CN103834266B - 一种环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
一种环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料及其制备方法,其中所述涂料包含成膜物质、聚苯胺改性锌铝鳞片、颜料、填料、防流挂剂、分散剂、流平剂、消泡剂、溶剂。制备方法为把分散剂、流平剂、消泡剂、防流挂剂、颜料、填料加入到成膜物质和溶剂中,搅拌均匀;在搅拌下把聚苯胺改性锌铝鳞片加入所得的成膜物质混合物中,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料。该涂料体系的耐腐蚀性能、耐老化性能、抗渗透性能明显提高,可应用于石化设备、管道、海上石油平台、码头设施、船舶等领域的重防腐工程。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术,具体为一种环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料及其制备方法。
背景技术
海洋环境是一种复杂、恶劣的腐蚀环境。海水本身是一种强的腐蚀介质,同时海洋工程设施和装备在海洋环境中将受到波、浪、潮、流对其产生的低频往复应力和冲击,加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用,各种钢结构的使用寿命远低于一般内陆户外环境。随着国家对基础设施建设项目的提速,海上勘测平台、采油平台、海上集油气管道、船舶、港口码头、桥梁等重大工程大量开工建设,但在海洋这样一个复杂且恶劣的腐蚀环境下,如何保证这些重大工程的质量和使用寿命,成为一个关键的、意义重大的技术难题。
有机涂层是海洋腐蚀防护的有效手段,涂层需具有良好的屏蔽作用,将基体与腐蚀介质隔绝,同时涂层本身需具有良好的抗腐蚀介质的浸蚀、磨蚀及耐老化等特性,因此要求涂层具有良好的耐蚀性、抗渗透性和长的使用寿命。目前主要有环氧、聚酯、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂、氟碳树脂、过氯乙烯树脂、氯化橡胶、氯化聚乙烯等多种树脂应用于海洋防腐蚀工程中。中国专利(ZL200810012658.9,ZL 200810012655.5,ZL 200810012659.3)介绍了聚苯胺改性玻璃鳞片树脂重防腐涂料,涂料由环氧或聚酯或乙烯基酯树脂、聚苯胺改性玻璃鳞片、固化剂等组成。其缺陷是,玻璃鳞片是无机材料,脆性很大,与有机高分子树脂的相容性较差,玻璃导热系数低,不利于涂层耐热性的提高。此外,由于玻璃是透明的,不能有效减少紫外线对涂层的破坏,因而也难以改善涂层的耐候性。专利(ZL201010589078.3)介绍了一种聚苯胺改性防腐涂料及其制备方法,涂料由环氧树脂、聚苯胺/凹凸棒石纳米复合材料、胺类固化剂及溶剂等组成,其缺陷是该涂料未添加颜填料、防流挂剂等助剂,虽然其耐蚀性有所提高,但其力学性能、耐候性等综合性能没有得到改进。专利(ZL200810012653.6)介绍了一种聚苯胺改性防腐涂料,通过聚苯胺对颜料的处理,降低了涂料的毒性。专利(ZL200810012657.4)介绍了一种聚苯胺改性铝粉防腐涂料及其制备方法,旨在解决现有铝粉涂料防腐性能差及颜料的环保问题,缺陷是涂料耐蚀性能改善有限,虽然铝粉片状重叠堆积结构和对紫外线的反射能力有助于提高涂层耐水汽渗透性和耐候性,但铝粉对钢铁无钝化作用,也无电化学防护作用,对涂层耐蚀性提升有限,在海洋恶劣的腐蚀环境下,其防腐性能难以满足高性能防护涂层的要求。海洋环境中防腐涂层需要具有良好的耐蚀性,抗渗透性,还需具有良好的力学性能、附着力和耐海水冲刷磨蚀性能,目前此问题还没有得到有效的解决,因此,研制开发一种环保性好,能够对基体起到更好保护效果的重防腐涂料是海洋防腐的迫切需要。
发明内容
本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料及其制备方法。
本发明是采用以下技术手段实现的:
一种环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料按质量份数计由以下组分构成:
成膜物质 35-90份,聚苯胺锌铝鳞片 2-60份,颜料 0.1-5份,填料 1-15份,防流挂剂 0.01-2份,分散剂 0.01-2份,流平剂 0.01-2份,消泡剂 0.01-0.5份,溶剂 5-65份;
