本發明涉及金屬材料保護的領域，尤其涉及一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層及其制備方法。
背景技術：
鋁制充電器在使用時，因其外殼為鋁制材料，鋁制材料的硬度不高，而鋁制充電器使用時難免受到外界的擠壓和摩擦，因此需要在鋁制沖電器外殼的外表面覆上一層涂層對其內層的鋁制材料進行保護，現有技術中的鋁制充電器外殼涂層的硬度無法滿足實際使用時的需求，因此亟需設計一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層來解決現有技術中的問題。
技術實現要素：
為解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層及其制備方法，制備得到的鋁制充電器外殼涂層硬度高，具有優異的耐久性。
本發明提出的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層，其原料按重量份包括：苯丙乳液80-120份、酚醛樹脂60-90份、水性聚氨酯乳液40-60份、凹凸棒土2-8份、硅藻土1-6份、甲基羥乙基纖維素2-5份、乙基纖維素3-8份、硅微粉1-5份、氧化鋅3-6份、納米蒙脫土1-6份、石墨2-5份、重質碳酸鈣4-6份、滑石粉2-8份、改性助劑1-6份、增稠劑3-9份、分散劑1-4份、阻燃劑2-5份、消泡劑1-3份、硅烷偶聯劑KH-760 1-5份、二乙二醇甲醚2-4份、二丙二醇甲醚3-5份、丙二醇苯醚4-6份、水15-25份。
優選地，改性助劑按如下工藝進行制備：將活性硅酸鈣和改性重質碳酸鈣混合均勻，在50-60℃溫度下密封低速攪拌10-25min，然后與納米白炭黑、煅燒高嶺土、木質纖維粉、空心玻璃微珠和黃麻纖維混合均勻，45-55℃密封低速攪拌5-10min，再加入氫氧化鎂、甲基丙烯酸酯、硅烷偶聯劑KH-570和潤滑劑，升溫至135-140℃，低速攪拌10-20min，出料，冷卻至室溫得到改性助劑。
優選地，改性助劑的制備工藝中，活性硅酸鈣、改性重質碳酸鈣、納米白炭黑、煅燒高嶺土、木質纖維粉、空心玻璃微珠、黃麻纖維、氫氧化鎂、甲基丙烯酸酯、硅烷偶聯劑KH-570和潤滑劑的重量比為2-5：1-3：3-5：2-6：3-6：2-4：1-5：2-6：2-4：1-3：2-5。
優選地，改性助劑的制備工藝中，改性重質碳酸鈣按如下工藝進行制備：將桐油酸加熱到60-70℃，保溫20-40min，然后加入順丁烯二酸混合均勻，繼續升溫至130-150℃，保溫80-100min，然后加入丙酮和水混合均勻，室溫靜置20-40min，冷卻至室溫得到物料a；將重質碳酸鈣加入高速分散機中，升溫至45-55℃，然后加入物料a混合均勻，攪拌10-30min，干燥至恒重，粉碎，過180-220目篩，冷卻至室溫得到改性重質碳酸鈣。
優選地，改性助劑的制備工藝中，改性重質碳酸鈣的制備工藝中，桐油酸、順丁烯二酸、丙酮、水和重質碳酸鈣的重量比為4-6：1-3：2-4：3-6：1-5。
本發明的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層的制備方法，包括如下步驟：
S1、將甲基羥乙基纖維素與水性聚氨酯乳液混合，攪拌均勻形成分散液，再加入酚醛樹脂和分散劑，攪拌混合均勻后超聲分散20-30min，球磨后冷卻至室溫得到物料a；
S2、將凹凸棒土、硅藻土、納米蒙脫土、重質碳酸和硅微粉放入球磨機中進行球磨，然后加入氧化鋅、石墨和滑石粉，繼續攪拌8-16min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、將甲基羥乙基纖維素和乙基纖維素加熱至熔融與苯丙乳液混合，然后緩慢加入混合粉料A，以800轉/分的速度攪拌40-60min后移至高速攪拌機，加入物料a，以3700-3900轉/分的速度分散20-50min，獲得混合漿料；
