CN101857753A - 一种防腐涂料、其涂装方法和应用 - Google Patents

一种防腐涂料、其涂装方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明适用于涂料技术领域，提供了一种防腐涂料、其涂装方法和应用。该防腐涂料包括如下重量百分比的组分：硅氧烷改性丙烯酸树脂4-10％、铝粉15-35％、石墨粉15-20％、纳米碳化硅粉10-25％、硅烷偶联剂0.1-0.5％、有机溶剂9.5-55.9％。本发明的防腐涂料具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，可以耐600-800℃的高温，在此高温下仍具有优异的耐腐蚀性，在耐久试验中，例如经过90天耐久试验，涂层表面没有腐蚀现象，本发明的防腐涂料具有优异的导热性能，导热效率在88％以上，可广泛应用各种燃气热水器以及锅炉热交换器。

Description

一种防腐涂料、其涂装方法和应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种防腐涂料、其涂装方法和应用。
背景技术
涂料对保护工件的使用寿命具有重要的意义。根据工件工作的环境不同，涂料的性能也不同。现有技术的涂料中，在提高涂料的耐候性、耐紫外线性能等方面具有较大的成效，但是现有技术的涂料却不同时具有优异的耐高温和耐腐蚀和导热性。这种耐高温和耐腐蚀的涂料如应用于燃气热水器热交换器的防腐涂料，在这种环境下，同时需要能填充热交换器的细小缝隙，尤其是以保证热交换器的热效率。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种具有优异的耐高温、高导热、耐腐蚀性能的防腐涂料。
本发明实施例是这样实现的，
一种防腐涂料，包括如下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                4％-10％
铝粉                                15％-35％
石墨粉                              15％-20％
纳米碳化硅粉                        10％-25％
硅烷偶联剂                          0.1％-0.5％
有机溶剂                            9.5-55.9％。
本发明实施例的另一目的在于提供一种能充分、均匀涂装的防腐涂料涂装方法。
一种防腐涂料涂装方法，包括预处理、浸涂及固化步骤，具体为：
对待涂装工件进行预处理；
将防腐涂料浸涂于工件表面，所述浸涂步骤是在超声波振动下进行，所述超声波的功率在每平方米的能量密度1KW以上；
固化所浸涂的防腐涂料，在工件表面形成防腐涂料涂层，该防腐涂料包括如下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                4-10％
铝粉                                15-35％
石墨粉                              15-20％
纳米碳化硅粉                        10-25％
硅烷偶联剂                          0.1-0.5％
有机溶剂                            9.5-55.9％。
本发明的进一步目的在于提供一种防腐涂料在制备燃气热水器热交换器、锅炉热交换器中的应用，所述防腐涂料包括如下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                4-10％
铝粉                                15-35％
石墨粉                              15-20％
纳米碳化硅粉                        10-25％
硅烷偶联剂                          0.1-0.5％
有机溶剂                            9.5-55.9％。
本发明实施例的防腐涂料通过使用硅氧烷改性丙烯酸树脂和铝粉、石墨粉、纳米碳化硅粉等原料，按照上述重量百分比配制，使得防腐涂料具有优异的耐高温、导热性、耐腐蚀性能，可耐600-800℃的高温，在此高温下仍具有优异的耐腐蚀性，在耐久试验中，例如经过90天耐久试验，涂层表面没有腐蚀现象。本实施例防的腐涂料的导热效率在88％以上。本发明实施例的防腐涂料涂装方法通过使用纳米颗粒和超声波振动，使得工件缝隙处也能够被涂装到，实现充分、均匀涂装。经过本实施例防腐涂料涂装方法涂装的工件，其涂层具有优异的耐高温和耐腐蚀的性能，可耐600℃的高温，而且在耐久试验中，例如经过90天耐久试验，涂层表面没有腐蚀现象。
附图说明
图1是本发明实施例的防腐涂料涂装方法流程图。
图2是涂有本发明实施例的防腐涂料的热交换器结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的防腐涂料，加入了铝粉、石墨粉以及碳化硅粉等导热防腐颜料，按照上述重量百分比配制，使得本发明本实施例的防腐涂料具有优异的耐高温、导热性、耐腐蚀性能。本发明实施例的防腐涂料涂装方法，浸涂步骤在超声波振动下完成，结合防腐涂料中的纳米微粒，使得待涂装工件的缝隙处也能够被涂装到，实现充分、均匀涂装。