其中所述聚苯胺改性锌铝鳞片的结构为片状结构,组成为:表面包覆层为聚苯胺,内部是锌铝鳞片;包裹层聚苯胺为硫酸掺杂聚苯胺、磷酸掺杂聚苯胺、高氯酸掺杂聚苯胺、有机酸掺杂聚苯胺中的一种或几种。
所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,所述的聚苯胺改性锌铝鳞片的制备方法和步骤如下:
(1) 聚苯胺的制备:按摩尔份数计,取0.1-1份苯胺,0.2-2份掺杂酸,0.1-1份氧化剂,将苯胺与掺杂酸混合并搅拌均匀,随后定容使苯胺浓度为0.1-1摩尔/升;然后将氧化剂在10-30分钟内均匀加入苯胺掺杂酸溶液,在-5℃-25℃搅拌0.5-1小时,得到产物聚苯胺;其中掺杂酸为硫酸、磷酸、高氯酸或有机酸中的一种或几种;氧化剂是过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、三氯化铁、重铬酸钾或高锰酸钾中的一种或几种;
(2) 锌铝鳞片的制备:按以下质量份混合配制锌铝鳞片:
锌粉鳞片 20-80份;
铝粉鳞片 20-80份;
(3) 聚苯胺改性锌铝鳞片的制备:按质量份数计,将步骤(1)所得聚苯胺1份,步骤(2)所得锌铝鳞片0.5-10份混合,继续搅拌1-4小时,离心取沉淀,用蒸馏水洗涤,80-100℃干燥1-5小时后,用研钵研磨,并筛分,得到深绿色的聚苯胺改性锌粉鳞片。
所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,所述成膜物质优选为醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氟碳树脂、过氯乙烯树脂、氯化橡胶或氯化聚乙烯树脂中的一种;其中醇酸树脂可选用亚麻油甘油醇醇酸树脂、椰子油醇酸树脂、亚麻油酚醛树脂改性醇酸树脂、季戊四醇亚麻油醇酸树脂等;酚醛树脂可选用松香改性酚醛树脂、烷基酚酚醛树脂、醇溶性酚醛树脂;环氧树脂可选用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、环氧酯或两者混合物;氟碳树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、过氯乙烯树脂、氯化橡胶或氯化聚乙烯树脂等可选用市售商品树脂。
所述颜料是涂料常用的颜料,如钛白粉、铅白、氧化锌、锌钡白、酞青绿、甲苯胺红或氧化铁红等;填料是涂料常用的填料,优选为重晶石粉、重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉或石英砂中的一种。
所述防流挂剂优选为膨润土、蒙脱土、高岭土或气相二氧化硅中的一种或几种的混合物。
所述分散剂是涂料常用的助剂。优选为德国毕克化学公司(BYK Chemie)的Disperbykl03、Disperbykl06、Disperbykl07、Disperbyk163、Disperbyk164、Disperbyk180、Disperbyk184、Disperbyk2000、Anti-Terra-P、Anti-Terra-204、BYK-P104S等;
所述流平剂是涂料常用的助剂, 优选为Henkel公司的PerenolF40、德国毕克化学公司的BYK-VP-354、3609、3529等;
所述消泡剂是涂料常用的助剂,优选为德谦化学公司的Defom5300、5400、5500或德国毕克化学公司的BYK-065、BYK-066N。
所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,所述锌铝鳞片的片厚可以为0.01~0.3μm,片径可以为1~20μm,径厚比可以大于60。
所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,所述溶剂可以为甲苯、二甲苯、丁醇、异丁醇、叔丁醇、丁酮、环己酮或苯乙烯中的一种或几种。
一种以上任一项所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1) 把分散剂、流平剂、消泡剂、防流挂剂、颜料、填料加入到成膜物质和溶剂中,搅拌均匀;
(2) 在搅拌下把聚苯胺改性锌铝鳞片加入步骤(1)所得的成膜物质混合物中,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料。
本发明将锌粉的电化学防护作用引入涂层,制备聚苯胺锌粉鳞片,有效提高了涂层在恶劣腐蚀环境下的耐蚀性。苯胺锌铝鳞片中,锌粉具有电化学保护作用,聚苯胺对金属具有钝化和缓释作用,铝粉有助于提高涂层耐候性和抗渗透性,三者协同作用,大幅提高了涂层的综合防护性能,特别是其耐蚀性有大幅提升。
