料(10nm～50μm的疏水性二氧化硅)，3％疏水助剂(有机硅改性的聚丙烯酸酯)，20％耐磨填料(100目碳化硅)，15％疏水填料(聚四氟乙烯粉)及2％触变剂(疏水气相白炭黑)。

[0044] 按占组分B的重量百分含量计，组分B包括：95％聚亚甲基二胺改性的胺类固化剂和5％的固化促进剂(三-(二甲胺基甲基)苯酚)。

[0045] 将组分A和组分B按重量比为4:1进行混合制备耐磨防粘高强度涂层。

[0046] 实施例2

[0047] 按占组分A的重量百分含量计，组分A包括：39％环氧树脂混合物，2％增韧剂(聚氨酯改性的增韧剂)，25％微纳米填料(10nm～50μm的疏水性二氧化钛)，2％疏水助剂(有机硅改性的聚丙烯酸酯)，15％耐磨填料(100目陶瓷颗粒)，15％疏水填料(聚四氟乙烯粉)及2％触变剂(疏水气相白炭黑)。其中，混合环氧树脂是由50％的双酚F环氧树脂和50％双酚A环氧树脂组成。

[0048] 按占组分B的重量百分含量计，组分B包括：90％胺果壳改性胺类固化剂和10％固化促进剂(苯甲醇)。

[0049] 将组分A和组分B按重量比为4:1进行混合制备耐磨防粘高强度涂层。

[0050] 实施例3

[0051] 与实施例1的区别为：环氧树脂为环氧树脂混合物，且环氧树脂混合物为80％的双酚A环氧树脂和20％的酚醛环氧树脂。

[0052] 实施例4

[0053] 与实施例1的区别为：组分A和组分B的重量比为3:1。

[0054] 实施例5

[0055] 与实施例1的区别为：组分A和组分B的重量比为2:1。

[0056] 实施例6

[0057] 与实施例1的区别为：

[0058] 按占组分A的重量百分含量计，组分A包括：40％的环氧树脂(双酚A环氧)，2％疏水助剂(有机硅改性的聚丙烯酸酯)，21％疏水填料(聚四氟乙烯粉)，25％微纳米填料(10nm～50μm的疏水性二氧化硅)，20％耐磨填料(100目碳化硅)，2％增韧剂(端羧基液体丁腈橡胶)及2％触变剂(疏水气相白炭黑)。

[0059] 按占组分B的重量百分含量计，组分B包括：92％聚亚甲基二胺改性的胺类固化剂和8％的固化促进剂(三-(二甲胺基甲基)苯酚)。

[0060] 对比例1

[0061] 按占组分A的重量百分含量计，组分A包括：40％的环氧树脂(双酚A环氧)，2％偶联剂(有KH550)，21％硅微粉填料，5％增韧剂(端羧基液体丁腈橡胶)及2％触变剂(亲水气相白炭黑)。

[0062] 按占组分B的重量百分含量计，组分B包括：92％胺类固化剂(佳迪达5402固化剂)和8％的固化促进剂(三-(二甲胺基甲基)苯酚)。

[0063] 性能测试：

[0064] 按照上述配方制得的防粘耐磨涂层，测试固化前胶液性能，见表1。然后在室温下固化24～72h，形成所需的涂层。测试方法见表2，测试结果见表3。

[0065] 表1

[0066]

[0067] 表2

[0068]

[0069] 表3

[0070]

[0071] 注；粘接强度测试都是在23±2℃条件下固化7天的测试结果

[0072] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

[0073] 比较实施例1至6及对比例1可知，采用本申请提供的涂料组合物形成的涂层具有良好的耐磨和防粘性。

[0074] 比较实施例1和3可知，采用本申请优选的环氧树脂种类有利于提高涂层的耐磨性、防粘性和强度。

[0075] 比较实施例1、4及5可知，将组分A和组分B的重量比限定在本申请优选的范围内有利于提高涂层的综合性能。

[0076] 比较实施例1和6可知，将组分A和组分B的组成限定在本申请优选的范围内有利于提高涂层的综合性能。

[0077] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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