本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种工程机械用耐高温环保涂料及其制备方法。
背景技术：
工程机械是为城乡、铁路、公路、港口码头、农田水利、电力、冶金、矿山、海空基地等各项基本建设工程施工服务的机械。在我国，工程机械主要包括：挖掘机械、铲土运输机械、工程起重机械、路面机械、压实机械、桩工机械、钢筋混凝土机械、凿岩机械、叉车、专用工程机械等10大类。主要常见的工程机械有：液压挖掘机、履带推土机、轮式装载机、压路机、平地机、摊铺机、叉车及汽车起重机等。
目前涂料在工程机械上得到广泛应用。在工程机械应用的涂料中，尤其在化工合成生产，特别是涉及到化学品的贮藏机械或者加工机械装置，需要机械的涂料具有良好的耐化学品的性能；同时在其他机械的加工过程中，机械的震动也是降低涂料的使用寿命的因素之一，长时间的机械振动导致机械表面的涂料掉漆，松脱等现象屡见不鲜，因此往往需要涂料不仅具有良好的硬度，而且需要涂料具有良好的柔韧性；而很多工程机械在加工过程中需要加热，因此需要涂料具有良好的耐热性能。
同时，随着人们环保、能源意识的增强，传统溶剂型涂料因其所含大量挥发性有机化合物(voc)以及有害空气污染物，使用越来越受到限制。
技术实现要素：
为解决上述存在的问题，本发明提供了一种工程机械用耐高温环保涂料不仅具有优良的防水效果、涂膜硬度高与表面光洁度高，还具有耐高温，低污染物排放的优点。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种工程机械用耐高温环保涂料，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯10.2-12.1份、二羟甲基丁酸4.0-5.5份、聚醚二醇100018.0-24.0份、全氟聚醚二醇.0-4.0份、异佛尔酮二异氰酸酯3.4-4.0份、季戊四醇三丙烯酸酯14.5-16.5份、光引发剂1.2-1.8份、三乙胺3.2-4.4份、二甲基甲酰胺6.7-7.0份、二丁基二月桂酸锡0.4-0.6份、新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯16.0-18.0份、丙酮30-60份与适量水。
优选的，一种工程机械用耐高温环保涂料，其制备方法包括以下步骤：
a、将聚醚二醇1000、全氟聚醚二醇200、二羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺与二丁基二月桂酸锡0.2-0.3份加入到反应釜中，并在120-150r/min的速度进行搅拌，60min内将称量好的六亚甲基二异氰酸酯三聚体滴加到上述混合物中，在55-60℃下反应150min后，升温至65-68℃，继续反应2h后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，直至-nco的质量百分比小于千分之一，所得产物记为混合组分a；
b、将异佛尔酮二异氰酸酯与二丁基二月桂酸锡0.2-0.3份加入到反应釜中，并以80-120r/min的速度进行搅拌，将称量好的季戊四醇三丙烯酸酯滴加到上述混合物中，在45-48℃下反应120min后，升温至50℃，继续反应90min后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，当-nco的质量百分比小于千分之一后，将反应温度升至55-60℃，并在30min内将混合组分a滴加入反应体系中，加入丙酮调节粘度，反应120min后，将温度升至65-68℃，继续反应1h后，降至常温，制得混合组分b；
c、将混合组分b升温至30-40℃，加入三乙胺与适量水，在240-300r/min的速度下搅拌1h后，真空脱去丙酮，然后加入新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯混合均匀，得到所述防水光固化水性聚氨酯涂料。
优选的，所述光催化剂选用苯偶酰缩酮、苯酰甲酸酯、二苯甲酮与叔胺类促进剂中的任意一种。
优选的，步骤a中聚醚二醇1000与全氟聚醚二醇200按质量比6:1进行投料。
优选的，步骤b中季戊四醇三丙烯酸酯的滴加速度为14.5-16.5份/h。
优选的，步骤c中三乙胺与二羟甲基丁酸的质量比为4:5。
优选的，步骤c中水与混合组分b的质量比为3:1。
有益效果：
本发明制备的光固化水性聚氨酯涂料具有耐水性能好、表面光泽度高、耐磨性能好与涂膜硬度高的优点，涂料中的挥发性有机化合物(voc)以及有害空气污染物得到显著减少，更加环保。全氟聚醚二醇的加入能够有效降低涂膜的表面能与摩擦系数，使涂膜的耐水性与耐磨性能得到提升。活性稀释剂新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯的加入不仅能够调节水性聚氨酯涂料的粘度，新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯上的双键具有较高的反应活性，在光固化反应过程中能够一同反应入分子链中使涂膜具有较好的拉伸强度与韧性。此外，本发明制备的光固化水性聚氨酯具有多官能团，在光固化过程中能够有效提高分子链的交联密度，降低了涂膜的渗透性，提高了涂层的耐水性与硬度，再同时测试可知在高温环境使用时无开裂，无起皮剥离现象，使得涂料耐高温性能好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种工程机械用耐高温环保涂料，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯10.2份、二羟甲基丁酸4.0份、聚醚二醇100018.0份、全氟聚醚二醇.0份、异佛尔酮二异氰酸酯3.4份、季戊四醇三丙烯酸酯14.5份、光引发剂1.4份、三乙胺3.2份、二甲基甲酰胺6.7份、二丁基二月桂酸锡0.4份、新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯16.0份、丙酮30份与适量水。
