一种水性单组份环氧基EPDM密封条涂料及其喷涂设备的制作方法

一种水性单组份环氧基epdm密封条涂料及其喷涂设备
技术领域
1.本发明涉及一种涂料，具体涉及一种水性单组份环氧基epdm密封条涂料及其喷涂设备。


背景技术：

2.epdm密封条被广泛应用在汽车侧门、尾门和车窗上，因此，其对耐磨，静音等有特殊需求。在cn101161746、cn101331197、cn104152026、cn108034351、cn102585679、cn104152026a和cn108034351a等发明专利中公开的水性涂料方案无论是单组份还是双组份普遍包含不同种类的水性pud、聚硅氧烷乳液、蜡乳液、耐磨填料和聚氨酯潜伏型固化剂的混合物。虽然聚氨酯在耐磨性性能突出，但通常环氧由于其硬度高使得耐磨性会更胜一筹。另外，大部分epdm密封条制备所用的喷涂设备复杂昂贵。
3.因此，有必要开发一种环氧基epdm密封条涂料及简单经济的喷涂设备。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述问题，从而提供一种水性单组份环氧基epdm密封条涂料及其喷涂设备。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
6.本发明提供了一种水性单组份环氧基epdm密封条涂料，其包括下列组分，按质量份数计：
7.水性环氧乳液:60-80份；
8.潜伏型环氧固化剂:1-5份；
9.环氧固化促进剂:0.3-1份；
10.聚烯烃分散体：18-28份；
11.色粉:0.5-1份；
12.流平剂:0.2-0.5份；
13.分散剂:0.2-0.5份；
14.光稳定剂:0.2-0.5份；
15.uv吸收剂:0.2-0.5份；
16.耐磨填料:4-10份。
17.优选地，其中，
18.所述水性环氧乳液含有以下组分，按质量份数计：
19.环氧封端的聚二甲基硅氧烷接枝聚氧乙烯醚乳化剂：5-20份；
20.环氧树脂e51：10-35份；
21.去离子水：45-70份。
22.更优选地，其中，所述环氧封端的聚二甲基硅氧烷接枝聚氧乙烯醚乳化剂通过以下过程制备：
23.1)含氢硅油在karstedt铂金催化剂和烯丙基聚氧乙烯醚在120℃反应2h得到羟基封端的聚氧乙烯接枝的聚二甲基硅氧烷oh-pdms-g-peo；
24.2)将上述羟基封端的聚氧乙烯接枝的聚二甲基硅氧烷和和邻苯二甲酸酐在三苯基膦中于80℃反应2h，得到羧酸封端的carboxy-pdms-g-peo；
25.3)向上述羧酸封端的carboxy-pdms-g-peo中加入环氧e44在120℃反应4h最后得到环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂。
26.更优选地，其中，所述含氢硅油中氢含量为0.05wt.％-0.3wt.％。
27.更优选地，其中，所述烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2000-6000。
28.优选地，其中，所述潜伏型环氧固化剂为dicy粉末，其粒径为5-10um。
29.优选地，其中，所述环氧固化促进剂为改性脲粉末，其粒径为5-10um。
30.优选地，其中，所述聚烯烃分散体为羧酸改性聚丙烯乙烯分散体，固含量为50-60％。
31.优选地，其中，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐。
32.本发明又提供了一种用于喷涂环氧基epdm密封条涂料的喷涂设备。
附图说明
33.图1为本发明的环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂合成示意图；
34.图2为本发明的喷涂设备，其中1表示喷溅收集罩(收集喷溅多余材料)；2表示喷枪；3表示密封条；4表示喷枪固定架；5表示硅胶管；6表示气管；7表示万向磁座；8表示蠕动泵；9表示调压阀；10表示蠕动泵安装钣金；11表示铝合金型材；12表示25升塑料桶；13表示材料桶安装钣；14表示磁座安装钣金。
具体实施方式
35.本发明提供了一种水性单组份环氧基epdm密封条涂料，其包括下列组分，按质量份数计：
36.水性环氧乳液:60-80份；
37.潜伏型环氧固化剂:1-5份；
38.环氧固化促进剂:0.3-1份；
39.聚烯烃分散体：18-28份；
40.色粉:0.5-1份；
41.流平剂:0.2-0.5份；
42.分散剂:0.2-0.5份；
43.光稳定剂:0.2-0.5份；
44.uv吸收剂:0.2-0.5份；
45.耐磨填料:4-10份。
46.优选地，其中，
47.所述水性环氧乳液含有以下组分，按质量份数计：
48.环氧封端的聚二甲基硅氧烷接枝聚氧乙烯醚乳化剂：5-20份；
49.环氧树脂e51：10-35份；
50.去离子水：45-70份。
51.更优选地，其中，所述环氧封端的聚二甲基硅氧烷接枝聚氧乙烯醚乳化剂通过以下过程制备：
