CN103509429B - 一种具有强抗氧化、防酸碱腐蚀性能的防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有强抗氧化、防酸碱腐蚀性能的防腐涂料及其制备方法，（1）按比例将复合树脂和有机溶剂加入高速分散釜中，150-300℃加热，300-600r/min搅拌5-10小时直至分散均匀，得树脂混合液；按比例将填料经球磨机300-600r/min充分研磨3-8小时制成粉体填料；（2）将所述树脂混合液、粉体填料、缓蚀剂、耐臭氧腐蚀添加剂及分散液混合，200-500r/min搅拌3-5小时直至混合均匀，即得所述防腐涂料；以质量百分比计，原料的配比如下：复合树脂30%-60%、耐臭氧氧化添加剂10%-30%、缓蚀剂0.5%-10%、填料20%-40%、分散液1%-10%、有机溶剂5%-20%。本发明的涂料具有强抗臭氧氧化功能、耐酸碱腐蚀，有效地解决目前环保装置中常用材料及其他涂料抗臭氧腐蚀性差、生产工艺复杂的问题。

Description

一种具有强抗氧化、防酸碱腐蚀性能的防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及环保装置表面防腐技术领域，具体涉及一种具有强抗臭氧氧化功能、耐酸碱腐蚀的防腐涂料及其制备方法。

背景技术

随着我国环保要求的不断提高，烟气排放标准日益严格，烟气脱硝、脱汞已成为目前烟气净化方面的热点。而目前现有的烟气脱硝技术皆有一定的局限性，对锅炉结构及烟气温度均有较高要求，而现有大量的中型锅炉难以满足相应的工程技术要求，因此对于中小型锅炉脱硝只能采取烟气尾端处理的方式。

气相氧化结合湿法吸收烟气处理是一种新型的烟气尾端处理技术，它利用臭氧等气相氧化剂将烟气中溶解度较小的NO氧化成高价态氮氧化物，再以碱性吸收液进行脱除。同时臭氧可将烟气中的气态单质汞充分氧化成气态氧化汞，再进一步湿法吸收，非常适用于中小型锅炉烟气的尾端处理在我国，目前许多火电厂装有湿法脱硫系统，即湿法吸收系统。气相氧化湿法吸收脱硝脱汞技术可以充分利用原有的脱硫系统，节约建造成本，符合国家现阶段大气污染控制方面多种污染物协同控制的趋势。

气相氧化结合湿法吸收烟气脱硫脱硝脱汞装置的设备在运行过程中处在强氧化、强酸、湿热的腐蚀环境中，装置内烟气成分包括强氧化性气体臭氧、强酸性气体SO₂、SO₃、NO_x、以及少量的HCl、HF等，，极易对装置设备造成腐蚀。

为了节省成本，玻璃鳞片涂覆碳钢作为一种性能优秀的不锈钢替代材料广泛应用于传统的排烟脱硫装置和吸收塔烟道中，具有一定的耐酸性和抗渗透性，但是其抗臭氧腐蚀能力较差，在臭氧环境中易被氧化发黄、变脆甚至开裂，而内层碳钢极易被臭氧及酸性气体腐蚀，影响生产正常安全运行，造成极大损失。

专利公开号为CN102313570A的中国发明专利文献公开了一种具有耐臭氧腐蚀的防护功能的电力仪表及其加工工艺。但该工艺操作复杂，加工工艺适用于精细电力仪表，不适用于大型工程操作，同时也无法抗酸碱腐蚀。

专利公开号为CN101353491的中国发明专利文献公开了了一种防腐蚀烟气脱硫、脱硝、除尘涂料及其生产方法。该涂料适用于酸性环境下的防腐。抗腐蚀效果与玻璃鳞片防腐涂料近似，对于臭氧等强氧化性气体环境下的抗氧化性较差效果不佳，且制作工艺较为复杂繁琐。

发明内容

本发明提供了一种具有强抗氧化、防酸碱腐蚀性能的防腐涂料及其制备方法，涂料具有强抗臭氧氧化功能、耐酸碱腐蚀，有效地解决目前环保装置中常用材料及其他涂料抗臭氧腐蚀性差、生产工艺复杂的问题。

一种具有强抗氧化、防酸碱腐蚀性能的防腐涂料，以质量百分比计，由如下原料制成：

优选地，以质量百分比计，由如下原料制成：

在上述优选配比下，并结合以下各种原料的优选组合，制备得到的防腐涂料对环保装置的防腐保护性能更好，在保证其防酸碱腐蚀的前提下进一步提高环保设备的防臭氧氧化性能。

作为优选，所述复合树脂为酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯、聚酰亚胺和丙烯酸类树脂中的一种或几种的混合物。