一种工程机械用耐高温环保涂料，其制备方法包括以下步骤：
a、将聚醚二醇1000、全氟聚醚二醇200、二羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺与二丁基二月桂酸锡0.2份加入到反应釜中，并在120r/min的速度进行搅拌，60min内将称量好的六亚甲基二异氰酸酯三聚体滴加到上述混合物中，在55℃下反应150min后，升温至65℃，继续反应2h后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，直至-nco的质量百分比小于千分之一，所得产物记为混合组分a；
b、将异佛尔酮二异氰酸酯与二丁基二月桂酸锡0.2份加入到反应釜中，并以80r/min的速度进行搅拌，将称量好的季戊四醇三丙烯酸酯滴加到上述混合物中，在45℃下反应120min后，升温至50℃，继续反应90min后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，当-nco的质量百分比小于千分之一后，将反应温度升至55℃，并在30min内将混合组分a滴加入反应体系中，加入丙酮调节粘度，反应120min后，将温度升至65℃，继续反应1h后，降至常温，制得混合组分b；
c、将混合组分b升温至30℃，加入三乙胺与适量水，在240r/min的速度下搅拌1h后，真空脱去丙酮，然后加入新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯混合均匀，得到所述防水光固化水性聚氨酯涂料。
光催化剂选用苯偶酰缩酮、苯酰甲酸酯、二苯甲酮与叔胺类促进剂中的任意一种。
步骤a中聚醚二醇1000与全氟聚醚二醇200按质量比6:1进行投料。
步骤b中季戊四醇三丙烯酸酯的滴加速度为14.5份/h。
步骤c中三乙胺与二羟甲基丁酸的质量比为4:5。
步骤c中水与混合组分b的质量比为3:1。
经测试，通过实施例1制备的防水光固化水性聚氨酯涂料，涂膜铅笔硬度3h，涂膜(涂膜厚度20um，2kw紫外光固化灯照射)固化时间为45s。80℃水煮浸2h，无开裂，无起皮剥离现象。25℃水中浸泡168h无开裂，无起皮剥离现象，voc含量为每升83.5g/l。
实施例2：
一种工程机械用耐高温环保涂料，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯10.8份、二羟甲基丁酸4.5份、聚醚二醇100022.0份、全氟聚醚二醇.7份、异佛尔酮二异氰酸酯3.6份、季戊四醇三丙烯酸酯15.0份、光引发剂1.6份、三乙胺3.6份、二甲基甲酰胺7.0份、二丁基二月桂酸锡0.5份、新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯18.0份、丙酮40份与适量水。
一种工程机械用耐高温环保涂料，其制备方法包括以下步骤：
a、将聚醚二醇1000、全氟聚醚二醇200、二羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺与二丁基二月桂酸锡0.2份加入到反应釜中，并在130r/min的速度进行搅拌，60min内将称量好的六亚甲基二异氰酸酯三聚体滴加到上述混合物中，在56℃下反应150min后，升温至66℃，继续反应2h后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，直至-nco的质量百分比小于千分之一，所得产物记为混合组分a；
b、将异佛尔酮二异氰酸酯与二丁基二月桂酸锡0.3份加入到反应釜中，并以90r/min的速度进行搅拌，将称量好的季戊四醇三丙烯酸酯滴加到上述混合物中，在46℃下反应120min后，升温至50℃，继续反应90min后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，当-nco的质量百分比小于千分之一后，将反应温度升至56℃，并在30min内将混合组分a滴加入反应体系中，加入丙酮调节粘度，反应120min后，将温度升至66℃，继续反应1h后，降至常温，制得混合组分b；
c、将混合组分b升温至35℃，加入三乙胺与适量水，在260r/min的速度下搅拌1h后，真空脱去丙酮，然后加入新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯混合均匀，得到所述防水光固化水性聚氨酯涂料。
光催化剂选用苯偶酰缩酮、苯酰甲酸酯、二苯甲酮与叔胺类促进剂中的任意一种。
