CN103694851A - 一种防腐蚀涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种防腐蚀涂料，属于涂料技术领域，解决了现有耐腐蚀性效果较差，耐腐蚀寿命短的问题。它包括以下重量百分比的原料：环氧树脂：25～40％，改性漆酚酞树脂：25～40％，钛纳米颗粒：5～10％，颜填料：10～15％，固化剂：10～15％，溶剂：15～20％。该防腐蚀涂料中的固化剂以乙烯基二胺为芯材，聚甲基丙烯酸甲酯为壁材的胶囊固化剂克服了以往环氧树脂类固化剂的缺点，能有效提高涂料的耐温变性。滑石粉和石墨既可以作为颜填料的组分，还具有阻燃的作用。在热态环境中耐酸、碱、盐类及有机溶剂和油类等液体介质腐蚀和耐沸水性能；可在220℃环境中长期使用；保持天然生漆超耐久性特点，对人无过敏反应。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其是一种防腐蚀涂料。
背景技术
随着工业技术的不断发展，金属材料的使用越来越广泛，金属及其构件的腐蚀问题已经遍及国民经济的各个领域，给人类社会造成了巨大损失。为了减少腐蚀的损失，人们采取了很多防护措施，但迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护，在各种防腐技术中，涂料的防腐技术应用最广泛，涂料防腐以其施工简便、经济适用、不受设备面积、形状的约束等特点而被广泛的应用。在众多涂料品种中环氧树脂在防腐涂料中占据重要地位，是被广泛作为金属防腐用的一种涂层材料，具有优异的粘结力、耐化学药品、耐腐蚀和耐水性能，其产量日增，新品种相继出现，是极有发展前途的涂料品种，通过添加不同的填料和调整固化剂的品种，可以制成性能各异的环氧树脂防腐涂料，适用于不同场合的防腐需要，达到良好的保护效果。目前金属防腐涂料技术存在防腐期限短、耐冲刷性差、油膜不稳定、环境污染等问题限制了其快速发展，为了提高环氧系涂料的性能，堆砌进行改性具有重要的科学意义和商业价值。
环氧树脂使用时必须加入固化剂，并在一定条件下进行固化反应，生成立体网状结构的产物，才会显现出各种优良的性能，成为具有真正使用价值的环氧材料。由于混合后树脂粘度变化迅速而难以控制固化过程，并且快速固化缩短了储存时间导致效率降低等不利因素。
耐高温环氧改性漆酚酞防腐涂料组成由天然生漆中提取的漆酚与有机钛合成的漆酚酞树脂，在高温反应釜中环氧树脂与漆酚酞反应合成的互穿网络（API）结构共聚物，以及辅以钛微米、纳米颗粒在树脂中分散后形成钛微米（少量纳米级颗粒）复合涂料，钛微米使填料与树脂界面发生化学键合作用，加上钛本身优越的防腐蚀性能，因此高温环氧改性漆酚酞防腐蚀涂料高度抗腐蚀，可用于所有的冷却水介质，包括海水和咸水，以及含有 SPB（硫酸盐还原菌）循环水、污水和含有H2S、NH3、CO2、CN-、酚等多种化学介质中使用，耐温可高达220℃。采用高温环氧改性漆酚酞防腐涂料，可长期解决管束结垢问题。某些情况下，换热器管束壳程也可涂层，不影响流速、压降、管子表面温度和材质，碳钢材质涂层最好。这种热硫化涂料可涂6-8层，涂料可以在室温大于5℃情况下自然通风硫化，也可在特定聚合炉中于120-150℃下硫化。该涂料可形成均一、疏水、有弹性和无孔的表面，总厚度200μm-300μm，高温环氧改性漆酚酞防腐涂料涂层的导热系数为2.134w/m??k，加之涂层厚度薄，因此对传热系数影响极小，由于防腐涂层光滑不易结垢，因此，做环氧改性漆酚酞防腐的换热器管束总体导热性能要优于未做防腐而结垢的换热器管束，但是仍需进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防腐蚀涂料。该防腐蚀涂料在热态环境中耐酸、碱及盐类等液体介质腐蚀；具有优良的耐沸水性能，可在220℃环境中长期使用；并且耐有机溶剂及各种油类物质；保持天然生漆超耐久性特点，对人无过敏反应。
本发明所采用的技术方案为：
一种防腐蚀涂料，其特征是，包括以下重量百分比的原料：
