CN104194571A - 一种耐腐蚀耐冲击涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐腐蚀耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂77-80份，甘油醇酸树脂20-23份，有机溶剂48-51份，颜料1.5-1.8份，消泡剂0.5-0.8份，平流剂0.8-1.2份，防霉剂0.5-0.8份，改性凹凸棒土4-5份，气相二氧化硅2-3份，硬脂酸钠0.3-0.5份，二月桂酸二丁基锆0.1-0.3份，亚油酸铝0.05-0.08份。本发明具有优异的耐腐蚀、耐冲击性能，而且耐磨性能好，能有效防霉。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀耐冲击涂料。
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涂料，适用于不同场合的需要，达到良好的保护效果。目前金属涂料技术存在耐腐蚀时效短、抗冲击性能弱、耐磨性能差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。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐腐蚀耐冲击涂料，具有优异的耐腐蚀、耐冲击性能，而且耐磨性能好，能有效防霉。
本发明提出的一种耐腐蚀耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂77-80份，甘油醇酸树脂20-23份，有机溶剂48-51份，颜料1.5-1.8份，消泡剂0.5-0.8份，平流剂0.8-1.2份，防霉剂0.5-0.8份，改性凹凸棒土4-5份，气相二氧化硅2-3份，硬脂酸钠0.3-0.5份，二月桂酸二丁基锆0.1-0.3份，亚油酸铝0.05-0.08份；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将58-62份环氧树脂和39-43份丁苯橡胶混合均匀，再加入50-53份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由乙酸乙酯和乙酸丁酯按体积比为3-5:1组成，继续加入1-2份3,3-双-(叔丁基过氧)丁酸乙酯、0.2-0.3份硫磺、0.1-0.2份二乙烯基苯和0.1-0.3份防焦剂MBT后以400-420rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10-12℃/min的升温速度将温度升至86-89℃，再以0.3-0.6℃/min的升温速度将温度升至120-123℃，保温5-6h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理15-20min得到4.5-5wt％物料A，超声处理的频率为18-22KHz，超声处理的功率为800-1000W，超声处理的脉冲时间为(5-7s，9-11s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为2.5-3.5:9-12，滴加0.1-0.2mol/L的柠檬酸钠溶液至pH为7-9，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以15-20℃/min的平均升温速度将温度升至152-155℃，保温90-93h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
优选地，有机溶剂为乙二醇丁醚和三乙醇胺按体积比为4-5:1组成。
优选地，改性凹凸棒土、气相二氧化硅和硬脂酸钠的重量比为4.2-4.6：2.4-2.7：0.35-0.45。
优选地，其原料按重量份包括：改性环氧树脂78-79份，甘油醇酸树脂21-22份，有机溶剂49-50份，颜料1.6-1.7份，消泡剂0.6-0.7份，平流剂0.9-1.1份，防霉剂0.6-0.7份，改性凹凸棒土4.2-4.6份，气相二氧化硅2.4-2.7份，硬脂酸钠0.35-0.45份，二月桂酸二丁基锆0.15-0.21份，亚油酸铝0.06-0.07份。
优选地，改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将59-61份环氧树脂和40-42份丁苯橡胶混合均匀，再加入51-52份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由乙酸乙酯和乙酸丁酯按体积比为3.3-4.2:1组成，继续加入1.3-1.8份3,3-双-(叔丁基过氧)丁酸乙酯、0.24-0.27份硫磺、0.16-0.19份二乙烯基苯和0.12-0.21份防焦剂MBT后以405-415rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10.5-11.5℃/min的升温速度将温度升至87-88℃，再以0.4-0.5℃/min的升温速度将温度升至121-122℃，保温5.4-5.6h后冷却至室温得到改性环氧树脂。
优选地，改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理17-19min得到4.7-4.8wt％物料A，超声处理的频率为19-20KHz，超声处理的功率为850-950W，超声处理的脉冲时间为(5.5-6.5s，9.5-10.5s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为2.8-3.2:10-11，滴加0.16-0.18mol/L的柠檬酸钠溶液至pH为7.5-8.6，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以16-18℃/min的平均升温速度将温度升至153-154℃，保温91-92h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
本发明中采用丁苯橡胶与环氧树脂共混交联改性，大大提高了改性环氧树脂的耐磨性、耐氧化性和弹性，而改性环氧树脂与甘油醇酸树脂作为成膜物质，大幅提高了本发明的耐磨耐冲击的性能；当电镜下的棒状纳米凹凸棒土被超声处理后均匀的分散在水中，与植酸按2.5-3.5:9-12的重量比配合，滴加柠檬酸钠溶液至中性或碱性后反应90-93h，使植酸发挥其强大的螯合作用，在水热体系的高温高压环境中，凹凸棒土的Si-O四面体和Mg-O八面体被分解为单分散结构，植酸中六边形结构的P-OH与单分散结构Si-O键和Mg-O键极易结合，使改性凹凸棒土形成球型结构(由于在三维空间中球型结构最稳定)，从而提高了改性凹凸棒土在有机溶剂中的分散性；改性凹凸棒土与气相二氧化硅配合，在硬脂酸钠的辅助下，可进一步均匀的分散在改性环氧树脂和甘油醇酸树脂中，而凹凸棒土通过改性后与气相二氧化硅配合，大幅提高了二者与改性环氧树脂、甘油醇酸树脂的相容性，还由于改性凹凸棒土和气相二氧化硅具有丰富的表面防腐蚀官能团，从而提高本发明的耐腐蚀能力；二月桂酸二丁基锆和亚油酸铝组合形成固化体系，大大提高本发明的固化速度，而且在固化过程中发生有机-无机的原位杂化交联形成三维网状交联结构，由于改性凹凸棒土和气相二氧化硅具有很高的比表面积，促使交联结构极其紧密，进一步提高本发明的耐腐蚀能力。