CN102863883A - 一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型钢铁表面防腐涂料的制备方法，所述涂料的各成份组成按重量份数计算包括：成膜物质30-80份，聚苯胺改性云母氧化铁15-40份，颜料1-5份，填料1-8份，助剂0.5-5份，溶剂1-50份，所得到的钢铁表面防腐蚀涂料能够同钢铁表面形成钝化层及缓蚀层。

Description

一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术，特别是指一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法。

背景技术

金属腐蚀遍及国民经济和国防建设各个领域，危害十分严重。首先，腐蚀会造成重大的直接或间接的经济损失。据工业发达的国家的统计，因腐蚀造成的经济损失约占当年国民经济生产总值的1.5％-4.2％。其次，金属腐蚀，特别是应力腐蚀和腐蚀疲劳，往往会造成灾难性重大事故，危及人身安全。再者，腐蚀不但损耗大量金属，而且浪费了大量能源，每年因腐蚀要损耗10％-20％的金属。另外，石油、化工、农药等工业生产中，因腐蚀造成的设备跑、冒、滴、漏，不但造成经济损失，还可能使有毒物质泄漏，造成环境污染，危及人民健康。同时，腐蚀还可能成为生产发展和科技进步的障碍。

云母氧化铁是一种耐化学介质优良的物理性防锈颜料，在防锈涂料中，具有很好的耐水与气渗透作用，对紫外线有一定的反射能力。由云母氧化铁制成的防锈涂料广泛应用于桥梁、电力杆塔、储油罐、槽车及工程机械等领域的防腐蚀保护。

现云母氧化铁存在的问题是，由于云母氧化铁是物理性防锈颜料，对钢铁无钝化作用，防腐蚀性能不理想，必须同含铬或铅的颜料配合才能达到好的防腐蚀效果，而含铬或铅的材质对环境有严重的污染作用。

发明内容

本发明的目的是通过对云母氧化铁通过改性处理，使涂料具有环境友好的特点，并提高了云母氧化铁的防腐蚀性能，也不再需要含铬或铅的颜料进行配合。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法，所述涂料的各成份组成按重量份数计算包括：成膜物质30-80份，聚苯胺改性云母氧化铁15-40份，颜料1-5份，填料1-8份，助剂0.5-5份，溶剂1-50份。

所述的成膜物质为醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、氟碳树脂、过氯乙烯或氯化聚乙烯；醇酸树脂为短油度亚麻油甘油醇酸树脂、短油度亚麻油甘油醇酯树脂、中油度红花油醇酸树脂、长油度季戊四醇亚麻油醇酸树脂；酚醛树脂包括松香改性的酚醛树脂、烷基酚制造的纯酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂；环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其中环氧树脂固化剂为胺类固化剂，包括有脂肪族胺、乙二胺、芳香胺或脂环族胺。

所述溶剂包括有甲苯、二甲苯、丁醇、丁酮或环己酮。

所述助剂包括有防流挂剂，分散剂，流平剂和消泡剂。

撰述聚苯胺改性云母氧化铁的结构为片状结构，组成为表面包覆层为聚苯胺和植酸，内部是云母氧化铁，包覆层中聚苯胺按重量百分比为75-95％，植酸按重量百分比为0.3-25％，所述云母氧化铁的粒径为1200-1500目。

所述防流挂剂为膨润土、蒙脱土、高岭土或气相二氧化硅中的一种或多种组合。

一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法，包括以下步骤：

A、首先制备改性聚苯胺改性的云母氧化铁，其步骤包括：

1)、配制磷酸和植酸混合水溶液，其中磷酸1-2.5摩尔/升，植酸0.08-0.35摩尔/升；

2)、将苯胺加入到1)的混合溶液中，混合后的苯胺浓度为0.08-0.8摩尔/升，继续搅拌0.5-2小时，取500ml混合液中加入50-200g的1200-1500目的云母氧化铁，并搅拌5-30分钟，预冷到0-10℃；

3)、配制氧化剂的水溶液，溶液中氧化剂的浓度为0.2-1.5摩尔/升，将氧化剂的水溶液预冷到0-10℃，其中氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾或过氧化苯甲酰中的一种或多种组合；

4)、将3)中500ml溶液在10-30分钟缓慢加入2)中，在0-10℃反应2-5小时，分离后用蒸馏水洗涤，并在80-100℃干燥1-5小时，研磨，筛分得到200-500目导电聚苯胺改性的云母氧化铁。

