技术领域
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腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术
涂料是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料。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。
因此，需要一种工程机械用的高强度抗冲击耐高温耐腐蚀的涂料。
经对现有技术的检索发现，中国发明专利申请201510598551.7(公开日2015年9月17日)披露了一种工程机械用耐高温涂料，该涂料按重量份数由以下原料组成：碳酸钙15-25份、玻璃粉30-45份、阻燃剂2-5份、防锈剂5-15份、流平剂1-3份、苯乙烯15-25份、催干剂5-8份。与传统机械涂料相比，由于采用了碳酸钙、玻璃粉，使得该涂料不带蓝光，重涂性好，具有消光作用，可提高漆膜的耐候性和耐高温性能，在高温和长期日晒的环境下，避免出现脱落现象，以及避免机械部件出现被氧化、腐蚀现象。但是该涂料存在强度低、抗冲击性能弱等问题，并且防腐蚀性能较弱，难以对工程机械起到很好的保护作用。
而中国发明专利申请201510592510.7(公开日2015年12月23日)披露了一种工程机械用耐腐蚀溶剂涂料，该涂料按重量份数由以下原料组成：三聚氰胺树脂15-25份、白皮松木屑8-16份、纳米二氧化硅8-20份、增稠剂2-5份、硅藻土1-3份、偏氯乙烯10-25份、碳酸钙10-30份。与传统机械涂料相比，由于采用了三聚氰胺树脂、白皮松木屑、纳米二氧化硅等原料，使得该机械涂料具有良好的力学性能、具有耐高温性能好，耐腐蚀性能好，在高温曝晒下不易老化，脱落，保证了机械零部件的工作性能，使用寿命长。该涂料虽然加入了纳米二氧化硅、硅藻土、碳酸钙等增加强度、抗冲击性能的材料，但是涂料强度、抗冲击性能仍不能满足工程机械对涂料的要求。
基于此，有必要提供一种工程机械用耐腐蚀涂料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种工程机械用耐腐蚀涂料及其制备方法，具有强度高、抗冲击性能强且耐候性好、耐腐蚀性能优异，并且制备方法简单，易于实现，具有广泛的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种工程机械用耐腐蚀涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物50-60份、氟碳树脂10-20份、聚硅氧烷5-10份、改性滑石粉3-7份、羧基丁腈橡胶3-5份、煅烧偏高岭土2.5-5.5份、云母粉1-3份、玻璃纤维2-4份、纳米硅微粉3-6份、纳米碳酸钙1.5-3.5份、耐热剂1-3份、防腐剂2-5份、分散剂0.5-0.8份、成膜助剂0.3-0.7份、溶剂43-47份。
在其中一个实施例中，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物55份、氟碳树脂15份、聚硅氧烷7.5份、改性滑石粉5份、羧基丁腈橡胶4份、煅烧偏高岭土4份、云母粉2份、玻璃纤维3份、纳米硅微粉4.5份、纳米碳酸钙2.5份、耐热剂2份、防腐剂3.5份、分散剂0.6份、成膜助剂0.5份、溶剂45份。
在其中一个实施例中，还包括改性秸秆粉，所述改性秸秆粉的质量为所述涂料重质量的2wt％。
在其中一个实施例中，所述改性秸秆粉的制备方法为：
(1)收集农业生产中废弃的玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆或豆秸秆，将秸秆粉碎至80-100目；
(2)将秸秆粉末烘干至水分含量在5％以内，送入反应釜中，控制反应釜中温度在80-85℃，匀速搅拌反应20-30分钟，取出秸秆粉末冷却至常温，再送入冷冻设备，在零下15℃环境下冷冻40分钟，进行耐寒处理；
(3)冷冻处理后将秸秆粉送入球磨机，连续研磨4小时，过200目筛，烘干水分含量至17％，得改性秸秆粉。
在其中一个实施例中，所述改性滑石粉天然滑石经提纯、酸化、再经热活化之后的产物，其制备步骤如下：
(1)取天然滑石进行粉碎并过100目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000-3000r/min的离心机中离心处理5-10min，真空抽滤，得滤饼；
(2)将滤饼置于烧杯中，加入3mol/L的稀盐酸，进一步的盐酸的体积量与滑石质量之比为1mL：4-8g，置于超声波条件下超声10-20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；
