CN102559042B - 一种纳米改性聚硅氧烷漆及其制备方法 - Google Patents

一种纳米改性聚硅氧烷漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海洋重腐蚀领域，具体为一种纳米改性聚硅氧烷漆及其制备方法，解决现有技术中存在的海洋钻采石油平台、船舶、港湾设施及桥梁等腐蚀严重问题。该漆为甲、乙两组分组成，将聚硅氧烷树脂、纳米浆、颜填料、助剂与溶剂等按比例配好，经分散、研磨制成甲组分；固化剂乙组分；再将甲组分与乙组分混合制备成纳米聚硅氧烷面漆。本发明纳米聚硅氧烷面漆与环氧类底漆或中间漆配套性好，耐强腐蚀性好，可广泛应用于海洋钻采石油平台、船舶、石化设备及滨海地区桥梁、管线等防腐保护。

Description

一种纳米改性聚硅氧烷漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及海洋重腐蚀领域，具体为一种纳米改性聚硅氧烷漆及其制备方法。
背景技术
海洋钻采石油平台、船舶、港湾设施及桥梁等腐蚀严重，一般采用氯化橡胶漆、丙烯酸漆、聚氨酯漆等作为它们的面漆进行防腐保护，但效果不理想，在2-5年内即发生腐蚀破坏。自20世纪90年代，环氧聚硅氧烷涂料的研究迅速发展，以其优异的防腐性、耐久性、高固体分、低VOC等优势成为取代聚氨酯面漆、氯化橡胶漆、丙烯酸面漆、氟碳漆的理想产品，在海洋等重腐蚀领域中得到广泛应用。
发明内容
本发明目的是为海上设施提供一种耐强腐蚀和抗老化的纳米改性聚硅氧烷漆及其制备方法，解决现有技术中存在的海洋钻采石油平台、船舶、港湾设施及桥梁等腐蚀严重问题。
本发明的技术方案：
一种纳米改性聚硅氧烷漆，该漆为甲、乙两组分组成，甲组分以聚硅氧烷树脂、纳米浆、颜填料、助剂与溶剂组成，乙组分为固化剂；按重量份数计，具体涂料配方如下：
(1)甲组分：
聚硅氧烷树脂：45-55份；
纳米浆：1.0-2.0份；其中，纳米浆为纳米二氧化硅、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯组成，纳米二氧化硅、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯的重量比为1∶(0.1-0.2)∶(2-3)；
二甲苯：5-8份；
丁酯：7-10份；
乙二醇乙醚醋酸酯：2.0-3.0份；
分散剂：0.3-0.8份；
消泡剂：0.2-0.6份；
流变助剂：1.0-3.0份；
金红石型钛白粉：15-25份；
325目云母粉：8-10份；
(2)乙组分：
固化剂：13-18份；
甲组分与乙组分的重量比为100∶13-18。
所述纳米改性聚硅氧烷漆的制备方法，具体步骤如下：
1)纳米浆的制备
按纳米二氧化硅、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯的重量比为1∶(0.1-0.2)∶(2-3)的配比混合后进行超声波分散20-40分钟；再在球磨机中研磨2-4小时制得纳米浆；
2)纳米改性聚硅氧烷漆的制备
按比例将聚硅氧烷树脂、纳米浆、二甲苯、丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯混合，搅拌均匀后，再加入以下物料：分散剂、消泡剂、流变助剂、金红石型钛白粉、325目云母粉，用高速搅拌分散机在800～1000rpm高速分散20～30分钟，然后在砂磨机中充分研磨1～3小时，细度达到30μm以下，制成甲组分；再加入乙组分固化剂，20-30℃下固化20-30小时制得纳米改性聚硅氧烷漆。
本发明的优点及有益效果如下：
1、本发明利用纳米材料表面改性技术等制备纳米二氧化硅浆，再将它们与聚硅氧烷树脂、颜填料、助剂等按比例配制成纳米改性聚硅氧烷漆，该面漆具有优异耐盐雾、耐湿热和抗强紫外线的优点。
2、本发明纳米聚硅氧烷面漆与环氧类底漆或中间漆配套性好，防腐性能优异，可广泛应用于海洋钻采石油平台、船舶、港湾石油和石化储罐设备及滨海地区桥梁、海底管线等防腐保护。
3、本发明可采用喷涂或刷涂，纳米改性聚硅氧烷漆作为面漆，形成的漆膜厚度在50～150μm，与其它防腐漆具有很好配套性，可长期抵制盐雾、湿热和强紫外线的腐蚀破坏。
具体实施方式
本发明纳米改性聚硅氧烷漆，该漆为甲、乙两组分组成，甲组分以聚硅氧烷树脂、纳米浆、颜填料、助剂与溶剂组成，乙组分为固化剂；按重量份数计，具体涂料配方如下：
1、甲组分：
聚硅氧烷树脂：45-55份；
纳米浆：1.0-2.0份；其中，纳米浆为纳米二氧化硅、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯组成，纳米二氧化硅、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯的重量比为1∶(0.1-0.2)∶(2-3)；
二甲苯：5-8份；
丁酯：7-10份；
乙二醇乙醚醋酸酯：2.0-3.0份；
分散剂：0.3-0.8份；
消泡剂：0.2-0.6份；
流变助剂：1.0-3.0份；
金红石型钛白粉：15-25份；
325目云母粉：8-10份；
2、乙组分：
固化剂：13-18份；
甲组分与乙组分的重量比为100∶13-18。
本发明中，聚硅氧烷树脂为德国德固萨公司生产的Silikopon EF聚硅氧烷树脂或W1500聚硅氧烷树脂；
本发明中，纳米二氧化硅(粒度为20±5nm)选自舟山纳米材料公司；
本发明中，聚合物分散剂为聚羧酸盐聚合物分散剂或聚氨酯嵌段聚合物分散剂，如：英国ICI公司的Solsperse-2000或Solsperse-4000，德国毕克化学公司的Disperbyk180等；
本发明中，分散剂为德国毕克化学有限公司生产的BYK-104S分散剂或904S分散剂；
本发明中，消泡剂为德国毕克化学有限公司生产的BYK-A 530消泡剂或5300消泡剂；
本发明中，流变助剂为美国海名斯公司生产的Bentone27、201P或202P助剂；
本发明中，固化剂为德国德固萨公司生产的Dynasylan AMEO固化剂或W1500固化剂。