本发明实施例的防腐涂料，包括如下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                4-10％
铝粉                                15-35％
石墨粉                              15-20％
纳米碳化硅粉                        10-25％
硅烷偶联剂                          0.1-0.5％
有机溶剂                            9.5-55.9％。
其中，硅氧烷改性丙烯酸树脂是本实施例防腐涂料的成膜物质。本发明实施例使用的硅氧烷改性丙烯酸树脂为市售产品，但也可以使用自己配制的硅氧烷改性丙烯树脂，这并不影响本发明实施例的实施。
本发明实施例所使用的铝粉粒径大小在800目以上，优选为800-1000目；进一步，该铝粉还可以包括重量百分比为10-20％的纳米铝粉，该纳米铝粉的大小在100nm以下，优选为50-100nm。该纳米铝粉所占的重量百分比是指占铝粉的重量百分比，即还可以在铝粉中掺入占铝粉重量10-20％的纳米铝粉，同时含有大小在800目以上铝粉体。加入铝粉后，本实施例防腐涂料能耐600℃以上的高温，且在这种高温环境下耐腐蚀性能也得到提高；另外由于纳米铝粉较高的表面自由能，使得本发明实施例的防腐涂料的附着力的也大大提高。
本发明实施例的石墨粉选用鳞片石墨粉，石墨粉粒径大小在325-800目范围。鳞片石墨粉具有优异的导热性和防腐蚀性，加入鳞片石墨粉后，本发明实施例的防腐涂料的导热性和耐腐蚀性能都得到提高。
本发明实施例的碳化硅粉粒径大小在100nm以下，优选的是50-100nm。碳化硅是优异的导热材料，加入碳化硅后的防腐涂料导热性能也较大提高，另外由于纳米碳化硅粉表面较高的自由能，本发明实施例的防腐涂料的附着力也得到提高。
本发明实施例可选用对环境污染较少的三甲苯及正丁醇有机溶剂。另外本实施例可选用各种硅烷偶联剂，如HK550、HK560、KH570、KH792、DL602、DL171等。
为保证本发明实施例的防腐涂料的导热性能，本发明实施例的防腐涂料在成膜以后，在干膜中固粉的重量百分比优选在85％-90％之间，固粉的成分包括铝粉、石墨粉、碳化硅粉、硅烷偶联剂等。
本发明实施例的防腐涂料各组分含量之和为100％。
本发明实施例的防腐涂料使用硅氧烷改性丙烯酸树脂、铝粉、石墨粉、硅烷偶联剂，按照上述重量百分比配制，使得防腐涂料具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，可耐600-800℃的高温，在此高温下仍具有优异的耐腐蚀性，在耐久试验中，例如经过90天耐久试验，涂层表面没有腐蚀现象；并且具有优异的导热性，导热效率在88-92％之间。长时间使用后，不起泡、不脱落。另外，防腐涂料中不含重金属，不会对环境造成污染。
本发明实施例的水性丙烯酸隔热涂料具体制备时，可采用现有的涂料制备工艺，例如，先将组分原料按照配比加入混合容器中，混合，搅拌，具体物料加入顺序可按照实际需要来安排，搅拌均匀后包装成品待用。
图1是本发明实施例的防腐涂料涂装方法流程图，该防腐涂料涂装方法包括以下步骤：
S01：对待涂装工件进行预处理；
S02：将防腐涂料浸涂于工件表面，所述浸涂步骤是在超声波振动下进行，所述超声波的功率在每平方米的能量密度1KW以上，该防腐涂料包括如下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                4-10％
铝粉                                15-35％
石墨粉                              15-20％
纳米碳化硅粉                        10-25％
硅烷偶联剂                          0.1-0.5％
有机溶剂                            9.5-55.9％。
S03：固化浸涂的防腐涂料，在工件表面形成防腐涂料涂层。
其中，步骤S01包括，喷砂，脱脂，水洗和烘干步骤，本发明实施例中，步骤具体如下：
喷砂步骤包括：将待涂装工件放在喷砂机内，用压缩空气将140目的沙粒喷射待涂装工件表面；
脱脂步骤包括：将待涂装工件放在温度为70-100℃，浓度为10-15g/L的氢氧化钠溶液中浸泡10分钟；
水洗和烘干步骤包括：将脱脂后的待涂装工件用蒸馏水冲刷2-3遍，然后将待涂装工件放在烘箱中于90℃温度下烘烤20分钟。
通过上述预处理，能够去除待涂装工件表面污迹或氧化层，使得待涂装工件表面干净，提高涂料的附着力。
步骤S02包括，将待涂装工件浸没在上述防腐涂料中，浸涂时间为10-30秒。
将待涂装工件浸没在上述防腐涂料过程中，引入超声波振动。该超声波的功率为在每平方米的能量密度1KW以上，优选的是1-3KW，即该超声波的功率为1KW/m2以上，优选的为1-3KW/m2。振动时间为20-40秒。通过引入超声波振动，消除待涂装工件表面(特别是工件缝隙处)的气泡，结合上述本发明实施例的防腐涂料中含有的纳米颗粒，使得待涂装工件的缝隙处都可以被涂装到，实现充分、均匀涂装。
