[發明專利]一種改性粒子修飾的生產超雙疏涂料的裝置及方法

有效

• 申請號: 201510836739.0
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105315871B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 方利國;唐永銓;余永龍;廖珊珊;許杰臻;梁海燕;李智超
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D7/12;C09D7/14;C08G18/79;C08G18/65;C08G18/62;C08G18/38;C08G18/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及超雙疏涂料的領域，具體涉及到一種改性粒子修飾的生產超雙疏涂料的裝置及方法。

背景技術

超雙疏涂層因其疏水疏油的特性而在日常生活中和國民生產中具有廣泛的應用前景，尤其是由經過表面處理的二氧化硅微納米粒子和含氟樹脂混合制備的環保型雙組份超雙疏涂料，其自清潔、防腐蝕、防結冰結蠟、防粘附等作用使其在建筑建材、石油管道、玻璃陶瓷、紡織皮革、電子產品、廚衛用具等生活和生產方面有廣泛的應用。

近年來，很多研究人員和團隊都對超雙疏涂料的生產進行研究，并且取得不錯的研究成果。目前很多關于超雙疏涂料的研究都能得到國際的認可，然而超雙疏涂料卻沒有實現大規模的工業生產，原因是關于超雙疏涂料的生產還存在一些基本的問題：①性能上：超雙疏涂料投入使用時，易于與界面形成間隙，導致涂層氧化、脫落等問題，縮短其使用壽命；超雙疏涂料的生產工藝復雜，一般生產周期比較長，難以實現連續生產，導致其生產效率低，生產成本高昂； 適應性：使用電化學沉積法生產超雙疏涂層只適用于特定的表面，使用范圍窄。

為制備性能良好的超雙疏材料以及彌補上述的基本問題，本發明提出以SiO₂微納米粒子、多種丙烯酸單體（MMA、BA、HAMA）、全氟烷基乙醇、HDI三聚體為原料，并使用醋酸丁酯、丙酮等多種溶劑及引發劑、稀釋劑等輔助劑；生產主要產品是純度≥99.7%的環保型雙組份超雙疏材料，雜質主要是少量異氰酸酯自聚物、未除盡的少量反應單體，可忽略其影響；該工藝也是為數極少且純度極高的環保型生產體系。

發明內容

為了克服上述背景技術的不足和缺點，本實用新型的第一目的在于提出一種新型的、工藝簡單的超雙疏材料生產方式；

本實用型的第二目的在于提供納米改性含氟羥基丙烯酸樹脂和含氟PU預聚體通過交聯反應得到的含氟超雙疏涂料的制備方法；

本實用新型的第三目的在于實現生產的連續性；

本實用新型的第四目的在于提供上述超雙疏涂料的應用；

本發明的目的主要通過下述技術方案實現。

一種改性粒子修飾的生產超雙疏涂料的裝置，所述裝置包括超雙疏涂料組分A生產系統和超雙疏涂料組分B生產系統；所述超雙疏涂料組分A生產系統包括第一子系統和第二子系統；

所述第一子系統包括改性粒子高速分散機、改性粒子六釜并聯反應裝置和旋液分離器；所述第二子系統包括樹脂單體原料預混合器、含氟羥基丙烯酸樹脂六釜串聯反應裝置和樹脂溶劑預熱器；所述超雙疏涂料組分B生產系統包括含氟PU預聚體固化劑雙釜串聯反應裝置、預聚體原料攪拌器和預聚體原料預熱器；

所述第一子系統和第二子系統通過樹脂組分A攪拌器連接在一起；

第一子系統中，所述改性粒子高速分散機經過泵通過管道與改性粒子六釜并聯反應裝置連接，所述改性粒子六釜并聯反應裝置經泵通過管道與旋液分離器連接；所述旋液分離器液體出口通過管道連接到改性粒子高速分散機的進料前儲罐，固體出口通過管道連接到樹脂組分A攪拌器；所述改性粒子高速分散機的進料前儲罐通過管道與改性粒子高速分散機連接；

第二子系統中，所述樹脂單體原料預混合器通過管道與含氟羥基丙烯酸樹脂六釜串聯反應裝置連接，所述樹脂溶劑預熱器通過管道與含氟羥基丙烯酸樹脂六釜串聯反應裝置連接，所述含氟羥基丙烯酸樹脂六釜串聯反應裝置經泵通過管道與樹脂組分A攪拌器連接；

超雙疏涂料組分B生產系統中，所述預聚體原料預熱器通過管道和預聚體原料攪拌器連接，預聚體原料攪拌器經泵通過管道與含氟PU預聚體固化劑雙釜串聯反應裝置連接。

進一步地，所述改性粒子六釜并聯反應裝置采用六釜并聯形式，可大大提高子系統1的生產能力，同時方便反應器的維修。

進一步地，所述含氟羥基丙烯酸樹脂反應裝置（4）采用多釜串聯反應形式，其中反應釜的個數為4-8個，可彌補傳統涂料生產工藝中依靠增加反應釜體積和數量來提高生產量的缺點。

一種改性粒子修飾的生產超雙疏涂料的方法，包括如下步驟：

（1）改性的微米粒子的制備：十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷與微米粒子Al₂O₃和納米粒子SiO₂發生偶聯反應得到改性的微納粒子；所述偶聯反應以十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷作為偶聯劑；