作为优选，所述耐臭氧氧化添加剂为有机羟基硅酮、有机甲基硅酮、甲基硅烷、二丁基二月桂酸锡和氨基硅烷中的一种或几种的混合物。

作为优选，所述缓蚀剂为聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、苯并三唑、苯并咪唑和二氢咪唑中的一种或几种的混合物。

作为优选，所述填料为玻璃鳞片、不锈钢鳞片、石墨鳞片、云母鳞片、二氧化钛、钛白粉和石英粉中的一种或几种的混合物。

作为优选，所述硅烷型偶联剂和/或钛酸酯偶联剂为硅烷型偶联剂KH560、KH570、KH792、DL602、DL171，钛酸酯偶联剂KR-9S、KR-12中的至少一种。

作为优选，所述有机溶剂为苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚和三乙醇胺中的一种或几种的混合物。

本发明采用复合热固性树脂，热固性树脂在固化后，由于分子间交联，形成网状结构，因此刚性大、硬度高、耐高温、不易燃且不易变形。

本发明添加的抗臭氧氧化添加剂为有机羟基硅酮、有机甲基硅酮、甲基硅烷、二丁基二月桂酸锡、氨基硅烷。性质稳定，疏水性强、防电晕、耐温范围广、耐老化性能优异、不黄变、不渗油、具有较好的粘接强度和密封性能且使用寿命长。作为添加剂抗臭氧氧化效果明显。

本发明添加的缓蚀剂可减缓酸对金属基体的腐蚀，可抑制钢铁在酸性氛围中吸氢的能力，避免钢铁发生“氢脆”，使金属不产生孔蚀。

加入偶联剂，可明显增加填料与树脂间的粘结力，降低吸水性。且使得填料在树脂中具有良好的漂浮性，有利于鳞片与基体之间的平行排列，从而提高涂层的抗渗性。提高树脂和各种填料、添加剂的结合。

加入有机溶剂，进一步促进各种填料及添加剂在复合树脂中的溶解和分散。

本发明还提供了一种具有强抗氧化、防酸碱腐蚀性能的防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例将复合树脂和有机溶剂加入高速分散釜中，150-300℃加热，300-600r/min搅拌5-10小时直至分散均匀，得树脂混合液；按比例将填料经球磨机300-600r/min充分研磨3-8小时制成粉体填料；

(2)将所述树脂混合液、粉体填料、缓蚀剂、耐臭氧腐蚀添加剂及硅烷型偶联剂和/或钛酸酯偶联剂混合，200-500r/min搅拌3-5小时直至混合均匀，即得所述防腐涂料；

以质量百分比计，原料的配比如下：

优选地，以质量百分比计，原料的配比如下：

本发明配方结合本发明的制备方法制备得到的防腐涂料具有很好的防腐性能，在保证防酸碱腐蚀的前提下进一步具有更好的抗臭氧氧化性能。

与现有的防腐涂料相比，本发明的防腐涂料具有如下有益效果：

本发明防腐涂料具有抗强氧化性、耐腐蚀、耐湿热、抗渗性强、附着粘结力强、工艺简单、方便施工操作和较强的可修复性等。

具体实施方式

以下实施例中所用原料均为市售商品，以下实施例中的百分比如未做特殊说明均为质量百分比。

实施例1

按比例称量15％酚醛树脂、30％环氧树脂及5％苯乙烯、5％三氯乙烯，加入高速分散釜中，200℃加热，500r/min搅拌5小时直至分散均匀。

称取10％云母鳞片、15％玻璃鳞片填料经球磨机450r/min充分研磨5小时制成粉体填料。

将制备好的复合树脂、粉体填料、1％聚环氧琥珀酸、1％苯并咪唑、10％甲基硅烷、5％二丁基二月硅酸锡、1％KH570，2％KH570混合，300r/min搅拌4小时直至混合均匀。

实施例2

按比例称量10％脲醛树脂、15％不饱和聚酯树脂、20％环氧树脂及6％三氯乙烯、4％乙烯乙二醇醚，加入高速分散釜中，180℃加热，450r/min搅拌5小时直至分散均匀。

称取10％石墨鳞片、10％玻璃鳞片、5％钛白粉填料经球磨机350r/min充分研磨5.5小时充分研磨制成粉体填料。

将制备好的复合树脂、粉体填料、0.5％聚天冬氨酸、1.5％聚环氧琥珀酸、5％有机羟基硅酮、10％有机甲基硅酮、1％KH570，2％KH792按比例混合，350r/min搅拌3小时直至混合均匀。