本发明采用上述技术方案的优点是:
1、本发明制备并选用的聚苯胺改性锌铝鳞片兼具聚苯胺和锌铝鳞片的双重性质,既具有“钝化”和“缓释”作用,又具有“机械屏蔽”和“电化学保护”作用。在本发明中,聚苯胺与金属表面相互作用,使金属表面钝化,形成一层致密、稳定的氧化薄膜,阻止了金属的进一步氧化。金属鳞片与玻璃鳞片相比较,可使整个涂料体系的力学性能、耐老化性能等明显提高。
2、采用本发明,涂层的抗渗透性和耐候性得以提高。复合涂层中的多元组分形成致密的网络,使得腐蚀介质扩散渗透到金属表面的途径变得曲折,大大延长了介质渗透的时间;铝粉鳞片以其良好的延展性在涂膜中层层重叠可形成连续不断的铝膜,与钢材底面平行,可掩盖针孔,延缓外界腐蚀因子的渗透,同时增强涂层对紫外线的反射,提高耐候性。
3、采用本发明,涂层的耐蚀性得以提高。聚苯胺具有优异的防腐性能,锌粉鳞片具有电化学保护作用,可延缓金属腐蚀,提高涂层耐蚀性;
4、采用本发明,涂层的环保性得以提高,同时可代替底漆,直接涂装于基材表面。
本发明环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料由成膜物质、聚苯胺改性锌粉鳞片、颜填料及各种助剂等组成。利用氧化聚合法在锌铝粉鳞片表面形成聚苯胺包覆层,处理后的锌铝鳞片对金属有钝化、缓释和电化学保护作用,复合涂层的采用有利于形成致密的网状结构以提高涂层的抗渗透性,该涂料可应用于石油化工设备、管道、海上石油平台、码头设施、船舶等重防腐工程。
具体实施方式:
下面结合实施例和比较例,对本发明的上述技术方案作进一步的描述,但绝不限制本发明的范围,本发明中除非特别指明外,所涉及的比例均为质量比,所涉及的份数均为质量份。
比较例1
按质量份,将锌粉鳞片35份与铝粉鳞片65份混合配制锌铝鳞片。鳞片片厚为0.1μm,片径为10μm;
把分散剂(BYK-P104S) 0.5份、流平剂(BYK-VP-3609) 1份、消泡剂(BYK-065) 1份、防流挂剂(气相二氧化硅) 0.5份、颜料(氧化铁红) 2.5份、填料(滑石粉) 3份,锌铝鳞片 20份,加入到50份环氧树脂(双酚A型环氧树脂E-12)和15份溶剂(甲苯)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于50微米后出料,得到锌铝鳞片环氧防腐涂料甲组份,向75份无水乙醇中加入25份胺类固化剂(三乙烯四胺),混合搅拌至固化剂充分溶解即得到乙组分;将甲组份与乙组份按质量比1:0.3 混合搅拌0.5h 即得锌铝鳞片环氧防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
比较例2
把分散剂(Anti-Terra-P) 0.5份、流平剂(BYK-VP-354)1份、消泡剂(Defom5400)1份、防流挂剂(高岭土) 1份、颜料(钛白粉) 2.5份、填料(重晶石粉) 3份、按照比较例1方法制备的锌铝鳞片20份,加入到80份醇酸树脂(60%油度椰子油醇酸树脂)和25份溶剂(二甲苯)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到改性锌铝鳞片醇酸树脂防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
比较例3
把分散剂(Disperbykl06) 1.1份、流平剂(PerenolF40) 0.8份、消泡剂(Defom5300) 0.5份、防流挂剂(膨润土) 1份、颜料(锌钡白) 2.5份、填料(重体碳酸钙) 3份、按照比较例1方法制备的锌铝鳞片20份,加入到60份松香改性的酚醛树脂和20份溶剂(二甲苯)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到锌铝鳞片酚醛树脂防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
比较例4
把分散剂(Disperbykl80) 1.1份、流平剂(BKY-300) 0.8份、消泡剂(Defom5400)0.5份、防流挂剂(高岭土) 1份、颜料(钛白粉) 2.5份、填料(滑石粉) 3份、按照比较例1方法制备的锌铝鳞片20份,加入到70份Desmodur® N3300氟碳树脂和20份溶剂(环己酮)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到锌铝鳞片酚醛树脂防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