(3)将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧3-5h，冷却，粉碎并过100目筛，得改性改性滑石粉。
在其中一个实施例中，所述玻璃纤维为长度规格3-9mm的玻璃纤维。
在其中一个实施例中，所述耐溶剂为N-苯基马来酰亚胺或四氯代对苯二甲酸二甲酯。
在其中一个实施例中，所述防腐剂为重量比为3:1的三聚磷酸铝与磷铁粉的混合物；所述分散剂为十二烷基苯磺酸南；所述成膜助剂为乙二醇乙醚。
在其中一个实施例中，所述溶剂为质量比为1:3的二甲苯和丙酮的混合物。
在其中一个实施例中，还包括本发明的工程机械用耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向球磨机中加入2/3溶剂、耐热剂、防腐剂、分散剂、成膜助剂、玻璃纤维，充分混合搅拌均匀形成颗粒的胶状物；
(2)向球磨机中再依次加入羧基丁腈橡胶、煅烧偏高岭土、云母粉、纳米硅微粉、纳米碳酸钙，开机慢速搅拌5分钟，使整体呈均匀状态，再加入改性滑石粉、改性秸秆粉，开机慢速搅拌5分钟，使整体呈均匀状态，再将机器开至快速研磨30-50分钟，直至查测细度少于50μm呈稳定状态；
(3)将打细的浆料通过气动隔膜泵抽如分散缸中，同时用剩余的溶剂将球磨机内的剩余浆料冲至分散缸中，依次加入有机硅环氧树脂聚合物、氟碳树脂、聚硅氧烷，开机以500-800rpm均匀转速进行搅拌分散10-20分钟，搅拌混合均匀，得工程机械用耐腐蚀涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明原料配方合理，通过选用有机硅环氧树脂聚合物、氟碳树脂、聚硅氧烷作为基料，并通过将三者经过科学配比，大幅提高本发明涂料的强度、耐候性、耐腐蚀性、抗冲击性能等。在此基础上，本发明还加入了多种助剂，如耐热剂、防腐剂、分散剂、成膜助剂，通过加入耐热剂进一步提高涂料的耐候性能，而加入的防腐剂提高涂料的耐腐蚀性能，分散剂则使涂料中各组份分散更加均匀，从而提高涂料的强度、抗冲击等性能，而成膜助剂利于涂料的成膜，从而提高涂料的强度、抗冲击性能。
(2)本发明通过对滑石粉进行改性处理，增加其表面活性，从而提高与其他组份的相容性，使其更好分散于涂料，从而提高涂料的强度、耐候性、耐腐蚀性、抗冲击等性能。
(3)本发明添加的改性秸秆粉具有较好的分散性能和粘结性能，可均匀分散于涂料，增加涂料中各组份之间的粘结力，从而提高涂料的强度、耐候性、耐腐蚀性、抗冲击等性能。
(4)本发明添加的煅烧偏高岭土、云母粉、纳米硅微粉、纳米碳酸钙在增强涂料的耐腐蚀性能同时，进一步提高涂料的强度及抗冲击性能。
(5)本发明工程机械用耐腐蚀涂料的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
本实施例的工程机械用耐腐蚀涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物50份、氟碳树脂10份、聚硅氧烷5份、改性滑石粉3份、羧基丁腈橡胶3份、煅烧偏高岭土2.5份、云母粉1份、玻璃纤维2份、纳米硅微粉3份、纳米碳酸钙1.5份、耐热剂1份、防腐剂2份、分散剂0.5份、成膜助剂0.3份、溶剂43份。
其中，还包括改性秸秆粉，所述改性秸秆粉的质量为所述涂料重质量的2wt％。
其中，所述改性秸秆粉的制备方法为：
(1)收集农业生产中废弃的玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆或豆秸秆，将秸秆粉碎至80-100目；
(2)将秸秆粉末烘干至水分含量在5％以内，送入反应釜中，控制反应釜中温度在80-85℃，匀速搅拌反应20-30分钟，取出秸秆粉末冷却至常温，再送入冷冻设备，在零下15℃环境下冷冻40分钟，进行耐寒处理；
(3)冷冻处理后将秸秆粉送入球磨机，连续研磨4小时，过200目筛，烘干水分含量至17％，得改性秸秆粉。
其中，所述改性滑石粉天然滑石经提纯、酸化、再经热活化之后的产物，其制备步骤如下：
(1)取天然滑石进行粉碎并过100目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000-3000r/min的离心机中离心处理5-10min，真空抽滤，得滤饼；
(2)将滤饼置于烧杯中，加入3mol/L的稀盐酸，进一步的盐酸的体积量与滑石质量之比为1mL：4-8g，置于超声波条件下超声10-20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；