步骤S03包括：将经过浸涂后的工件在100-300℃温度下烘烤1-3小时。
本发明实施例的防腐涂料涂装方法中，上述防腐涂料中的铝粉包括重量百分比为10-20％的纳米铝粉。
本发明实施例防腐涂料涂装方法通过防腐涂料中的纳米颗粒和在浸涂步骤中超声波振动，使得工件缝隙处也能够被涂装到，实现充分、均匀涂装。经过本实施例防腐涂料涂装方法涂装的工件，其涂层具有耐高温和耐腐蚀的性能，可耐600℃的高温，而且在耐久试验中，例如经过90天耐久试验，涂层表面没有腐蚀现象。
一种防腐涂料在制备燃气热水器热交换器、锅炉热交换器中的应用，该防腐涂料包括如下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                4-10％
铝粉                                15-35％
石墨粉                              15-20％
纳米碳化硅粉                        10-25％
硅烷偶联剂                          0.1-0.5％
有机溶剂                    9.5-55.9％。
请参阅图2，显示涂装有上述防腐涂料的热交换器10，该热交换器10包括热交换管13和由该热交换管13外壁延伸出的多个热交换肋片12，所述热交换管13和/或热交换肋片12的外表面涂有上述本发明实施例的防腐涂料11。热交换管和热交换肋片可以为铜质、铝质或其他耐高温、导热性好、耐碱性的材质，热交换管和热交换肋片之间中空连接，热交换器工作时，待热交换的流体在热交换管和热交换肋片内流动，在热交换管和热交换肋片外面是高温燃气，通过热交换完成热传递过程。
本发明实施例中的热交换器是指使两种流体间进行热量交换而实现加热或冷却等目的的设备，可以是各种热交换器，但优选的是工作环境为400-800℃的热交换器，如燃气热水器热交换器，锅炉热交换器等。
在上述热交换器的热交换管和/或热交换肋片外表面涂有本发明实施例的防腐涂料，而且在上述热交换管和热交换肋片的缝隙处也被涂装到本发明实施例的防腐涂料，使得本发明实施例的热交换器具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，可以耐600℃的高温；在耐久试验中，例如经过90天的耐久试验，膜表面没有腐蚀现象，并且具有优异的导热性，导热效率在88％以上。
耐久试验
本实施例的耐久试验是燃气热水器测试平台上按照国家标准进行，寿命试验使用燃烧45分钟关闭15分钟循环运行方式，模拟燃气热水器的实际使用状况，试验时间为90天。本发明实施例中，锅炉热交换器的耐久试验，由于都是测试本发明涂料的效果，因此比照上述的试验方法进行。试验结果如下：
 试验结果实验对象   表面脱落现象   表面腐蚀现象
 实施例1的燃气热水器热交换器 无 无
 实施例2燃气热水器热交换器 无 无
 实施例3防腐涂料的锅炉热交换器 无 无
实施例1
防腐涂料
本发明实施例1的防腐涂料包括以下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                    8％
铝粉(800目)                             31.5％
纳米铝粉(100nm)                         3.5％
石墨粉(325目)                           15％
碳化硅粉(100nm)                         18％
三甲苯                                  23.5％
硅烷偶联剂                              0.5％
本发明实施例1的防腐涂料的粘度为din4#30S。
防腐涂料涂装方法
本发明实施例1的防腐涂料涂装方法如下：
将燃气热水器热交换器放在喷砂机内，用压缩空气将140目的沙粒喷射燃气热水器热交换器表面；再将燃气热水器热交换器放在温度为70℃，浓度为10g/L的氢氧化钠溶液中10分钟；将脱脂后的燃气热水器热交换器用蒸馏水冲刷2遍，再将燃气热水器热交换器放在烘箱中于90℃温度下烘烤30分钟；然后将燃气热水器热交换器浸没在上述本发明实施例1的防腐涂料中，浸涂时间为30秒，同时引入功率为每平方米的能量密度2KW的超声波振动，再将浸涂后的燃气热水器热交换器于250℃温度下烘烤2小时，得到涂有本发明实施例1的防腐涂料的燃气热水器热交换器。
实施例2
防腐涂料
本发明实施例2的防腐涂料包括以下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                    4％
铝粉(800目)                             12％
纳米铝粉(100nm)                         3％
石墨粉(325目)                           15％
碳化硅粉(80nm)                          10％
正丁醇                                  55.9％
硅烷偶联剂                              0.1％
防腐涂料涂装方法
本发明实施例2防腐涂料涂装方法如下：