比较例5
把分散剂(Disperbykl15) 1.1份、流平剂(BYK-306) 0.8份、消泡剂(Defom5300)0.5份、防流挂剂(蒙脱土) 0.5份、颜料(锌钡白) 2.5份、填料(轻体碳酸钙)3份、按照比较例1方法制备的锌铝鳞片20份,加入到40份Desmodur® A575FE聚氨酯树脂和15份溶剂(丁醇)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到锌铝鳞片聚氨酯防腐涂料甲组分,向60份无水乙醇中加入40份Desmodur®N75固化剂,混合搅拌至固化剂充分溶解即得到乙组分;将甲组份与乙组份按质量比1:0.5 混合搅拌0.5h 即得锌铝鳞片聚氨酯防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
实施例1
将锌粉鳞片35份与铝粉鳞片65份混合配制锌铝鳞片。鳞片片厚为0.1μm,片径为10μm;
将0.5摩苯胺与1摩高氯酸混合并搅拌均匀,随后定容为1升;然后将0.3摩过硫酸铵在30分钟内均匀加入苯胺掺杂酸溶液,在10℃搅拌0.5小时,得到产物聚苯胺。然后将所制得的聚苯胺1份与5份锌铝鳞片混合,继续搅拌3小时,离心,用蒸馏水洗涤,80℃干燥2小时后,用研钵研磨,并筛分,得到深绿色的聚苯胺改性锌铝鳞片。
把分散剂(BYK-P104S) 0.01份、流平剂(BYK-VP-3609) 0.05份、消泡剂(BYK-065)0.5份、防流挂剂(气相二氧化硅) 0.5份、颜料(氧化铁红) 2.5份、填料(滑石粉) 3份,聚苯胺锌铝鳞片 20份,加入到50份环氧树脂(双酚A型环氧树脂E-12)和15份溶剂(甲苯)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于50微米后出料,得到聚苯胺改性锌铝鳞片环氧防腐涂料甲组份,向75份无水乙醇中加入25份胺类固化剂(三乙烯四胺),混合搅拌至固化剂充分溶解即得到乙组分;将甲组份与乙组份按质量比1:0.3 混合搅拌0.5h 即得聚苯胺改性锌铝鳞片环氧防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
实施例2
把分散剂(Anti-Terra-P) 0.5份、流平剂(BYK-VP-354)1份、消泡剂(Defom5400)0.2份、防流挂剂(高岭土) 1份、颜料(钛白粉) 3份、填料(重晶石粉) 6份、按照实施例1方法制备的聚苯胺改性锌铝鳞片30份,加入到80份醇酸树脂(60%油度椰子油醇酸树脂)和25份溶剂(二甲苯)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到聚苯胺改性锌铝鳞片醇酸树脂防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
实施例3
把分散剂(Disperbykl06) 1.1份、流平剂(PerenolF40) 0.8份、消泡剂(Defom5300) 0.5份、防流挂剂(膨润土) 1.3份、颜料(锌钡白) 2份、填料(重体碳酸钙) 1份、按照实施例1方法制备的聚苯胺改性锌铝鳞片32份,加入到60份松香改性的酚醛树脂和20份溶剂(二甲苯)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到环保型聚苯胺改性锌铝鳞片酚醛树脂防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
实施例4
把分散剂(Disperbykl80) 1.5份、流平剂(BKY-300) 1.6份、消泡剂(Defom5400)0.4份、防流挂剂(高岭土) 1.8份、颜料(钛白粉)5份、填料(滑石粉) 8份、按照实施例1方法制备的聚苯胺改性锌铝鳞片45份,加入到70份Desmodur® N3300氟碳树脂和35份溶剂(环己酮)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到聚苯胺改性锌铝鳞片酚醛树脂防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
实施例5