(3)将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧3-5h，冷却，粉碎并过100目筛，得改性改性滑石粉。
其中，所述玻璃纤维为长度规格3-9mm的玻璃纤维。
其中，所述耐溶剂为N-苯基马来酰亚胺或四氯代对苯二甲酸二甲酯。
其中，所述防腐剂为重量比为3:1的三聚磷酸铝与磷铁粉的混合物；所述分散剂为十二烷基苯磺酸南；所述成膜助剂为乙二醇乙醚。
其中，所述溶剂为质量比为1:3的二甲苯和丙酮的混合物。
其中，还包括本发明的工程机械用耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向球磨机中加入2/3溶剂、耐热剂、防腐剂、分散剂、成膜助剂、玻璃纤维，充分混合搅拌均匀形成颗粒的胶状物；
(2)向球磨机中再依次加入羧基丁腈橡胶、煅烧偏高岭土、云母粉、纳米硅微粉、纳米碳酸钙，开机慢速搅拌5分钟，使整体呈均匀状态，再加入改性滑石粉、改性秸秆粉，开机慢速搅拌5分钟，使整体呈均匀状态，再将机器开至快速研磨30-50分钟，直至查测细度少于50μm呈稳定状态；
(3)将打细的浆料通过气动隔膜泵抽如分散缸中，同时用剩余的溶剂将球磨机内的剩余浆料冲至分散缸中，依次加入有机硅环氧树脂聚合物、氟碳树脂、聚硅氧烷，开机以500-800rpm均匀转速进行搅拌分散10-20分钟，搅拌混合均匀，得工程机械用耐腐蚀涂料。
实施例2
本实施例的工程机械用耐腐蚀涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物60份、氟碳树脂20份、聚硅氧烷10份、改性滑石粉7份、羧基丁腈橡胶5份、煅烧偏高岭土5.5份、云母粉3份、玻璃纤维4份、纳米硅微粉6份、纳米碳酸钙3.5份、耐热剂3份、防腐剂5份、分散剂0.8份、成膜助剂0.7份、溶剂47份。
其中，还包括改性秸秆粉，所述改性秸秆粉的质量为所述涂料重质量的2wt％。
其中，所述改性秸秆粉的制备方法为：
(1)收集农业生产中废弃的玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆或豆秸秆，将秸秆粉碎至80-100目；
(2)将秸秆粉末烘干至水分含量在5％以内，送入反应釜中，控制反应釜中温度在80-85℃，匀速搅拌反应20-30分钟，取出秸秆粉末冷却至常温，再送入冷冻设备，在零下15℃环境下冷冻40分钟，进行耐寒处理；
(3)冷冻处理后将秸秆粉送入球磨机，连续研磨4小时，过200目筛，烘干水分含量至17％，得改性秸秆粉。
其中，所述改性滑石粉天然滑石经提纯、酸化、再经热活化之后的产物，其制备步骤如下：
(1)取天然滑石进行粉碎并过100目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000-3000r/min的离心机中离心处理5-10min，真空抽滤，得滤饼；
(2)将滤饼置于烧杯中，加入3mol/L的稀盐酸，进一步的盐酸的体积量与滑石质量之比为1mL：4-8g，置于超声波条件下超声10-20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；
(3)将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧3-5h，冷却，粉碎并过100目筛，得改性改性滑石粉。
其中，所述玻璃纤维为长度规格3-9mm的玻璃纤维。
其中，所述耐溶剂为N-苯基马来酰亚胺或四氯代对苯二甲酸二甲酯。
其中，所述防腐剂为重量比为3:1的三聚磷酸铝与磷铁粉的混合物；所述分散剂为十二烷基苯磺酸南；所述成膜助剂为乙二醇乙醚。
其中，所述溶剂为质量比为1:3的二甲苯和丙酮的混合物。
其中，还包括本发明的工程机械用耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向球磨机中加入2/3溶剂、耐热剂、防腐剂、分散剂、成膜助剂、玻璃纤维，充分混合搅拌均匀形成颗粒的胶状物；
(2)向球磨机中再依次加入羧基丁腈橡胶、煅烧偏高岭土、云母粉、纳米硅微粉、纳米碳酸钙，开机慢速搅拌5分钟，使整体呈均匀状态，再加入改性滑石粉、改性秸秆粉，开机慢速搅拌5分钟，使整体呈均匀状态，再将机器开至快速研磨30-50分钟，直至查测细度少于50μm呈稳定状态；
(3)将打细的浆料通过气动隔膜泵抽如分散缸中，同时用剩余的溶剂将球磨机内的剩余浆料冲至分散缸中，依次加入有机硅环氧树脂聚合物、氟碳树脂、聚硅氧烷，开机以500-800rpm均匀转速进行搅拌分散10-20分钟，搅拌混合均匀，得工程机械用耐腐蚀涂料。
实施例3