S4、向混合漿料中緩慢地加入硅烷偶聯劑KH-760、改性助劑、增稠劑、阻燃劑、消泡劑、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以380-450r/min的速度攪拌35-45min，然后球磨分散2-3h，即得鋁制充電器外殼的高硬度涂層。
優選地，S1中，球磨時間為60-90min，球磨溫度為40-45℃。
優選地，S2中，球磨轉速為2400-2800r/min，球磨溫度為80-90℃，球磨時間為30-50min。
本發明的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層，其原料包括苯丙乳液、酚醛樹脂、水性聚氨酯乳液、凹凸棒土、硅藻土、甲基羥乙基纖維素、乙基纖維素、硅微粉、氧化鋅、納米蒙脫土、石墨、重質碳酸鈣、滑石粉、改性助劑、增稠劑、分散劑、阻燃劑、消泡劑、硅烷偶聯劑KH-760、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水。其中以苯丙乳液為主料，以苯丙乳液為主料，以酚醛樹脂和水性聚氨酯乳液為主料的補強料，以凹凸棒土、硅藻土、甲基羥乙基纖維素、乙基纖維素、硅微粉、氧化鋅、納米蒙脫土、石墨、重質碳酸鈣、滑石粉和改性助劑為填料，以增稠劑、分散劑、阻燃劑、消泡劑、硅烷偶聯劑KH-760、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水為助劑，通過主料、主料的補強料、填料和助劑的配合，合理控制配比，得到的鋁制充電器外殼涂層具有高硬度，高耐磨性能。其中添加的改性助劑通過將活性硅酸鈣和改性重質碳酸鈣混合均勻，密封低速攪拌，然后與納米白炭黑、煅燒高嶺土、木質纖維粉、空心玻璃微珠和黃麻纖維混合均勻，密封低速攪拌，再加入氫氧化鎂、甲基丙烯酸酯、硅烷偶聯劑KH-570和潤滑劑，升溫后低速攪拌，出料，冷卻至室溫得到，利用硅烷偶聯劑KH-570進行有機和無機的有效結合，有效提高了本發明鋁制充電器外殼涂層的硬度。添加的改性重質碳酸鈣通過將桐油酸加熱后保溫，然后加入順丁烯二酸混合均勻，繼續升溫后保溫，然后加入丙酮和水混合均勻，室溫靜置，冷卻至室溫得到物料a；將重質碳酸鈣加入高速分散機中，升溫后加入物料a混合均勻，攪拌，干燥至恒重，粉碎，過篩，冷卻至室溫得到，通過桶油酸改性的重質碳酸鈣表面活性得到有效提高，運用到改性助劑的制備中，利用偶聯劑與主料結合，有效提高了本發明鋁制充電器外殼涂層的硬度。本發明制備得到的鋁制充電器外殼涂層硬度高，具有優異的耐久性。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明做出詳細說明，應當了解，實施例只用于說明本發明，而不是用于對本發明進行限定，任何在本發明基礎上所做的修改、等同替換等均在本發明的保護范圍內。
實施例1
本發明提出的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層，其原料按重量份包括：苯丙乳液100份、酚醛樹脂75份、水性聚氨酯乳液50份、凹凸棒土5份、硅藻土3.5份、甲基羥乙基纖維素3.5份、乙基纖維素5.5份、硅微粉3份、氧化鋅4.5份、納米蒙脫土3.5份、石墨3.5份、重質碳酸鈣5份、滑石粉5份、改性助劑3.5份、增稠劑6份、分散劑2.5份、阻燃劑3.5份、消泡劑2份、硅烷偶聯劑KH-760 3份、二乙二醇甲醚3份、二丙二醇甲醚4份、丙二醇苯醚5份、水20份。
實施例2
本發明提出的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層，其原料按重量份包括：苯丙乳液80份、酚醛樹脂90份、水性聚氨酯乳液40份、凹凸棒土8份、硅藻土1份、甲基羥乙基纖維素5份、乙基纖維素3份、硅微粉5份、氧化鋅3份、納米蒙脫土6份、石墨2份、重質碳酸鈣6份、滑石粉2份、改性助劑6份、增稠劑3份、分散劑4份、阻燃劑2份、消泡劑3份、硅烷偶聯劑KH-760 1份、二乙二醇甲醚4份、二丙二醇甲醚3份、丙二醇苯醚6份、水15份。