把分散剂(Disperbykl15) 1.6份、流平剂(BYK-306) 2份、消泡剂(Defom5300)0.5份、防流挂剂(蒙脱土) 2份、颜料(锌钡白) 4份、填料(轻体碳酸钙)5份、按照实施例1方法制备的聚苯胺改性锌铝鳞片60份,加入到40份D Desmodur® A575FE聚氨酯树脂和15份溶剂(丁醇)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到聚苯胺改性锌铝鳞片聚氨酯防腐涂料甲组份,向60份无水乙醇中加入40份Desmodur®N75固化剂,混合搅拌至固化剂充分溶解即得到乙组分;将甲组份与乙组份按质量比1:0.5 混合搅拌0.5h 即得聚苯胺改性锌铝鳞片聚氨酯防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
实施例6
按质量份,将锌粉鳞片20份与铝粉鳞片80份混合配制锌铝鳞片。鳞片片厚为0.01μm,片径为1μm。
将0.1摩苯胺与0.2摩硫酸混合并搅拌均匀,随后定容为1升;然后将0.1摩高锰酸钾在10分钟内均匀加入苯胺掺杂酸溶液,在5℃搅拌0.5小时,得到产物聚苯胺。然后将所制得的聚苯胺1份与0.5份锌铝鳞片混合,继续搅拌1小时,离心,用蒸馏水洗涤,85℃干燥1小时后,用研钵研磨,并筛分,得到深绿色的聚苯胺改性锌铝鳞片。
把分散剂(Anti-Terra-P) 0.01份、流平剂(BYK-VP-354)0.01份、消泡剂(Defom5400) 0.01份、防流挂剂(高岭土) 0.01份、颜料(钛白粉) 0.1份、填料(重晶石粉)12份、聚苯胺改性锌铝鳞片 2份,加入到35份醇酸树脂(60%油度椰子油醇酸树脂)和5份溶剂(二甲苯)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到聚苯胺改性锌铝鳞片醇酸树脂防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
实施例7
按质量份,将锌粉鳞片40份与铝粉鳞片70份混合配制锌铝鳞片。鳞片片厚为0.2μm,片径为16μm;
将0.8摩苯胺与1.5摩磷酸混合并搅拌均匀,随后定容为1升;然后将0.6摩过氧化氢在20分钟内均匀加入苯胺掺杂酸溶液,在-5℃搅拌0.8小时,得到产物聚苯胺。然后将所制得的聚苯胺1份与6份锌铝鳞片混合,继续搅拌2小时,离心,用蒸馏水洗涤,90℃干燥5小时后,用研钵研磨,并筛分,得到深绿色的聚苯胺改性锌铝鳞片。
把分散剂(Anti-Terra-P) 2份、流平剂(BYK-VP-354)1.2份、消泡剂(Defom5400)0.4份、防流挂剂(高岭土) 1份、颜料(钛白粉)3份、填料(重晶石粉) 15份、聚苯胺改性锌铝鳞片 53份,加入到75份醇酸树脂(60%油度椰子油醇酸树脂)和48份溶剂(二甲苯)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到聚苯胺改性锌铝鳞片醇酸树脂防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
实施例8
按质量份,将锌粉鳞片80份与铝粉鳞片20份混合配制锌铝鳞片。鳞片片厚为0.3μm,片径为20μm;
将1摩苯胺与2摩植酸混合并搅拌均匀,随后定容为1升;然后将1摩过氧化氢在25分钟内均匀加入苯胺掺杂酸溶液,在25℃搅拌1小时,得到产物聚苯胺。然后将所制得的聚苯胺1份与10份锌铝鳞片混合,继续搅拌4小时,离心,用蒸馏水洗涤,100℃干燥4小时后,用研钵研磨,并筛分,得到深绿色的聚苯胺改性锌铝鳞片。
把分散剂(Anti-Terra-P) 2份、流平剂(BYK-VP-354)2份、消泡剂(Defom5400)0.5份、防流挂剂(高岭土) 2份、颜料(钛白粉) 5份、填料(重晶石粉) 10份、聚苯胺改性锌铝鳞片 60份,加入到90份醇酸树脂(60%油度椰子油醇酸树脂)和65份溶剂(二甲苯)中,搅拌均匀,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到聚苯胺改性锌铝鳞片醇酸树脂防腐涂料。
在常规喷砂处理至Sa2.5级的四片150mm×100mm×1mm 45号钢板表面喷涂该涂料两道,常温干燥15天,然后用重量比松香:石蜡=l:1的60℃液体进行封边,进行涂层性能测试。漆膜的干膜厚度为500±10μm。
涂层干燥后对实施例和比较例所得的涂层分别进行性能测试。
划痕处锈蚀扩展最大宽度测定:从制备好的涂层试样中选择三片,并用专用划痕笔在涂层表面交叉划痕直至露出底材,另外一片用于参考。划痕涂层试样的中性盐雾试验按GB/T 1771 -91测定。NaCl 溶液浓度为3.5wt%,试验温度为40±2℃,连续喷雾500小时,测量500小时盐雾试验后划痕处锈蚀扩展最大宽度。
附着力测定:按GB/T1720-1989漆膜附着力测定法测定。
表1 实施例与比较例所得涂层性能评价表
