CN104087125B - 一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料及其制备方法，由以下原料组成：E‑12环氧树脂、酚醛环氧树脂、三甲基六亚甲基二胺、聚乙烯醇缩丁醛、二甲基咪唑、氨丙基三乙氧基硅烷、锌粉、铝粉、石墨烯、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡粉、抗氧剂DNP、复合填料。其制备方法为将锌粉、铝粉与石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌分散，得到甲组分，将E‑12环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯蜡粉混合，预热，降低温度至常温与上述甲组分以及剩余各原料混合，通过挤出机熔融挤出，压片、风冷、磨粉、筛分。本发明涂料可长期保护钢结构各类腐蚀介质的侵蚀，无毒、无污染、耐盐雾、附着力强、耐冲击性强。
Description
技术领域
本发明属于粉末涂料技术领域，特别涉及一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料。
背景技术
油气资源作为一个国家重要的能源和战略物资，在现代军事、工业以及人类生活等领域发挥至关重要的作用。随着陆上石油天然气资源被过度开采造成的资源枯竭，海洋油气的争夺、开采与利用已成为当今世界大小各国军事、政治、经济以及外交等关注的热点与焦点。目前，海洋油气资源开发通常采用大型船舶和管道等方式进行运输，其中海底管道运输具有安全性高和成本低的突出优势，已被世界各国大多所采用。
虽然管道运输具有诸多优势，但是在高浓度电解质、高压低温且具有复杂生态环境的海底，海底管道面临着更恶劣的腐蚀环境。因此，研究应对海水应力腐蚀的涂料，对延长管道的使用寿命和提高安全性至关重要。
环氧富锌涂料是一种耐腐蚀性能优异的重防腐涂料，是目前海底管道防腐应用最广的一类涂料。环氧富锌涂料中锌为牺牲性阳极，在焊接时会产生大量氧化锌雾气，危害作业人员生命健康。锌在涂料中的含量通常大于70%，导致涂层中锌粉含量过高，涂层容易多孔, 附着力下降，影响上层涂料和富锌涂层之间的结合力，使涂层的防腐蚀性能降低，影响其在海底的使用寿命和安全性。
发明内容
本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种耐海水腐蚀性能好、资源消耗低、环境生态友好的海洋环氧富锌防腐粉末涂料。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料，由下述重量份的原料组成：
E-12环氧树脂40-50份、酚醛环氧树脂9-16份、三甲基六亚甲基二胺4-10份、聚乙烯醇缩丁醛1-2份、二甲基咪唑0.1-0.2份、氨丙基三乙氧基硅烷1-3份、锌粉15-20份、铝粉10-15份、石墨烯1-3份、乙撑双硬脂酰胺0.6-1份、聚乙烯蜡粉0.1-0.8份、抗氧剂DNP1-2份、复合填料10-20份。
所述的复合填料是由下述重量份的原料组成的：
粘土40-50份、铁矿渣粉40-50份、纳米玉石粉5-7份、氮化铝粉1-2份、氢氧化铝粉末1-2份、稀土粉末1-2份、二硼化钒1-2份、2，6-二叔丁基对甲酚1-2份、双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡0.1-0.3份、聚乙二醇1000 2-3份、月桂醇聚氧乙烯醚0.5-1份。
所述的复合填料是由下述方法制得：
将粘土与铁矿渣粉混合，在600-700℃煅烧2-3小时，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得到料a；将聚乙二醇1000加入到是其质量4-5倍的水中，加热到30-40℃，充分搅拌，加入氮化铝粉、氢氧化铝粉末和稀土粉末，在100-200转/分的转速下搅拌分散3-4分钟，加入2，6-二叔丁基对甲酚充分混合后与上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分搅拌，烘干，即得所述复合填料。
所述锌粉为粒径为5-20μm的锌粉。
所述铝粉为粒径为100nm的铝粉。
本发明还提供了上述海洋环氧富锌防腐粉末涂料的制备方法，其技术方案如下：