B、将助剂，颜料，填料加入到成膜物质和溶剂中搅拌均匀10-60分钟，然后研磨细度小于50微米后出料；

C、在高速搅拌下将由A得到的聚苯胺改性的云母氧化铁加入到B的混合物中，进行高速分散20-60分钟，得到改性聚苯胺改性的云母氧化铁涂料；

D、根据成膜物质的不同选择相应的固化剂。

本发明的有益效果是：

1，采用本发明的技术方案，所得到的钢铁表面防腐蚀涂料能够同钢铁表面形成钝化层及缓蚀层。

2，提高了常规云母氧化铁的耐蚀性和防渗透性。

3，可以取代常规云母氧化铁涂料中的含铬和铅的颜料，所述的涂料属于环境友好型。

具体实施方式

以下通过具体实施例来详细描述本发明的技术方案。

按以下方法制备改性聚苯胺改性的云母氧化铁涂料，包括以下步骤：

A、首先制备改性聚苯胺改性的云母氧化铁，其步骤包括：

1)、配制磷酸和植酸混合水溶液，其中磷酸1-2.5摩尔/升，植酸0.08-0.35摩尔/升；

2)、将苯胺加入到1)的混合溶液中，混合后的苯胺浓度为0.08-0.8摩尔/升，继续搅拌0.5-2小时，取500ml混合液中加入50-200g的1200-1500目的云母氧化铁，并搅拌5-30分钟，预冷到0-10℃；

3)、配制氧化剂的水溶液，溶液中氧化剂的浓度为0.2-1.5摩尔/升，将氧化剂的水溶液预冷到0-10℃，其中氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾或过氧化苯甲酰中的一种或多种组合；

4)、将3)中500ml溶液在10-30分钟缓慢加入2)中，在0-10℃反应2-5小时，分离后用蒸馏水洗涤，并在80-100℃干燥1-5小时，研磨，筛分得到200-500目导电聚苯胺改性的云母氧化铁。

B、将助剂，颜料，填料加入到成膜物质和溶剂中搅拌均匀10-60分钟，然后研磨细度小于50微米后出料；

C、在高速搅拌下将由A得到的聚苯胺改性的云母氧化铁加入到B的混合物中，进行高速分散20-60分钟，得到改性聚苯胺改性的云母氧化铁涂料；

D、根据成膜物质的不同选择相应的固化剂。

有些成膜物质不使用固化剂也可以成膜。

在常温条件下固化7-15天后形成改性聚苯胺改性的云母氧化铁涂料防腐蚀涂层。

一种环保型钢铁表面防腐涂料，所述涂料的各成份组成按重量份数计算包括：成膜物质30-80份，聚苯胺改性云母氧化铁15-40份，颜料1-5份，填料1-8份，助剂0.5-5份，溶剂1-50份。

所述的成膜物质为醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、氟碳树脂、过氯乙烯或氯化聚乙烯。

醇酸树脂为短油度亚麻油甘油醇酸树脂、短油度亚麻油甘油醇酯树脂、中油度红花油醇酸树脂、长油度季戊四醇亚麻油醇酸树脂。

酚醛树脂包括松香改性的酚醛树脂、烷基酚制造的纯酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂。

环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其中环氧树脂固化剂为胺类固化剂，包括有脂肪族胺、乙二胺、芳香胺或脂环族胺。

所述溶剂包括有甲苯、二甲苯、丁醇、丁酮或环己酮。

所述助剂包括有防流挂剂，分散剂，流平剂和消泡剂。

撰述聚苯胺改性云母氧化铁的结构为片状结构，组成为表面包覆层为聚苯胺和植酸，内部是云母氧化铁，包覆层中聚苯胺按重量百分比为75-95％，植酸按重量百分比为0.3-25％，所述云母氧化铁的粒径为1200-1500目。

所述防流挂剂为膨润土、蒙脱土、高岭土或气相二氧化硅中的一种或多种组合。

在本申请中使用的分散剂，流平剂和消泡剂及颜料和填料均为现有技术，不再进行过多的说明。

实施例1

按以下方式生产改性聚苯胺改性的云母氧化铁，其步骤包括：

1)、配制磷酸和植酸混合水溶液，其中磷酸1.5摩尔/升，植酸0.30摩尔/升；

2)、将苯胺加入到1)的混合溶液中，混合后的苯胺浓度为0.5摩尔/升，继续搅拌0.5小时，取500ml混合液中加入80g的1250目的云母氧化铁，并搅拌10分钟，预冷到8℃；

3)、配制氧化剂的水溶液，溶液中氧化剂的浓度为1.5摩尔/升，将氧化剂的水溶液预冷到8℃，其中氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾或过氧化苯甲酰中的一种或多种组合，在本实施例中选用的是过氧化苯甲酰；

4)、将3)中500ml溶液在10-30分钟缓慢加入2)中，在8℃反应3小时，采用离心分离后用蒸馏水洗涤，并在90℃干燥2小时，研磨，筛分得到350目导电聚苯胺改性的云母氧化铁，在所述包覆层中聚苯胺占重量百分比80％，植酸占重量百分比20％。

将分散剂0.5份，流平剂1份，消泡剂1份，防流挂剂0.5份，颜料2份，填料2份，350目导电聚苯胺改性的云母氧化铁25份加入到环氧树脂40份和溶剂20份中，搅拌20分钟，研磨成粒径小于40微米制成改性聚苯胺改性的云母氧化铁防腐涂料。

实施例2

将分散剂0.5份，流平剂1份，消泡剂1份，防流挂剂0.5份，颜料2份，填料2份，350目导电聚苯胺改性的云母氧化铁25份加入到醇酸树脂75份和溶剂20份中，搅拌20分钟，研磨成粒径小于40微米制成改性聚苯胺改性的云母氧化铁防腐涂料。