52.1)低含氢硅油(含氢0.10％或0.18％)在karstedt铂金催化剂和烯丙基聚氧乙烯醚(分子量3000)在120℃反应2h得到羟基封端的聚氧乙烯接枝的聚二甲基硅氧烷oh-pdms-g-peo；
53.2)将上述羟基封端的聚氧乙烯接枝的聚二甲基硅氧烷和邻苯二甲酸酐在三苯基膦(pph3)于80℃反应2h，得到羧酸封端的carboxy-pdms-g-peo；
54.3)向上述羧酸封端的carboxy-pdms-g-peo中加入环氧e44在120℃反应4h最后得到环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂。
55.优选地，其中，所述潜伏型环氧固化剂为dicy粉末，粒径5-10um，优选cvc公司的omicure dda-10。
56.优选地，其中，所述环氧固化促进剂为改性脲粉末，粒径5-10um，优选cvc公司的omicure u-52。
57.优选地，其中，所述聚烯烃分散体为羧酸改性聚丙烯乙烯分散体，固含量50-60％,优选陶氏hypod2000。
58.优选地，其中，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐，优选arkema coatex p90。
59.优选地，其中，所述光稳定剂为受阻胺光稳定剂，优选tinuvin 770df。
60.优选地，其中，所述uv吸收剂为tinuvin 326uv吸收剂。
61.本发明又提供了用于喷涂环氧基epdm密封条涂料的喷涂装置。
62.所述色粉为黑色粉料，优选青岛东凯化工石墨粉，5000目，含碳99％。
63.所述流平剂优选斯塔尔流平剂la-77-838。
64.所述耐磨填料为二氧化硅粉末，1250目以上，优选超细二氧化硅(太仓市欣鸿化工xh-201f)。
65.在玻璃反应釜中加入烯丙基聚氧乙烯醚，在110℃真空脱水2h后，加入低含氢硅油(含氢0.10％或0.18％)和karstedt铂金催化剂,在120℃反应2h得到羟基封端的聚氧乙烯接枝的聚二甲基硅氧烷oh-pdms-g-peo；冷却到80℃后加入邻苯二甲酸酐和三苯基膦(pph3)在80℃反应2h，得到羧酸封端的carboxy-pdms-g-peo；加入环氧e44，升高温度到120℃,继续反应4h,得到环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂。其反应机理如图1所示。
66.上述环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂中加入环氧树脂e51(pdms-g-peo-g-epoxy和e51的重量比为30：70wt％),加热到80℃，加入60℃的热水(水的重量为pdms-g-peo-g-epoxy和环氧树脂e51总重量的1.5倍)快速搅拌乳化，冷却到40℃以下，得到固含量为40％的水性环氧乳液。
67.取上述乳液,加入潜伏型固化剂dicy粉末，取代脲促进剂粉末,羧酸改性的聚烯烃分散体,加入色粉，流平剂，分散剂，光稳定剂，uv吸收剂，沉淀二氧化硅，混合物在1000转下搅拌分散均匀，100目过滤得到epdm密封条涂料。
68.本发明提供了一种简易的用于喷涂上述涂料的喷涂装置，其包括：喷溅收集罩1(收集喷溅多余材料)；喷枪2(不锈钢材质研磨工艺，双通道雾化效果)；密封条3(适用各种材质及产品规格形状)；喷枪固定架4(连接喷枪与万向座)；硅胶管5(3*1蠕动泵专用)；气管
6(pu4*2.5)；万向磁座7(在行程范围内任意调节方向)；蠕动泵8(通过滚轮轮循旋转将液体吸出)；调压阀9(调节压缩空气进气与出气压力)；蠕动泵安装钣金10(不锈钢)；铝合金型材11(30mm*30mm)；25升塑料桶12(装喷涂所需流体材料)；材料桶安装钣13(不锈钢)；磁座安装钣金14(镀锌板，不锈钢不吸磁)。
69.本发明的喷涂设备使用如下：
70.将硅胶管5一端放入流体材料液面下，另一端经过蠕动泵8滚轮连接到喷枪2尾部通道；外部压缩空气连接到调压阀9进气端备用；将图2所示的气管6一端连接到调压阀9出气端，另一端连接到喷枪2中段通道；使用万向磁座7调整好喷枪2与密封条3喷涂位置后，在高度不够或过高时万向磁座7安装板也可通过铝材上下滑动来调节高度，打开调压阀9调整压缩空气压力；打开蠕动泵8待材料喷出后通过蠕动频率调整喷涂密度。
71.蠕动泵8通过轮循将硅胶管5内空气排出，由于硅胶管5进口端在流体材料下无法吸入空气，所以产生负压将流体材料吸入管道内，经过蠕动泵8滚轮后持续产生推力将材料挤压进入喷枪2内，在喷枪2出口处遇压缩空气，由于流量与流速差异使材料被迅速雾化分解成细微颗粒，使其附着于加工材料表面，经过后续处理固化于材料表面。
72.实施例
73.实施例1
74.(1)环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂的制备