一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：将锌粉、铝粉与石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在400-500转/分的转速下，搅拌分散3-4分钟，得到甲组分，将E-12环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯蜡粉混合，在80-110℃下预热10-20分钟，降低温度至常温与上述甲组分以及剩余各原料混合，通过挤出机熔融挤出，压片、风冷、磨粉、筛分，即得所述环氧富锌防腐粉末涂料。
本发明的优点是：
（1）石墨烯具有优异的导电和导热性能，石墨烯的加入能大幅降低涂料中锌的含量，减少焊接时产生的氧化锌雾气。
（2）稀土粉的加入能够提高涂料与钢铁基体的结合力，有效提高涂料的综合防腐性能，尤其耐海水腐蚀性能。
（3）普通富锌涂料以锌为牺牲性阳极来达到防腐的目的，铝同样也可以作为牺牲阳极，而且相对成本低，本发明在涂料中加入适量纳米铝粉，减少锌粉的用量，进而减少焊接时产生的氧化锌雾气，更加环保。
（4）聚乙烯蜡作为脱气剂加入，使得到的涂层平整光洁、无明显的缩孔和气泡等缺陷，大大提高了涂料的防腐性能。
综上，本发明涂料可长期保护钢结构各类腐蚀介质的侵蚀，无毒、无污染、耐盐雾、附着力强、耐冲击性强，成本低,是一种综合性能优良的环保涂料。
具体实施方式
下面结合实施例对发明进行进一步说明：
实施例1
一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料，由下述重量份的原料组成：
E-12环氧树脂40份、酚醛环氧树脂16份、三甲基六亚甲基二胺10份、聚乙烯醇缩丁醛2份、二甲基咪唑0.2份、氨丙基三乙氧基硅烷3份、粒径为5-20μm的锌粉20份、粒径为100nm的铝粉10份、石墨烯1份、乙撑双硬脂酰胺0.6份、聚乙烯蜡粉0.8份、抗氧剂DNP2份、复合填料10份；
上述复合填料是由下述重量份的原料组成的：
粘土50份、铁矿渣粉50份、纳米玉石粉5份、氮化铝粉2份、氢氧化铝粉末2份、稀土粉末2份、二硼化钒2份、2，6-二叔丁基对甲酚1份、双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡0.1份、聚乙二醇1000 2份、月桂醇聚氧乙烯醚1份；
将上述粘土与铁矿渣粉混合，700℃煅烧2小时，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得到料a;将上述聚乙二醇1000加入到是其质量4倍的水中，加热到30℃，充分搅拌，加入氮化铝粉、氢氧化铝粉末和稀土粉末,200转/分搅拌分散3分钟，加入2，6-二叔丁基对甲酚充分混合后与上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分搅拌，烘干，即得所述复合填料。
一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
将锌粉、铝粉与石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，500转/分，搅拌分散4分钟，得到甲组分,将上述E-12环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯蜡粉混合，在100℃下预热20分钟，降低温度至常温与上述甲组分以及剩余各原料混合，通过挤出机熔融挤出，压片、风冷、磨粉、筛分，即得所述环氧富锌防腐粉末涂料。
实施例2
一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料，由下述重量份的原料组成：
E-12环氧树脂50份、酚醛环氧树脂12份、三甲基六亚甲基二胺7份、聚乙烯醇缩丁醛1份、二甲基咪唑0.1份、氨丙基三乙氧基硅烷2份、粒径为5-20μm的锌粉16、粒径为100nm的铝粉13份、石墨烯3份、乙撑双硬脂酰胺1份、聚乙烯蜡粉0.1份、抗氧剂DNP1份、复合填料15份。
上述的复合填料是由下述重量份的原料组成的：
粘土40份、铁矿渣粉45份、纳米玉石粉7份、氮化铝粉1份、氢氧化铝粉末1份、稀土粉末1份、二硼化钒1份、2，6-二叔丁基对甲酚2份、双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡0.2份、聚乙二醇1000 3份、月桂醇聚氧乙烯醚0.8份。