本实施例的工程机械用耐腐蚀涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物55份、氟碳树脂15份、聚硅氧烷7.5份、改性滑石粉5份、羧基丁腈橡胶4份、煅烧偏高岭土4份、云母粉2份、玻璃纤维3份、纳米硅微粉4.5份、纳米碳酸钙2.5份、耐热剂2份、防腐剂3.5份、分散剂0.6份、成膜助剂0.5份、溶剂45份。
其中，还包括改性秸秆粉，所述改性秸秆粉的质量为所述涂料重质量的2wt％。
其中，所述改性秸秆粉的制备方法为：
(1)收集农业生产中废弃的玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆或豆秸秆，将秸秆粉碎至80-100目；
(2)将秸秆粉末烘干至水分含量在5％以内，送入反应釜中，控制反应釜中温度在80-85℃，匀速搅拌反应20-30分钟，取出秸秆粉末冷却至常温，再送入冷冻设备，在零下15℃环境下冷冻40分钟，进行耐寒处理；
(3)冷冻处理后将秸秆粉送入球磨机，连续研磨4小时，过200目筛，烘干水分含量至17％，得改性秸秆粉。
其中，所述改性滑石粉天然滑石经提纯、酸化、再经热活化之后的产物，其制备步骤如下：
(1)取天然滑石进行粉碎并过100目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000-3000r/min的离心机中离心处理5-10min，真空抽滤，得滤饼；
(2)将滤饼置于烧杯中，加入3mol/L的稀盐酸，进一步的盐酸的体积量与滑石质量之比为1mL：4-8g，置于超声波条件下超声10-20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；
(3)将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧3-5h，冷却，粉碎并过100目筛，得改性改性滑石粉。
其中，所述玻璃纤维为长度规格3-9mm的玻璃纤维。
其中，所述耐溶剂为N-苯基马来酰亚胺或四氯代对苯二甲酸二甲酯。
其中，所述防腐剂为重量比为3:1的三聚磷酸铝与磷铁粉的混合物；所述分散剂为十二烷基苯磺酸南；所述成膜助剂为乙二醇乙醚。
其中，所述溶剂为质量比为1:3的二甲苯和丙酮的混合物。
其中，还包括本发明的工程机械用耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向球磨机中加入2/3溶剂、耐热剂、防腐剂、分散剂、成膜助剂、玻璃纤维，充分混合搅拌均匀形成颗粒的胶状物；
(2)向球磨机中再依次加入羧基丁腈橡胶、煅烧偏高岭土、云母粉、纳米硅微粉、纳米碳酸钙，开机慢速搅拌5分钟，使整体呈均匀状态，再加入改性滑石粉、改性秸秆粉，开机慢速搅拌5分钟，使整体呈均匀状态，再将机器开至快速研磨30-50分钟，直至查测细度少于50μm呈稳定状态；
(3)将打细的浆料通过气动隔膜泵抽如分散缸中，同时用剩余的溶剂将球磨机内的剩余浆料冲至分散缸中，依次加入有机硅环氧树脂聚合物、氟碳树脂、聚硅氧烷，开机以500-800rpm均匀转速进行搅拌分散10-20分钟，搅拌混合均匀，得工程机械用耐腐蚀涂料。
对比例1
采用中国发明专利申请201510598551.7制得的涂料。
对比例2
采用中国发明专利申请201510592510.7制得的涂料
实验例
将本发明实施例1-3制备的涂料及对比例1、对比例2制备的涂料涂覆进行性能测定(涂膜厚度100μm左右)，结果见表1。
表1
由表1可知，本发明的涂料具有强度高、抗冲击性能强且耐候性好、耐腐蚀性能优异，可对工程机械起到很好的保护作用。
综上所述，本发明的创造性主要体现在以下几点：
(1)本发明原料配方合理，通过选用有机硅环氧树脂聚合物、氟碳树脂、聚硅氧烷作为基料，并通过将三者经过科学配比，大幅提高本发明涂料的强度、耐候性、耐腐蚀性、抗冲击性能等。在此基础上，本发明还加入了多种助剂，如耐热剂、防腐剂、分散剂、成膜助剂，通过加入耐热剂进一步提高涂料的耐候性能，而加入的防腐剂提高涂料的耐腐蚀性能，分散剂则使涂料中各组份分散更加均匀，从而提高涂料的强度、抗冲击等性能，而成膜助剂利于涂料的成膜，从而提高涂料的强度、抗冲击性能。
(2)本发明通过对滑石粉进行改性处理，增加其表面活性，从而提高与其他组份的相容性，使其更好分散于涂料，从而提高涂料的强度、耐候性、耐腐蚀性、抗冲击等性能。
(3)本发明添加的改性秸秆粉具有较好的分散性能和粘结性能，可均匀分散于涂料，增加涂料中各组份之间的粘结力，从而提高涂料的强度、耐候性、耐腐蚀性、抗冲击等性能。
(4)本发明添加的煅烧偏高岭土、云母粉、纳米硅微粉、纳米碳酸钙在增强涂料的耐腐蚀性能同时，进一步提高涂料的强度及抗冲击性能。
(5)本发明工程机械用耐腐蚀涂料的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。