75.在玻璃反应釜中加入烯丙基聚氧乙烯醚(山东卓星化工有限公司apeg3000)300g，在110℃真空脱水2h后，加入山东莱阳大易低含氢硅油h212-0.10％(含氢0.10％)100g和karstedt铂金催化剂(上海矽宝高新材料有限公司acs-pt-30，浓度3000ppm)1.1g,在120℃反应2h得到羟基封端的聚氧乙烯接枝的聚二甲基硅氧烷oh-pdms-g-peo；冷却到80℃后向其中加入14.8g邻苯二甲酸酐和1.2g三苯基膦(pph3)在80℃反应2h，得到羧酸封端的carboxy-pdms-g-peo；接着向其中加入49.9g环氧e44，升高温度到120℃,继续反应4h,得到环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂。其反应机理如图1所示。
76.(2)水性环氧乳液的制备
77.向上述环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂中加入环氧树脂e51(其中pdms-g-peo-g-epoxy和环氧树脂e51的重量比为30：70wt％),加热到80℃，加入60℃的热水(水的重量为pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂和环氧树脂e51总重量的1.5倍)快速搅拌乳化，冷却到40℃以下，得到固含量为40％的水性环氧乳液。乳液为白色，常温稳定存储6个月以上无分层和沉淀。
78.(3)环氧基epdm密封条涂料的制备
79.取上述乳液72.3g,加入2.04g潜伏型固化剂dicy粉末(omicure dda-10)，0.31g，取代脲促进剂粉末u52，18.8g羧酸改性的聚烯烃分散体hypod2000,同时加入其他以下助剂和填料
80.青岛东凯化工石墨粉(5000目，含碳99％)：1.0g
81.流平剂斯塔尔la-77-838：0.47g
82.分散剂arkema coatex p90：0.47g
83.光稳定剂tinuvin 770df：0.28g
84.uv吸收剂tinuvin 326：0.28g
85.沉淀二氧化硅xh-201f：4.08g
86.上述混合物在1000转下搅拌分散均匀，100目过滤得到epdm密封条涂料。
87.实施例2
88.(1)环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂的制备
89.在玻璃反应釜中加入烯丙基聚氧乙烯醚(山东卓星化工有限公司apeg3000)540g，在110℃真空脱水2h后，加入山东莱阳大易低含氢硅油h212-0.18％(含氢0.18％)100g和karstedt铂金催化剂(上海矽宝高新材料有限公司acs-pt-30，浓度3000ppm)1.7g,在120℃反应2h得到羟基封端的聚氧乙烯接枝的聚二甲基硅氧烷oh-pdms-g-peo；冷却到80℃后向其中加入26.6g邻苯二甲酸酐和2.0g三苯基膦(pph3)在80℃反应2h，得到羧酸封端的carboxy-pdms-g-peo；加入89.9g环氧e44，升高温度到120℃,继续反应4h,得到环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂。其反应机理如图1所示。
90.(2)水性环氧乳液的制备
91.向上述环氧封端的pdms-g-peo-g-epoxy乳化剂中加入环氧树脂e51(pdms-g-peo-g-epoxy和e51的重量比为30：70wt％),加热到80℃，加入60℃的热水(水的重量为pdms-g-peo-g-epoxy和环氧树脂e51总重量的1.5倍)快速搅拌乳化，冷却到40℃以下，得到固含量为40％的水性环氧乳液。乳液为蓝白色，常温稳定存储6个月以上无分层和沉淀。
92.(3)环氧基epdm密封条涂料的制备
93.取上述乳液72.3g,加入2.04g潜伏型固化剂dicy粉末(omicure dda-10)，0.31g取代脲促进剂粉末u52，18.8g羧酸改性的聚烯烃分散体hypod2000,同时加入其他以下助剂和填料
94.青岛东凯化工石墨粉(5000目，含碳99％)：1.0g
95.流平剂斯塔尔la-77-838：0.47g
96.分散剂arkema coatex p90：0.47g
97.光稳定剂tinuvin 770df：0.28g
98.uv吸收剂tinuvin 326：0.28g
99.沉淀二氧化硅xh-201f：4.08g
100.上述混合物在1000转下搅拌分散均匀，100目过滤得到epdm密封条涂料。
101.实施例1和2涂料经上述喷涂装置喷涂在epdm条上，厚度约15um,经过220℃3分钟的烘烤，测试涂料性能如下列表1。
102.表1
103.[0104][0105]
从表1可以看出，实施例1和2中的涂料成品都表现出良好的存储稳定性，对epdm附着力能达到1级，干磨耐磨达到5级，噪声低于40dba,摩擦系数低于0.5,即使在光老化后，附着力能够达到2级，耐磨等级达到4级，比大部分市场上销售的pu类产品表现好，完全能满足应用。