实施例3

按比例称量20％脲醛树脂、25％聚氨酯及5％乙烯乙二醇醚、5％三乙醇胺加入高速分散釜中，220℃加热，450r/min搅拌5小时直至分散均匀。

称取10％钛白粉、15％玻璃鳞片填料经球磨机500r/min充分研磨4小时充分研磨制成粉体填料。

将树脂、粉体填料、0.5％苯并咪唑、1.5％二氢咪唑、5％有机羟基硅酮、5％甲基硅烷、5％二丁基二月桂酸锡、1％KH560，2％DL602按比例混合，400r/min搅拌4小时直至混合均匀。

实施例4

按比例称量15％酚醛树脂、30％环氧树脂及5％苯乙烯、5％三氯乙烯，加入高速分散釜中，250℃加热，400r/min搅拌4.5小时直至分散均匀。

称取10％云母鳞片、15％玻璃鳞片填料经球磨机500r/min充分研磨4小时充分研磨制成粉体填料。

将制备好的树脂、粉体填料、1％二氢咪唑、1％苯并咪唑、5％有机羟基硅酮、10％有机甲基硅酮、1％KR-9S，2％KR-12按比例混合，500r/min搅拌3.5小时直至混合均匀。

实施例5

按比例称量10％脲醛树脂、15％丙烯酸类树脂、20％环氧树脂及6％三氯乙烯、4％乙烯乙二醇醚，300℃加热，500r/min搅拌4小时直至分散均匀。

称取10％石墨鳞片、10％玻璃鳞片、5％石英粉填料经球磨机450r/min充分研磨3.5小时充分研磨制成粉体填料。

将制备好的树脂、粉体填料、0.5％聚天冬氨酸、1.5％聚环氧琥珀酸、5％有机羟基硅酮、10％有机甲基硅酮、1％KH560，2％KH792按比例混合，500r/min搅拌4小时直至混合均匀。

实施例6

按比例称量15％酚醛树脂树脂、10％丙脲醛树脂、20％环氧树脂及6％三氯乙烯、4％乙烯乙二醇醚，300℃加热，500r/min搅拌4小时直至分散均匀。

称取10％石墨鳞片、10％玻璃鳞片、5％石英粉填料经球磨机500r/min充分研磨4小时充分研磨制成粉体填料。

将制备好的树脂、粉体填料、0.5％聚天冬氨酸、1.5％聚环氧琥珀酸、5％有机羟基硅酮、10％有机甲基硅酮、1％KH560，2％KH792按比例混合，500r/min搅拌4小时直至混合均匀。

实施例7

按比例称量10％酚醛树脂树脂、10％丙脲醛树脂、10％环氧树脂及3％三氯乙烯、2％乙烯乙二醇醚，300℃加热，500r/min搅拌4小时直至分散均匀。

称取10％石墨鳞片、5％玻璃鳞片、5％石英粉填料经球磨机500r/min充分研磨4小时充分研磨制成粉体填料。

将制备好的树脂、粉体填料、5％聚天冬氨酸、5％聚环氧琥珀酸、15％有机羟基硅酮、10％有机甲基硅酮、4％KH560，6％KH792按比例混合，500r/min搅拌4小时直至混合均匀。

实施例8

按比例称量15％脲醛树脂、20％丙烯酸类树脂、20％环氧树脂及10％三氯乙烯、5％乙烯乙二醇醚，300℃加热，500r/min搅拌4小时直至分散均匀。

称取5％石墨鳞片、10％玻璃鳞片、5％石英粉填料经球磨机450r/min充分研磨3.5小时充分研磨制成粉体填料。

将制备好的树脂、粉体填料、0.2％聚天冬氨酸、0.3％聚环氧琥珀酸、3.5％有机羟基硅酮、5％有机甲基硅酮、0.5％KH560，0.5％KH792按比例混合，500r/min搅拌4小时直至混合均匀。

实施例9

按比例称量10％酚醛树脂、20％环氧树脂及5％苯乙烯、10％三氯乙烯，加入高速分散釜中，250℃加热，400r/min搅拌4.5小时直至分散均匀。

称取15％云母鳞片、20％玻璃鳞片填料经球磨机500r/min充分研磨4小时充分研磨制成粉体填料。

将制备好的树脂、粉体填料、3％二氢咪唑、6％苯并咪唑、5％有机羟基硅酮、5％有机甲基硅酮、0.5％KR-9S，0.5％KR-12按比例混合，500r/min搅拌3.5小时直至混合均匀。