改性助劑按如下工藝進行制備：按重量份將2份活性硅酸鈣和3份改性重質碳酸鈣混合均勻，在50℃溫度下密封低速攪拌25min，然后與3份納米白炭黑、6份煅燒高嶺土、3份木質纖維粉、4份空心玻璃微珠和1份黃麻纖維混合均勻，55℃密封低速攪拌5min，再加入6份氫氧化鎂、2份甲基丙烯酸酯、3份硅烷偶聯劑KH-570和2份潤滑劑，升溫至140℃，低速攪拌10min，出料，冷卻至室溫得到改性助劑。
實施例3
本發明提出的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層，其原料按重量份包括：苯丙乳液120份、酚醛樹脂60份、水性聚氨酯乳液60份、凹凸棒土2份、硅藻土6份、甲基羥乙基纖維素2份、乙基纖維素8份、硅微粉1份、氧化鋅6份、納米蒙脫土1份、石墨5份、重質碳酸鈣4份、滑石粉8份、改性助劑1份、增稠劑9份、分散劑1份、阻燃劑5份、消泡劑1份、硅烷偶聯劑KH-760 5份、二乙二醇甲醚2份、二丙二醇甲醚5份、丙二醇苯醚4份、水25份。
改性助劑按如下工藝進行制備：按重量份將5份活性硅酸鈣和1份改性重質碳酸鈣混合均勻，在60℃溫度下密封低速攪拌10min，然后與5份納米白炭黑、2份煅燒高嶺土、6份木質纖維粉、2份空心玻璃微珠和5份黃麻纖維混合均勻，45℃密封低速攪拌10min，再加入2份氫氧化鎂、4份甲基丙烯酸酯、1-3份硅烷偶聯劑KH-570和2份潤滑劑，升溫至140℃，低速攪拌10min，出料，冷卻至室溫得到改性助劑。
改性助劑的制備工藝中，改性重質碳酸鈣按如下工藝進行制備：按重量份將6份桐油酸加熱到60℃，保溫40min，然后加入1份順丁烯二酸混合均勻，繼續升溫至150℃，保溫80min，然后加入4份丙酮和3份水混合均勻，室溫靜置40min，冷卻至室溫得到物料a；將1份重質碳酸鈣加入高速分散機中，升溫至55℃，然后加入物料a混合均勻，攪拌10min，干燥至恒重，粉碎，過220目篩，冷卻至室溫得到改性重質碳酸鈣。
實施例4
本發明提出的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層，其原料按重量份包括：苯丙乳液85份、酚醛樹脂85份、水性聚氨酯乳液45份、凹凸棒土7份、硅藻土2份、甲基羥乙基纖維素4份、乙基纖維素4份、硅微粉4份、氧化鋅4份、納米蒙脫土5份、石墨3份、重質碳酸鈣5.5份、滑石粉3份、改性助劑5份、增稠劑4份、分散劑3份、阻燃劑3份、消泡劑2.5份、硅烷偶聯劑KH-760 2份、二乙二醇甲醚3.5份、二丙二醇甲醚3.5份、丙二醇苯醚5.5份、水18份。
改性助劑按如下工藝進行制備：按重量份將3份活性硅酸鈣和2.5份改性重質碳酸鈣混合均勻，在52℃溫度下密封低速攪拌20min，然后與3.5份納米白炭黑、5份煅燒高嶺土、4份木質纖維粉、3.5份空心玻璃微珠和2份黃麻纖維混合均勻，52℃密封低速攪拌6min，再加入5份氫氧化鎂、2.5份甲基丙烯酸酯、2.5份硅烷偶聯劑KH-570和3份潤滑劑，升溫至139℃，低速攪拌12min，出料，冷卻至室溫得到改性助劑。
改性助劑的制備工藝中，改性重質碳酸鈣按如下工藝進行制備：按重量份將4.5份桐油酸加熱到68℃，保溫25min，然后加入2.5份順丁烯二酸混合均勻，繼續升溫至135℃，保溫95min，然后加入2.5份丙酮和5份水混合均勻，室溫靜置25min，冷卻至室溫得到物料a；將4份重質碳酸鈣加入高速分散機中，升溫至48℃，然后加入物料a混合均勻，攪拌25min，干燥至恒重，粉碎，過185目篩，冷卻至室溫得到改性重質碳酸鈣。
本發明的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層的制備方法，包括如下步驟：
S1、將甲基羥乙基纖維素與水性聚氨酯乳液混合，攪拌均勻形成分散液，再加入酚醛樹脂和分散劑，攪拌混合均勻后超聲分散22min，球磨后冷卻至室溫得到物料a，其中球磨時間為85min，球磨溫度為41℃；