环氧树脂： 25～40％
改性漆酚酞树脂： 25～40％
钛纳米颗粒： 5～10％
颜填料： 10～15％
固化剂： 10～15％
溶剂： 15～20％ 。
环氧树脂是含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，因其良好的机械性能，优异的耐蚀能力，在工业上已取得了广泛应用，但因其耐候性不好限制了它的适用范围。对环氧树脂机型改性能克服这一缺点。改性漆酚酞是由钛纳米、微米颗粒对天然生漆中提取的漆酚进行加成，辅以环氧树脂改性。不仅保持了生漆和环氧树脂优异的物理性能，还兼具钛纳米颗粒良好的化学性能。钛纳米颗粒使填料、固化剂与树脂界面发生化学键作用，提高涂料的附着力、耐热性和耐蚀性。
优选的，所述固化剂为胶囊固化剂，胶囊固化剂包括芯材和壁材，所述胶囊固化剂的粒径为10μm，所述芯材为乙烯基二胺，所述壁材为聚甲基丙烯酸甲酯。
环氧树脂使用时必须加入固化剂，并在一定条件下进行固化反应，生成立体网状结构的产物，才会显现出各种优良的性能，成为具有真正使用价值的环氧材料。由于混合后树脂粘度变化迅速而难以控制固化过程， 并且快速固化缩短了储存时间导致效率降低等不利因素。传统的潜伏性固化剂在室温下具有较长的储存期和较低的使用活性， 或者较高的使用活性和较短的储存期。利用包囊技术使固化剂具有潜伏性， 使其与环氧树脂的开环活化暂时冻结起来，在一定的外界条件下破囊后发生固化反应，它解决了树脂两相固化存在的问题。本发明采用溶剂蒸发制备了以乙烯基二胺(TED)为芯材，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壁材的胶囊固化剂。平均粒径为10μm，具有良好的固化活性、释放性能和潜伏性能，与环氧改性漆酚酞树脂产生良好的化学作用，显著提高涂料耐温变性。
本发明采用简单易控的溶剂挥发法来制备微胶囊。此方法包括两个重要步骤，即“液滴形成”与“溶剂去除”，它是基于搅拌条件下，乳液的一种内相挥发。芯材、壁材在表面活性剂的作用下形成稳定乳液，当有机溶剂透过连续相挥发后，芯材壁材由于表面张力不同而形成微胶囊。 在常温下，将质量比为1：1的TED和PMMA分别分散于装有80ml四氯甲烷的500ml烧杯中，在超声振荡下直至TED和PMMA完全溶解得到油相。把溶解了1%（质量，下同）明胶的水溶液100ml缓缓倒入烧杯中，在1000r·min-1机械搅拌（锚式搅拌桨）下乳化30～60min得到均匀稳定的乳化液。再将溶有1%十二烷基苯磺酸钠的100ml水溶液倒入烧杯中继续搅拌，开始升高温度至40℃，搅拌4h以上至四氯甲烷挥发完全。将悬浮液离心、洗涤、干燥即得到产物微胶囊。
优选的，所述颜填料为滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料；所述滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料的质量比为20：5：3：10；
所述颜料为钛白粉、氧化锌的任意一种或两种。
优选的，所述溶剂为乙醇和乙酸的一种或两种，所述乙醇和乙酸的质量比为3：1。
本发明的有益效果：
本发明的防腐蚀涂料在热态环境中耐酸、碱及盐类等液体介质腐蚀；具有优良的耐沸水性能，可在220℃环境中长期使用；并且耐有机溶剂及各种油类物质；保持天然生漆超耐久性特点，对人无过敏反应。本发明技术方案中以乙烯基二胺为芯材，聚甲基丙烯酸甲酯为壁材的胶囊固化剂克服了以往环氧树脂类固化剂的缺点，能有效提高涂料的耐温变性，并且固化剂与环氧改性漆酚酞树脂产生良好的化学作用，显著提高涂料耐温变性。滑石粉和石墨，一方面作为颜填料的组分之一，另一方面，还具有阻燃的作用。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例，实施例不应视作对本发明保护范围的限定。
实施例1
配方：
环氧树脂： 25％
改性漆酚酞树脂： 30％
钛纳米颗粒： 8％
颜填料： 12％
固化剂： 10％