实施例10

按比例称量11％脲醛树脂、20％不饱和聚酯树脂、25％环氧树脂及5％三氯乙烯、5％乙烯乙二醇醚，加入高速分散釜中，180℃加热，450r/min搅拌5小时直至分散均匀。

称取5％石墨鳞片、5％玻璃鳞片、12％钛白粉填料经球磨机350r/min充分研磨5.5小时充分研磨制成粉体填料。

将制备好的复合树脂、粉体填料、0.5％聚天冬氨酸、0.5％聚环氧琥珀酸、5％有机羟基硅酮、5％有机甲基硅酮、0.5％KH570，0.5％KH792按比例混合，350r/min搅拌3小时直至混合均匀。

实施例11

按比例称量10％酚醛树脂、20％环氧树脂及5％苯乙烯、15％三氯乙烯，加入高速分散釜中，200℃加热，500r/min搅拌5小时直至分散均匀。

称取10％云母鳞片、10％玻璃鳞片填料经球磨机450r/min充分研磨5小时制成粉体填料。

将制备好的复合树脂、粉体填料、1.5％聚环氧琥珀酸、2.5％苯并咪唑、10％甲基硅烷、6％二丁基二月桂酸锡、4％KH570，6％KH570混合，300r/min搅拌4小时直至混合均匀。

将以上实例中描述涂料涂覆在碳钢片上制成试样片。与其他几种材料进行抗氧化性能对比，包括碳钢片、304不锈钢、316不锈钢、玻璃鳞片涂料涂敷碳钢片。

将试样片打造成统一规格50mm×50mm×3mm的试片，试片表面经打磨达到一致平整度，丙酮除油，用无水乙醇除水，清洗干净后放入45℃干燥箱保存24小时。

臭氧腐蚀箱内臭氧浓度500ppm，温度90℃，湿度80％，试片放入210h后取出，称重，拍照。从外观上看，碳钢片布满锈迹，臭氧腐蚀严重。普通玻璃鳞片涂敷碳钢片发黄、变脆、开裂，臭氧腐蚀亦相当严重。而304不锈钢、316不锈钢以及本发明实例涂料涂敷的玻璃鳞片涂敷碳钢片则基本无外观变化。平均腐蚀速率如表1所示。

表1平均腐蚀速率

由表1中不同材料的平均腐蚀速率可见，本发明涂料涂敷后的碳钢片的平均腐蚀速率远低于碳钢以及玻璃鳞片涂料涂敷碳钢片。尤其是在优选的质量百分比范围内，涂料的抗臭氧氧化性可媲美甚至优于不锈钢，而造价上却远低于不锈钢，且方便施工操作，易于修补。

将本发明涂料涂敷后的碳钢片分别于10％的HCl和10％的NaOH溶液中浸泡200小时。涂层无明显变化，无裂纹，不脱落，不起泡，不变色。具有较强的耐酸碱腐蚀性。

Claims (6)

1.一种具有强抗氧化、防酸碱腐蚀性能的防腐涂料，其特征在于，以质量百分比计，由如下原料制成：

所述耐臭氧氧化添加剂为有机羟基硅酮、有机甲基硅酮、甲基硅烷、二丁基二月桂酸锡和氨基硅烷中的一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述防腐涂料，其特征在于，所述复合树脂为酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯、聚酰亚胺和丙烯酸类树脂中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述防腐涂料，其特征在于，所述缓蚀剂为聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、苯并三唑、苯并咪唑和二氢咪唑中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述防腐涂料，其特征在于，所述填料为玻璃鳞片、不锈钢鳞片、石墨鳞片、云母鳞片、二氧化钛和石英粉中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述防腐涂料，其特征在于，所述有机溶剂为苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚和三乙醇胺中的一种或几种的混合物。

6.一种具有强抗氧化、防酸碱腐蚀性能的防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按比例将复合树脂和有机溶剂加入高速分散釜中，150-300℃加热，300-600r/min搅拌5-10小时直至分散均匀，得树脂混合液；按比例将填料经球磨机300-600r/min充分研磨3-8小时制成粉体填料；

(2)将所述树脂混合液、粉体填料、缓蚀剂、耐臭氧腐蚀添加剂及硅烷型偶联剂和/或钛酸酯偶联剂混合，200-500r/min搅拌3-5小时直至混合均匀，即得所述防腐涂料；

以质量百分比计，原料的配比如下：

所述耐臭氧氧化添加剂为有机羟基硅酮、有机甲基硅酮、甲基硅烷、二丁基二月桂酸锡和氨基硅烷中的一种或几种的混合物。