将上述粘土与铁矿渣粉混合，在660℃煅烧3小时，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得到料a；将聚乙二醇1000加入到是其质量5倍的水中，加热到40℃，充分搅拌，加入氮化铝粉、氢氧化铝粉末和稀土粉末，在150转/分的转速下搅拌分散4分钟，加入2，6-二叔丁基对甲酚充分混合后与上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分搅拌，烘干，即得所述复合填料。
上述海洋环氧富锌防腐粉末涂料的制备方法为：将锌粉、铝粉与石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在450转/分的转速下，搅拌分散3分钟，得到甲组分，将E-12环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯蜡粉混合，在80℃下预热15分钟，降低温度至常温与上述甲组分以及剩余各原料混合，通过挤出机熔融挤出，压片、风冷、磨粉、筛分，即得所述环氧富锌防腐粉末涂料。
实施例3
一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料，由下述重量份的原料组成：
E-12环氧树脂45份、酚醛环氧树脂9份、三甲基六亚甲基二胺4份、聚乙烯醇缩丁醛2份、二甲基咪唑0.1份、氨丙基三乙氧基硅烷1份、粒径为5-20μm的锌粉15份、粒径为100nm的铝粉15份、石墨烯2份、乙撑双硬脂酰胺1份、聚乙烯蜡粉0.1份、抗氧剂DNP1份、复合填料20份。
上述的复合填料是由下述重量份的原料组成的：
粘土45份、铁矿渣粉40份、纳米玉石粉6份、氮化铝粉2份、氢氧化铝粉末1份、稀土粉末2份、二硼化钒1份、2，6-二叔丁基对甲酚2份、双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡0.3份、聚乙二醇1000 3份、月桂醇聚氧乙烯醚0.5份。
上述的复合填料是由下述方法制得：
将粘土与铁矿渣粉混合，在600℃煅烧3小时，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得到料a；将聚乙二醇1000加入到是其质量5倍的水中，加热到35℃，充分搅拌，加入氮化铝粉、氢氧化铝粉末和稀土粉末，在100转/分的转速下搅拌分散4分钟，加入2，6-二叔丁基对甲酚充分混合后与上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分搅拌，烘干，即得所述复合填料。
上述海洋环氧富锌防腐粉末涂料的制备方法为：将锌粉、铝粉与石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在400转/分的转速下，搅拌分散3分钟，得到甲组分，将E-12环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯蜡粉混合，在80℃下预热20分钟，降低温度至常温与上述甲组分以及剩余各原料混合，通过挤出机熔融挤出，压片、风冷、磨粉、筛分，即得所述环氧富锌防腐粉末涂料。
性能测试：
涂膜外观：正常
实施例4
一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料，由下述重量份的原料组成：
E-12环氧树脂50份、酚醛环氧树脂9份、三甲基六亚甲基二胺10份、聚乙烯醇缩丁醛2份、二甲基咪唑0.2份、氨丙基三乙氧基硅烷3份、粒径为5-20μm的锌粉15份、粒径为100nm的铝粉15份、石墨烯3份、乙撑双硬脂酰胺0.8份、聚乙烯蜡粉0.5份、抗氧剂DNP2份、复合填料20份。
上述的复合填料是由下述重量份的原料组成的：
粘土40份、铁矿渣粉40份、纳米玉石粉5份、氮化铝粉1份、氢氧化铝粉末2份、稀土粉末1份、二硼化钒2份、2，6-二叔丁基对甲酚1份、双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡0.3份、聚乙二醇1000 2份、月桂醇聚氧乙烯醚1份。
上述的复合填料是由下述方法制得：
将粘土与铁矿渣粉混合，在600℃煅烧2小时，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得到料a；将聚乙二醇1000加入到是其质量4倍的水中，加热到40℃，充分搅拌，加入氮化铝粉、氢氧化铝粉末和稀土粉末，在100转/分的转速下搅拌分散4分钟，加入2，6-二叔丁基对甲酚充分混合后与上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分搅拌，烘干，即得所述复合填料。