上述纳米改性聚硅氧烷漆的制备方法，具体步骤如下：
1)纳米浆的制备
按纳米二氧化硅、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯的重量比为1∶(0.1-0.2)∶(2-3)的配比混合后进行超声波分散20-40分钟；再在球磨机中研磨2-4小时制得纳米浆；
2)纳米改性聚硅氧烷漆的制备
按比例将聚硅氧烷树脂、纳米浆、二甲苯、丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯混合，搅拌均匀后，再加入以下物料：分散剂、消泡剂、流变助剂、金红石型钛白粉、325目云母粉，用高速搅拌分散机在800～1000rpm高速分散20～30分钟，然后在砂磨机中充分研磨1～3小时，细度达到30μm以下，制成甲组分；再加入乙组分固化剂，20-30℃下固化20-30小时制得纳米改性聚硅氧烷漆。
实施例1
1、纳米浆的制备
按纳米二氧化硅、Solsperse-4000聚羧酸盐聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯按重量比1∶0.1∶2的配比混合后进行超声波分散30分钟；再在球磨机中研磨2小时制得纳米浆；
2、纳米改性聚硅氧烷漆制备
本发明纳米聚硅氧烷漆为甲、乙两组分组成，按重量份数计，具体配方如下：
(1)甲组分：
聚硅氧烷树脂：45份；
纳米浆：1份；
二甲苯：6份；
丁酯：10份；
乙二醇乙醚醋酸酯：2.0份；
BYK-104S分散剂：0.4份；
BYK-A 530消泡剂：0.3份；
Bentone27流变助剂：1.3份；
金红石型钛白粉：24份；
325目云母粉：10份；
(2)乙组分：
Dynasylan AMEO固化剂：13.5份；
甲组分与乙组分的重量比为100∶13.5；
按比例将聚硅氧烷树脂、纳米浆、二甲苯、丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯混合，搅拌均匀后，再加入以下物料：分散剂、消泡剂、流变助剂、金红石型钛白粉、325目云母粉，用高速搅拌分散机在900rpm高速分散25分钟，然后在砂磨机中充分研磨2小时，细度达到30μm，制成甲组分；再加入乙组分固化剂，25℃下固化24小时制得纳米改性聚硅氧烷漆。
本实施例可采用喷涂或刷涂施工，与金属基材表面具有很强的结合力，与中间漆配套使用，具有很好的耐腐蚀性，本实施例的实验数据如下：耐盐雾和耐湿热可达到4000小时，耐加速循环试验(人工加速老化和冷凝试验：72h，盐雾测试：72h，-20±2低温试验：24h)可达到4000h。
实施例2
1、纳米浆的制备
按纳米二氧化硅、Solsperse-2000聚羧酸盐聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯的重量比为1∶0.15∶2.5的配比混合后进行超声波分散30分钟；再在球磨机中研磨3小时制得纳米浆；
2、纳米聚硅氧烷漆制备
(1)甲组分：
聚硅氧烷树脂：50份；
纳米浆：1.5份；
二甲苯：7.5份；
丁酯：10份；
乙二醇乙醚醋酸酯：3.0份；
904S分散剂：0.6份；
BYK-A 530消泡剂：0.4份；
201P流变助剂：2.0份；
金红石型钛白粉：16份；
325目云母粉：9份；
(2)乙组分：
W1500固化剂：15份；
甲组分与乙组分的重量比为100∶15；
按比例将聚硅氧烷树脂、纳米浆、二甲苯、丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯混合，搅拌均匀后，再加入以下物料：分散剂、消泡剂、流变助剂、金红石型钛白粉、325目云母粉，用高速搅拌分散机在800rpm高速分散30分钟，然后在砂磨机中充分研磨3小时，细度达到25μm，制成甲组分；再加入乙组分固化剂，25℃下固化24小时制得纳米改性聚硅氧烷漆，本实施例可采用喷涂或刷涂施工。
本实施例可采用喷涂或刷涂施工，与金属基材表面具有很强的结合力，与中间漆配套使用，具有很好的耐腐蚀性，本实施例的实验数据如下：耐盐雾和耐湿热可达到4000小时，耐加速循环试验(人工加速老化和冷凝试验：72h，盐雾测试：72h，-20±2低温试验：24h)可达到4200h。
实施例3
1、纳米浆的制备
按纳米二氧化硅、Solsperse-2000聚羧酸盐聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯按重量比1∶0.2∶3的配比混合后进行超声波分散30分钟；再在球磨机中研磨2小时制得纳米浆；
2、纳米聚硅氧烷漆制备
(1)甲组分：
聚硅氧烷树脂：53份；
纳米浆：2.0份；其中纳米二氧化硅、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯的重量比为1∶0.2∶3；
二甲苯：7份；
丁酯：7份；
乙二醇乙醚醋酸酯：3.0份；
904S分散剂：0.4份；
BYK-A 530消泡剂：0.6份；
201P流变助剂：1.5份；
金红石型钛白粉：17份；
325目云母粉：8.5份；
(2)乙组分：
Dynasylan AMEO固化剂：16份；
甲组分与乙组分的重量比为100∶16；
按比例将聚硅氧烷树脂、纳米浆、二甲苯、丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯混合，搅拌均匀后，再加入以下物料：分散剂、消泡剂、流变助剂、金红石型钛白粉、325目云母粉，用高速搅拌分散机在1000rpm高速分散20分钟，然后在砂磨机中充分研磨2小时，细度达到25μm，制成甲组分；再加入乙组分固化剂，25℃下固化24小时制得纳米改性聚硅氧烷漆，本实施例可采用喷涂或刷涂施工。
本实施例可采用喷涂或刷涂施工，与金属基材表面具有很强的结合力，与中间漆配套使用，具有很好的耐腐蚀性，本实施例的实验数据如下：耐盐雾和耐湿热可达到4000小时，耐加速循环试验(人工加速老化和冷凝试验：72h，盐雾测试：72h，-20±2低温试验：24h)可达到4500h。