S2、將凹凸棒土、硅藻土、納米蒙脫土、重質碳酸和硅微粉放入球磨機中進行球磨，其中，球磨轉速為2500r/min，球磨溫度為88℃，球磨時間為35min，然后加入氧化鋅、石墨和滑石粉，繼續攪拌15min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、將甲基羥乙基纖維素和乙基纖維素加熱至熔融與苯丙乳液混合，然后緩慢加入混合粉料A，以800轉/分的速度攪拌45min后移至高速攪拌機，加入物料a，以3850轉/分的速度分散25min，獲得混合漿料；
S4、向混合漿料中緩慢地加入硅烷偶聯劑KH-760、改性助劑、增稠劑、阻燃劑、消泡劑、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以390r/min的速度攪拌42min，然后球磨分散2.2h，即得鋁制充電器外殼的高硬度涂層。
實施例5
本發明提出的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層，其原料按重量份包括：苯丙乳液115份、酚醛樹脂65份、水性聚氨酯乳液55份、凹凸棒土3份、硅藻土5份、甲基羥乙基纖維素3份、乙基纖維素7份、硅微粉2份、氧化鋅5份、納米蒙脫土2份、石墨4份、重質碳酸鈣4.5份、滑石粉7份、改性助劑2份、增稠劑8份、分散劑2份、阻燃劑4份、消泡劑1.5份、硅烷偶聯劑KH-760 4份、二乙二醇甲醚2.5份、二丙二醇甲醚4.5份、丙二醇苯醚4.5份、水22份。
改性助劑按如下工藝進行制備：按重量份將4份活性硅酸鈣和1.5份改性重質碳酸鈣混合均勻，在58℃溫度下密封低速攪拌15min，然后與4.5份納米白炭黑、3份煅燒高嶺土、5份木質纖維粉、2.5份空心玻璃微珠和4份黃麻纖維混合均勻，48℃密封低速攪拌9min，再加入3份氫氧化鎂、3.5份甲基丙烯酸酯、1.5份硅烷偶聯劑KH-570和4份潤滑劑，升溫至136℃，低速攪拌18min，出料，冷卻至室溫得到改性助劑。
改性助劑的制備工藝中，改性重質碳酸鈣按如下工藝進行制備：按重量份將5.5份桐油酸加熱到62℃，保溫35min，然后加入1.5份順丁烯二酸混合均勻，繼續升溫至145℃，保溫85min，然后加入3.5份丙酮和4份水混合均勻，室溫靜置35min，冷卻至室溫得到物料a；將2份重質碳酸鈣加入高速分散機中，升溫至52℃，然后加入物料a混合均勻，攪拌15min，干燥至恒重，粉碎，過215目篩，冷卻至室溫得到改性重質碳酸鈣。
本發明的一種鋁制充電器外殼的高硬度涂層的制備方法，包括如下步驟：
S1、將甲基羥乙基纖維素與水性聚氨酯乳液混合，攪拌均勻形成分散液，再加入酚醛樹脂和分散劑，攪拌混合均勻后超聲分散28min，球磨后冷卻至室溫得到物料a，其中球磨時間為65min，球磨溫度為44℃；
S2、將凹凸棒土、硅藻土、納米蒙脫土、重質碳酸和硅微粉放入球磨機中進行球磨，其中，球磨轉速為2500r/min，球磨溫度為88℃，球磨時間為35min，然后加入氧化鋅、石墨和滑石粉，繼續攪拌15min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、將甲基羥乙基纖維素和乙基纖維素加熱至熔融與苯丙乳液混合，然后緩慢加入混合粉料A，以800轉/分的速度攪拌45min后移至高速攪拌機，加入物料a，以3850轉/分的速度分散25min，獲得混合漿料；
S4、向混合漿料中緩慢地加入硅烷偶聯劑KH-760、改性助劑、增稠劑、阻燃劑、消泡劑、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以440r/min的速度攪拌38in，然后球磨分散2.8h，即得鋁制充電器外殼的高硬度涂層。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。