将燃气热水器热交换器放在喷砂机内，用压缩空气将140目的沙粒喷射待涂装燃气热水器热交换器表面；将燃气热水器热交换器放在温度为100℃，浓度为15g/L的氢氧化钠溶液中10分钟；将脱脂后的燃气热水器热交换器用蒸馏水冲刷2遍，将燃气热水器热交换器放在烘箱中90℃温度下烘烤15分钟；将燃气热水器热交换器浸没在上述本发明实施例2的防腐涂料中，时间为40秒，同时引入功率为每平方米的能量密度1KW的超声波振动，将浸涂后的燃气热水器热交换器于300℃温度下烘烤1小时，得到涂有本发明实施例2防腐涂料的燃气热水器热交换器。
实施例3
本发明实施例3的防腐涂料包括以下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                    10％
铝粉(800目)                             17％
纳米铝粉(100nm)                         3％
石墨粉(325目)                           20％
碳化硅粉(100nm)                    25％
正丁醇                             24.7％
硅烷偶联剂                         0.3％
防腐涂料涂装方法
将锅炉热交换器放在温度为85℃，浓度为13g/L的氢氧化钠溶液中10分钟；将脱脂后的锅炉热交换器用蒸馏水冲刷2遍，再将锅炉热交换器放在烘箱中90℃温度下烘烤30分钟；然后将锅炉交换器浸没在上述本发明实施例3的防腐涂料中，时间为10秒，同时引入功率为每平方米的能量密度3KW的超声波振动，将浸涂后的锅炉热交换器于250℃温度下烘烤2小时，得到涂有本发明实施例3防腐涂料的锅炉热交换器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防腐涂料，其特征在于，所述防腐涂料包括如下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                4-10％
铝粉                                15-35％
石墨粉                              15-20％
纳米碳化硅粉                        10-25％
硅烷偶联剂                          0.1-0.5％
有机溶剂                            9.5-55.9％。
2.如权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于，所述铝粉的粒径大小在800目以上。
3.如权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于，所述铝粉包括重量百分比为10-20％的纳米铝粉。
4.如权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于，所述石墨粉是鳞片石墨粉，所述石墨粉的粒径大小在325-800目范围。
5.一种防腐涂料涂装方法，包括预处理、浸涂及固化步骤，具体为：
对待涂装工件进行预处理；
将防腐涂料浸涂于工件表面，所述浸涂步骤是在超声波振动下进行，所述超声波的功率在每平方米的能量密度1KW以上；
固化所浸涂的防腐涂料，在工件表面形成防腐涂料涂层，所述防腐涂料包括如下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                    4-10％
铝粉                                    15-35％
石墨粉                                  15-20％
纳米碳化硅粉                            10-25％
硅烷偶联剂                              0.1-0.5％
有机溶剂                    9.5-55.9％。
6.如权利要求5所述的防腐涂料涂装方法，其特征在于，所述浸涂步骤包括将待涂装工件浸没于所述防腐涂料中，浸涂时间为10-30秒。
7.如权利要求5所述的防腐涂料涂装方法，其特征在于，所述固化步骤为将浸涂后的工件于100-300℃的温度下烘烤1-3小时。
8.如权利要求5所述的防腐涂料涂装方法，其特征在于，所述铝粉包括重量百分比为10-20％的纳米铝粉。
9.一种防腐涂料在制备燃气热水器热交换器、锅炉热交换器中的应用，所述防腐涂料包括如下重量百分比的组分：
硅氧烷改性丙烯酸树脂                4-10％
铝粉                                15-35％
石墨粉                              15-20％
纳米碳化硅粉                        10-25％
硅烷偶联剂                          0.1-0.5％
有机溶剂                            9.5-55.9％。
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