Claims (2)

1.一种纳米改性聚硅氧烷漆，其特征在于：该漆为甲、乙两组分组成，甲组分以聚硅氧烷树脂、纳米浆、颜填料、助剂与溶剂组成，乙组分为固化剂；按重量份数计，具体涂料配方如下：
（1）甲组分：
聚硅氧烷树脂：45-55份；
纳米浆：1.0-2.0份；其中，纳米浆是将纳米二氧化硅、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯按重量比为1:(0.1-0.2):（2-3）的配比混合后进行超声波分散20-40分钟；再在球磨机中研磨2-4小时制得；
二甲苯：5-8份；
丁酯：7-10份；
乙二醇乙醚醋酸酯：2.0-3.0份；
分散剂：0.3-0.8份；
消泡剂：0.2-0.6份；
流变助剂：1.0-3.0份；
金红石型钛白粉：15-25份；
325目云母粉：8-10份；
（2）乙组分：
固化剂：13-18份；
甲组分与乙组分的重量比为100:13-18。
2.一种权利要求1所述纳米改性聚硅氧烷漆的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）纳米浆的制备
按纳米二氧化硅、聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯的重量比为1:(0.1-0.2):（2-3）的配比混合后进行超声波分散20-40分钟；再在球磨机中研磨2-4小时制得纳米浆；
2）纳米改性聚硅氧烷漆的制备
按比例将聚硅氧烷树脂、纳米浆、二甲苯、丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯混合，搅拌均匀后，再加入以下物料：分散剂、消泡剂、流变助剂、金红石型钛白粉、325目云母粉，用高速搅拌分散机在800～1000rpm高速分散20～30分钟，然后在砂磨机中充分研磨1～3小时，细度达到30μm以下，制成甲组分；再加入乙组分固化剂，20-30℃下固化20-30小时制得纳米改性聚硅氧烷漆。
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