实施例3

将分散剂0.5份，流平剂1份，消泡剂1份，防流挂剂0.5份，颜料2份，填料2份，350目导电聚苯胺改性的云母氧化铁25份加入到聚氨酯树脂60份和溶剂20份中，搅拌20分钟，研磨成粒径小于40微米制成改性聚苯胺改性的云母氧化铁防腐涂料。

实施例4

按以下方式生产改性聚苯胺改性的云母氧化铁，其步骤包括：

1)、配制磷酸和植酸混合水溶液，其中磷酸1.0摩尔/升，植酸0.15摩尔/升；

2)、将苯胺加入到1)的混合溶液中，混合后的苯胺浓度为0.15摩尔/升，继续搅拌1.5小时，取500ml混合液中加入50g的1250目的云母氧化铁，并搅拌20分钟，预冷到2℃；

3)、配制氧化剂的水溶液，溶液中氧化剂的浓度为0.5摩尔/升，将氧化剂的水溶液预冷到2℃，其中氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾或过氧化苯甲酰中的一种或多种组合，在本实施例中选用的是过硫酸铵；

4)、将3)中500ml溶液在10-30分钟缓慢加入2)中，在2℃反应2小时，采用离心分离后用蒸馏水洗涤，并在80℃干燥5小时，研磨，筛分得到350目导电聚苯胺改性的云母氧化铁，在所述包覆层中聚苯胺占重量百分比86％，植酸占重量百分比14％。

将分散剂1份，流平剂0.8份，消泡剂0.5份，防流挂剂0.6份，颜料2份，填料2份，350目导电聚苯胺改性的云母氧化铁25份加入到氟碳树脂55份和溶剂20份中，搅拌20分钟，研磨成粒径小于40微米制成改性聚苯胺改性的云母氧化铁防腐涂料。

实施例5

将分散剂1份，流平剂0.8份，消泡剂0.5份，防流挂剂1份，颜料5份，填料2份，350目导电聚苯胺改性的云母氧化铁25份加入羟基丙烯酸树脂40份和溶剂20份中，搅拌20分钟，研磨成粒径小于40微米制成改性聚苯胺改性的云母氧化铁防腐涂料。

Claims (7)

1.一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法，其特征在于：所述涂料的各成份组成按重量份数计算包括：成膜物质30-80份，聚苯胺改性云母氧化铁15-40份，颜料1-5份，填料1-8份，助剂0.5-5份，溶剂1-50份。

2.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法，其特征在于：所述的成膜物质为醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、氟碳树脂、过氯乙烯或氯化聚乙烯；醇酸树脂为短油度亚麻油甘油醇酸树脂、短油度亚麻油甘油醇酯树脂、中油度红花油醇酸树脂、长油度季戊四醇亚麻油醇酸树脂；酚醛树脂包括松香改性的酚醛树脂、烷基酚制造的纯酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂；环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其中环氧树脂固化剂为胺类固化剂，包括有脂肪族胺、乙二胺、芳香胺或脂环族胺。

3.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法，其特征在于：所述溶剂包括有甲苯、二甲苯、丁醇、丁酮或环己酮。

4.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法，其特征在于：所述助剂包括有防流挂剂，分散剂，流平剂和消泡剂。

5.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法，其特征在于：撰述聚苯胺改性云母氧化铁的结构为片状结构，组成为表面包覆层为聚苯胺和植酸，内部是云母氧化铁，包覆层中聚苯胺按重量百分比为75-95％，植酸按重量百分比为0.3-25％，所述云母氧化铁的粒径为1200-1500目。

6.根据权利要求4所述的一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法，其特征在于：所述防流挂剂为膨润土、蒙脱土、高岭土或气相二氧化硅中的一种或多种组合。

7.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁表面防腐涂料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、首先制备改性聚苯胺改性的云母氧化铁，其步骤包括：

1)、配制磷酸和植酸混合水溶液，其中磷酸1-2.5摩尔/升，植酸0.08-0.35摩尔/升；

2)、将苯胺加入到1)的混合溶液中，混合后的苯胺浓度为0.08-0.8摩尔/升，继续搅拌0.5-2小时，取500ml混合液中加入50-200g的1200-1500目的云母氧化铁，并搅拌5-30分钟，预冷到0-10℃；

3)、配制氧化剂的水溶液，溶液中氧化剂的浓度为0.2-1.5摩尔/升，将氧化剂的水溶液预冷到0-10℃，其中氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾或过氧化苯甲酰中的一种或多种组合；

4)、将3)中500ml溶液在10-30分钟缓慢加入2)中，在0-10℃反应2-5小时，分离后用蒸馏水洗涤，并在80-100℃干燥1-5小时，研磨，筛分得到200-500目导电聚苯胺改性的云母氧化铁。

B、将助剂，颜料，填料加入到成膜物质和溶剂中搅拌均匀10-60分钟，然后研磨细度小于50微米后出料；

C、在高速搅拌下将由A得到的聚苯胺改性的云母氧化铁加入到B的混合物中，进行高速分散20-60分钟，得到改性聚苯胺改性的云母氧化铁涂料；

D、根据成膜物质的不同选择相应的固化剂。