测试结果如表1所示,实施例与相应的比较例相比,划痕处锈蚀扩展宽度明显变窄,表明聚苯胺改性锌铝鳞片显著增加了涂层的耐蚀性;结果表明聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂层外观均一、平整,附着力得到提高。环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料的耐蚀性、耐老化性和附着力明显优于常规的环氧涂料,它能真正在苛刻的环境下发挥重防腐的作用。聚苯胺对金属具有钝化和缓释作用,能阻止金属的进一步氧化;锌粉鳞片具有电化学保护作用,可延缓金属腐蚀,提高涂层耐蚀性;铝粉鳞片在涂膜中层层重叠可形成连续不断的铝膜,可掩盖针孔,延缓外界腐蚀因子的渗透,同时增强涂层对紫外线的反射,提高耐候性。该涂料特别适用于海洋重防腐涂装作业。
Claims (6)
1.一种环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,其特征在于,所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料按质量份数计由以下组分构成:
成膜物质 35-90份,聚苯胺改性锌铝鳞片 2-60份,颜料 0.1-5份,填料 1-15份,防流挂剂 0.01-2份,分散剂 0.01-2份,流平剂 0.01-2份,消泡剂 0.01-0.5份,溶剂 5-65份;
其中所述聚苯胺改性锌铝鳞片的结构为片状结构,组成为:表面包覆层为聚苯胺,内部是锌铝鳞片;所述锌铝鳞片的片厚为0.01~0.3μm,片径为1~20μm,径厚比大于60;包裹层聚苯胺为硫酸掺杂聚苯胺、磷酸掺杂聚苯胺、高氯酸掺杂聚苯胺、有机酸掺杂聚苯胺中的一种或几种;
所述的聚苯胺改性锌铝鳞片的制备方法和步骤如下:
(1) 聚苯胺的制备:按摩尔份数计,取0.1-1份苯胺,0.2-2份掺杂酸,0.1-1份氧化剂,将苯胺与掺杂酸混合并搅拌均匀,随后定容使苯胺浓度为0.1-1摩尔/升;然后将氧化剂在10-30分钟内均匀加入苯胺掺杂酸溶液,在-5℃-25℃搅拌0.5-1小时,得到产物聚苯胺;其中掺杂酸为硫酸、磷酸、高氯酸或有机酸中的一种或几种;氧化剂是过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、三氯化铁、重铬酸钾或高锰酸钾中的一种或几种;
(2) 锌铝鳞片的制备:按以下质量份混合配制锌铝鳞片:
锌粉鳞片 20-80份;
铝粉鳞片 20-80份;
(3)聚苯胺改性锌铝鳞片的制备:按质量份数计,将步骤(1)所得聚苯胺1份,步骤(2)所得锌铝鳞片0.5-10份混合,继续搅拌1-4小时,离心取沉淀,用蒸馏水洗涤,80-100℃干燥1-5小时后,用研钵研磨,并筛分,得到深绿色的聚苯胺改性锌铝鳞片。
2.根据权利要求1所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,其特征在于,所述成膜物质为醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氟碳树脂、过氯乙烯树脂、氯化橡胶或氯化聚乙烯树脂中的一种。
3.根据权利要求1所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,其特征在于,填料为重晶石粉、重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉或石英砂中的一种。
4.根据权利要求1所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,其特征在于,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几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料,其特征在于,所述溶剂为甲苯、二甲苯、丁醇、异丁醇、叔丁醇、丁酮、环己酮或苯乙烯中的一种或几种。
6.一种权利要求1-5任一项所述的环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1) 把分散剂、流平剂、消泡剂、防流挂剂、颜料、填料加入到成膜物质和溶剂中,搅拌均匀;
(2) 在搅拌下把聚苯胺改性锌铝鳞片加入步骤(1)所得的成膜物质混合物中,然后在涂料研磨机中进行研磨,细度小于60微米后出料,得到环保型聚苯胺改性锌铝鳞片防腐涂料。
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