步骤a中聚醚二醇1000与全氟聚醚二醇200按质量比6:1进行投料。
步骤b中季戊四醇三丙烯酸酯的滴加速度为15.0份/h。
步骤c中三乙胺与二羟甲基丁酸的质量比为4:5。
步骤c中水与混合组分b的质量比为3:1。
经测试，通过实施例2制备的防水光固化水性聚氨酯涂料，涂膜铅笔硬度4h，涂膜(涂膜厚度20um，2kw紫外光固化灯照射)固化时间为42s。80℃水煮浸2h，无开裂，无起皮剥离现象。25℃水中浸泡168h无开裂，无起皮剥离现象，voc含量为每升85.5g/l。
实施例3：
一种工程机械用耐高温环保涂料，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯11.4份、二羟甲基丁酸5.0份、聚醚二醇100024.0份、全氟聚醚二醇.0份、异佛尔酮二异氰酸酯3.8份、季戊四醇三丙烯酸酯16.5份、光引发剂1.2份、三乙胺4.0份、二甲基甲酰胺6.9份、二丁基二月桂酸锡0.5份、新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯17.0份、丙酮50份与适量水。
一种工程机械用耐高温环保涂料，其制备方法包括以下步骤：
a、将聚醚二醇1000、全氟聚醚二醇200、二羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺与二丁基二月桂酸锡0.3份加入到反应釜中，并在140r/min的速度进行搅拌，60min内将称量好的六亚甲基二异氰酸酯三聚体滴加到上述混合物中，在58℃下反应150min后，升温至67℃，继续反应2h后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，直至-nco的质量百分比小于千分之一，所得产物记为混合组分a；
b、将异佛尔酮二异氰酸酯与二丁基二月桂酸锡0.2份加入到反应釜中，并以100r/min的速度进行搅拌，将称量好的季戊四醇三丙烯酸酯滴加到上述混合物中，在47℃下反应120min后，升温至50℃，继续反应90min后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，当-nco的质量百分比小于千分之一后，将反应温度升至58℃，并在30min内将混合组分a滴加入反应体系中，加入丙酮调节粘度，反应120min后，将温度升至67℃，继续反应1h后，降至常温，制得混合组分b；
c、将混合组分b升温至35℃，加入三乙胺与适量水，在280r/min的速度下搅拌1h后，真空脱去丙酮，然后加入新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯混合均匀，得到所述防水光固化水性聚氨酯涂料。
光催化剂选用苯偶酰缩酮、苯酰甲酸酯、二苯甲酮与叔胺类促进剂中的任意一种。
步骤a中聚醚二醇1000与全氟聚醚二醇200按质量比6:1进行投料。
步骤b中季戊四醇三丙烯酸酯的滴加速度为16.0份/h。
步骤c中三乙胺与二羟甲基丁酸的质量比为4:5。
步骤c中水与混合组分b的质量比为3:1。
经测试，通过实施例3制备的防水光固化水性聚氨酯涂料，涂膜铅笔硬度4h，涂膜(涂膜厚度20um，2kw紫外光固化灯照射)固化时间为43s。80℃水煮浸2h，无开裂，无起皮剥离现象。25℃水中浸泡168h无开裂，无起皮剥离现象，voc含量为每升84.6g/l。
实施例4：
一种工程机械用耐高温环保涂料，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯12.1份、二羟甲基丁酸5.5份、聚醚二醇100020.0份、全氟聚醚二醇.3份、异佛尔酮二异氰酸酯4.0份、季戊四醇三丙烯酸酯16.0份、光引发剂1.8份、三乙胺4.4份、二甲基甲酰胺6.8份、二丁基二月桂酸锡0.6份、新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯17.0份、丙酮60份与适量水。
一种工程机械用耐高温环保涂料，其制备方法包括以下步骤：
a、将聚醚二醇1000、全氟聚醚二醇200、二羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺与二丁基二月桂酸锡0.3份加入到反应釜中，并在150r/min的速度进行搅拌，60min内将称量好的六亚甲基二异氰酸酯三聚体滴加到上述混合物中，在60℃下反应150min后，升温至68℃，继续反应2h后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，直至-nco的质量百分比小于千分之一，所得产物记为混合组分a；
b、将异佛尔酮二异氰酸酯与二丁基二月桂酸锡0.3份加入到反应釜中，并以120r/min的速度进行搅拌，将称量好的季戊四醇三丙烯酸酯滴加到上述混合物中，在48℃下反应120min后，升温至50℃，继续反应90min后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，当-nco的质量百分比小于千分之一后，将反应温度升至60℃，并在30min内将混合组分a滴加入反应体系中，加入丙酮调节粘度，反应120min后，将温度升至68℃，继续反应1h后，降至常温，制得混合组分b；