溶剂： 15％ 。
其中，固化剂为胶囊固化剂，胶囊固化剂包括芯材和壁材，所述胶囊固化剂的粒径为10μm，所述芯材为乙烯基二胺，所述壁材为聚甲基丙烯酸甲酯。
颜填料为滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料；所述滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料的质量比为20：5：3：10；颜料为钛白粉。
溶剂为乙醇和乙酸，所述乙醇和乙酸的质量比为3：1。
实施例2
配方：
环氧树脂： 30％
改性漆酚酞树脂： 30％
钛纳米颗粒： 5％
颜填料： 10％
固化剂： 10％
溶剂： 15％ 。
其中，固化剂为胶囊固化剂，胶囊固化剂包括芯材和壁材，所述胶囊固化剂的粒径为10μm，所述芯材为乙烯基二胺，所述壁材为聚甲基丙烯酸甲酯。
颜填料为滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料；所述滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料的质量比为20：5：3：10；颜料为氧化锌。溶剂为乙醇。
实施例3
配方：
环氧树脂： 35％
改性漆酚酞树脂： 25％
钛纳米颗粒： 5％
颜填料： 10％
固化剂： 10％
溶剂： 15％ 。
其中，固化剂为胶囊固化剂，胶囊固化剂包括芯材和壁材，所述胶囊固化剂的粒径为10μm，所述芯材为乙烯基二胺，所述壁材为聚甲基丙烯酸甲酯。
颜填料为滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料；所述滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料的质量比为20：5：3：10；颜料为钛白粉和氧化锌。溶剂为乙醇。
本发明的防腐蚀涂料的工况性能如下文和表1。
（1）耐酸雾70mm×150mm×5mm普通碳钢上涂覆四道，涂层干膜厚度≦200μm；放入SASS/450盐雾箱中，（70±10）g/LNaCl ，pH值为6.5～7.2，温度为（50±2）℃，连续喷雾6000h，涂层保持完整，有光泽。
（2）耐热循环水 ??10mm×120mm材质为20R钢管涂覆四道，涂层干膜厚度≦200μm；放入装有某炼厂循环水的三口烧瓶中，电加热沸腾持续时间1500h，涂层保持完好，光泽不变。
（3）耐高温、高压20mm×30mm×3mm普通碳钢上涂覆四道，涂层干膜厚度≦200μm；将两个平行试样相互绝缘安装在特制架上，至于静态高压釜中；倒入pH值为12.5的腐蚀溶液，通氮去氧2h，将釜密封，升温至350℃，釜内压力维持在70MPa，24h；将釜体自然冷却到70℃，以均匀的速度在30min内缓慢降至常压，冷却到室温。结果涂层未变软、未膨胀，只是颜色稍变浅，附着力达1级。
表1 主要性能指标
Claims (4)
1.一种防腐蚀涂料，其特征是，包括以下重量百分比的原料：
环氧树脂： 25～40％
改性漆酚酞树脂： 25～40％
钛纳米颗粒： 5～10％
颜填料： 10～15％
固化剂： 10～15％
溶剂： 15～20％ 。
2.根据权利要求1所述的防腐蚀涂料，其特征是，所述固化剂为胶囊固化剂，胶囊固化剂包括芯材和壁材，所述胶囊固化剂的粒径为10μm，所述芯材为乙烯基二胺，所述壁材为聚甲基丙烯酸甲酯。
3.根据权利要求1所述的防腐蚀涂料，其特征是，所述颜填料为滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料；所述滑石粉、石墨粉、铝粉和颜料的质量比为20：5：3：10；
所述颜料为钛白粉、氧化锌的任意一种或两种。
4.根据权利要求1所述的防腐蚀涂料，其特征是，所述溶剂为乙醇和乙酸的一种或两种，所述乙醇和乙酸的质量比为3：1。
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