上述海洋环氧富锌防腐粉末涂料的制备方法为：将锌粉、铝粉与石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在500转/分的转速下，搅拌分散4分钟，得到甲组分，将E-12环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯蜡粉混合，在110℃下预热10分钟，降低温度至常温与上述甲组分以及剩余各原料混合，通过挤出机熔融挤出，压片、风冷、磨粉、筛分，即得所述环氧富锌防腐粉末涂料。
将实施例1~4提供的海洋环氧富锌防腐粉末涂料进行性能测试，测试方法如表1所示：
表1性能测试所用方法及仪器列表
实施例1~4的性能测试结果如表2所示。
表2 实施例1~4的性能测试结果
Claims (3)
1.一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料，其特征在于：由下述重量份的原料组成：
E-12 环氧树脂40-50 份、酚醛环氧树脂9-16 份、三甲基六亚甲基二胺4-10 份、聚乙烯醇缩丁醛1-2 份、二甲基咪唑0.1-0.2 份、氨丙基三乙氧基硅烷1-3 份、锌粉15-20 份、铝粉10-15 份、石墨烯1-3 份、乙撑双硬脂酰胺0.6-1 份、聚乙烯蜡粉0.1-0.8 份、抗氧剂DNP1-2份、复合填料10-20 份；所述锌粉为粒径为5-20μm 的锌粉；
所述的复合填料是由下述重量份的原料组成的：
粘土40-50 份、铁矿渣粉40-50 份、纳米玉石粉5-7 份、氮化铝粉1-2 份、氢氧化铝粉末1-2 份、稀土粉末1-2 份、二硼化钒1-2 份、2，6- 二叔丁基对甲酚1-2 份、双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡0.1-0.3 份、聚乙二醇1000 2-3 份、月桂醇聚氧乙烯醚0.5-1 份；
所述的复合填料是由下述方法制得：
将粘土与铁矿渣粉混合，在600-700℃煅烧2-3 小时，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得到料a ；将聚乙二醇1000 加入到是其质量4-5 倍的水中，加热到30-40℃，充分搅拌，加入氮化铝粉、氢氧化铝粉末和稀土粉末，在100-200 转/ 分的转速下搅拌分散3-4分钟，加入2，6- 二叔丁基对甲酚充分混合后与上述料a 混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分搅拌，烘干，即得所述复合填料。
2. 如权利要求1 所述的海洋环氧富锌防腐粉末涂料，其特征在于：所述铝粉为粒径为100nm 的铝粉。
3.一种如权利要求1所述的海洋环氧富锌防腐粉末涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
制备复合填料：将粘土与铁矿渣粉混合，在600-700℃煅烧2-3 小时，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得到料a ；将聚乙二醇1000 加入到是其质量4-5 倍的水中，加热到30-40℃，充分搅拌，加入氮化铝粉、氢氧化铝粉末和稀土粉末，在100-200 转/ 分的转速下搅拌分散3-4 分钟，加入2，6- 二叔丁基对甲酚充分混合后与上述料a 混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分搅拌，烘干，即得所述复合填料；
制备海洋环氧富锌防腐粉末涂料：将锌粉、铝粉与石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在400-500 转/ 分的转速下，搅拌分散3-4 分钟，得到甲组分，将E-12 环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯蜡粉混合，在80-110℃下预热10-20 分钟，降低温度至常温与上述甲组分以及三甲基六亚甲基二胺、二甲基咪唑、乙撑双硬脂酰胺、抗氧剂、复合填料混合，通过挤出机熔融挤出，压片、风冷、磨粉、筛分，即得所述环氧富锌防腐粉末涂料。
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