c、将混合组分b升温至40℃，加入三乙胺与适量水，在300r/min的速度下搅拌1h后，真空脱去丙酮，然后加入新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯混合均匀，得到所述防水光固化水性聚氨酯涂料。
光催化剂选用苯偶酰缩酮、苯酰甲酸酯、二苯甲酮与叔胺类促进剂中的任意一种。
步骤a中聚醚二醇1000与全氟聚醚二醇200按质量比6:1进行投料。
步骤b中季戊四醇三丙烯酸酯的滴加速度为16.5份/h。
步骤c中三乙胺与二羟甲基丁酸的质量比为4:5。
步骤c中水与混合组分b的质量比为3:1。
经测试，通过实施例4制备的防水光固化水性聚氨酯涂料，涂膜铅笔硬度4h，涂膜(涂膜厚度20um，2kw紫外光固化灯照射)固化时间为42s。80℃水煮浸2h，无开裂，无起皮剥离现象。25℃水中浸泡168h无开裂，无起皮剥离现象，voc含量为87.2g/l。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征：
1.一种工程机械用耐高温环保涂料，其特征在于，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯10.2-12.1份、二羟甲基丁酸4.0-5.5份、聚醚二醇100018.0-24.0份、全氟聚醚二醇.0-4.0份、异佛尔酮二异氰酸酯3.4-4.0份、季戊四醇三丙烯酸酯酯14.5-16.5份、光引发剂1.2-1.8份、三乙胺3.2-4.4份、二甲基甲酰胺6.7-7.0份、二丁基二月桂酸锡0.4-0.6份、新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯16-18份、丙酮30-60份与适量水。
2.根据权利要求1所述的一种工程机械用耐高温环保涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将聚醚二醇1000、全氟聚醚二醇200、二羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺与二丁基二月桂酸锡0.2-0.3份加入到反应釜中，并在120-150r/min的速度进行搅拌，60min内将称量好的六亚甲基二异氰酸酯三聚体滴加到上述混合物中，在55-60℃下反应150min后，升温至65-68℃，继续反应2h后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，直至-nco的质量百分比小于千分之一，所得产物记为混合组分a；
b、将异佛尔酮二异氰酸酯与二丁基二月桂酸锡0.2-0.3份加入到反应釜中，并以80-120r/min的速度进行搅拌，将称量好的季戊四醇三丙烯酸酯滴加到上述混合物中，在45-48℃下反应120min后，升温至50℃，继续反应90min后，每隔0.5h取样测定体系的-nco的质量百分比，当-nco的质量百分比小于千分之一后，将反应温度升至55-60℃，并在30min内将混合组分a滴加入反应体系中，加入丙酮调节粘度，反应120min后，将温度升至65-68℃，继续反应1h后，降至常温，制得混合组分b；
c、将混合组分b升温至30-40℃，加入三乙胺与适量水，在240-300r/min的速度下搅拌1h后，真空脱去丙酮，然后加入新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯混合均匀，得到所述防水光固化水性聚氨酯涂料。
3.根据权利要求1所述的一种工程机械用耐高温环保涂料，其特征在于：所述光催化剂选用苯偶酰缩酮、苯酰甲酸酯、二苯甲酮与叔胺类促进剂中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的一种工程机械用耐高温环保涂料的制备方法，其特征在于：步骤a中聚醚二醇1000与全氟聚醚二醇200按质量比6:1进行投料。
5.根据权利要求2所述的一种工程机械用耐高温环保涂料的制备方法，其特征在于：步骤b中季戊四醇三丙烯酸酯的滴加速度为14.5-16.5份/h。
6.根据权利要求2所述的一种工程机械用耐高温环保涂料的制备方法，其特征在于：步骤c中三乙胺与二羟甲基丁酸的质量比为4:5。
7.根据权利要求2所述的一种工程机械用耐高温环保涂料的制备方法，其特征在于：步骤c中水与混合组分b的质量比为3:1。
技术总结
本发明涉及工程机械技术领域的具体涉及一种工程机械用耐高温环保涂料，其成分包括：六亚甲基二异氰酸酯、二羟甲基丁酸、聚醚二醇1000、全氟聚醚二醇200、异佛尔酮二异氰酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、光引发剂、三乙胺、二甲基甲酰胺、二丁基二月桂酸锡、新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯、丙酮与适量水；本发明制备的光固化水性聚氨酯涂料具有耐水性能好、表面光泽度高、耐磨性能好与涂膜硬度高的优点，涂料中的挥发性有机化合物(VOC)以及有害空气污染物得到显著减少，更加环保。
技术研发人员：刘骏
受保护的技术使用者：湖南太子化工涂料有限公司
技术研发日：.12.02
技术公布日：.02.28
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