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐腐蚀耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂77份，甘油醇酸树脂23份，有机溶剂48份，颜料1.8份，消泡剂0.5份，平流剂1.2份，防霉剂0.5份，改性凹凸棒土5份，气相二氧化硅2份，硬脂酸钠0.5份，二月桂酸二丁基锆0.1份，亚油酸铝0.08份，有机溶剂为乙二醇丁醚和三乙醇胺按体积比为4:1组成；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将62份环氧树脂和39份丁苯橡胶混合均匀，再加入53份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由乙酸乙酯和乙酸丁酯按体积比为3:1组成，继续加入2份3,3-双-(叔丁基过氧)丁酸乙酯、0.2份硫磺、0.2份二乙烯基苯和0.1份防焦剂MBT后以420rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10℃/min的升温速度将温度升至89℃，再以0.3℃/min的升温速度将温度升至123℃，保温5h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理15min得到5wt％物料A，超声处理的频率为18KHz，超声处理的功率为1000W，超声处理的脉冲时间为(5s，11s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为2.5:12，滴加0.1mol/L的柠檬酸钠溶液至pH为9，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以15℃/min的平均升温速度将温度升至155℃，保温90h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
实施例2
本发明提出的一种耐腐蚀耐冲击涂料，原料按重量份包括：改性环氧树脂78份，甘油醇酸树脂22份，有机溶剂49份，颜料1.7份，消泡剂0.6份，平流剂1.1份，防霉剂0.6份，改性凹凸棒土4.6份，气相二氧化硅2.4份，硬脂酸钠0.45份，二月桂酸二丁基锆0.15份，亚油酸铝0.07份，有机溶剂为乙二醇丁醚和三乙醇胺按体积比为4.2:1组成；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将59份环氧树脂和42份丁苯橡胶混合均匀，再加入51份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由乙酸乙酯和乙酸丁酯按体积比为4.2:1组成，继续加入1.3份3,3-双-(叔丁基过氧)丁酸乙酯、0.27份硫磺、0.16份二乙烯基苯和0.21份防焦剂MBT后以405rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以11.5℃/min的升温速度将温度升至87℃，再以0.5℃/min的升温速度将温度升至121℃，保温5.6h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理20min得到4.5wt％物料A，超声处理的频率为22KHz，超声处理的功率为800W，超声处理的脉冲时间为(7s，9s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为3.5:9，滴加0.2mol/L的柠檬酸钠溶液至pH为7，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以20℃/min的平均升温速度将温度升至152℃，保温93h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
实施例3
本发明提出的一种耐腐蚀耐冲击涂料，原料按重量份包括：改性环氧树脂79份，甘油醇酸树脂21份，有机溶剂50份，颜料1.6份，消泡剂0.7份，平流剂0.9份，防霉剂0.7份，改性凹凸棒土4.2份，气相二氧化硅2.7份，硬脂酸钠0.35份，二月桂酸二丁基锆0.21份，亚油酸铝0.06份，有机溶剂为乙二醇丁醚和三乙醇胺按体积比为4.6:1组成；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将58份环氧树脂和43份丁苯橡胶混合均匀，再加入50份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由乙酸乙酯和乙酸丁酯按体积比为5:1组成，继续加入1份3,3-双-(叔丁基过氧)丁酸乙酯、0.3份硫磺、0.1份二乙烯基苯和0.3份防焦剂MBT后以400rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以12℃/min的升温速度将温度升至86℃，再以0.6℃/min的升温速度将温度升至120℃，保温6h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理19min得到4.7wt％物料A，超声处理的频率为20KHz，超声处理的功率为850W，超声处理的脉冲时间为(6.5s，9.5s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为3.2:10，滴加0.18mol/L的柠檬酸钠溶液至pH为7.5，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以18℃/min的平均升温速度将温度升至153℃，保温92h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
实施例4
本发明提出的一种耐腐蚀耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂80份，甘油醇酸树脂20份，有机溶剂51份，颜料1.5份，消泡剂0.8份，平流剂0.8份，防霉剂0.8份，改性凹凸棒土4份，气相二氧化硅3份，硬脂酸钠0.3份，二月桂酸二丁基锆0.3份，亚油酸铝0.05份，有机溶剂为乙二醇丁醚和三乙醇胺按体积比为5:1组成；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将61份环氧树脂和40份丁苯橡胶混合均匀，再加入52份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由乙酸乙酯和乙酸丁酯按体积比为3.3:1组成，继续加入1.8份3,3-双-(叔丁基过氧)丁酸乙酯、0.24份硫磺、0.19份二乙烯基苯和0.12份防焦剂MBT后以415rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10.5℃/min的升温速度将温度升至88℃，再以0.4℃/min的升温速度将温度升至122℃，保温5.4h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理17min得到4.8wt％物料A，超声处理的频率为19KHz，超声处理的功率为950W，超声处理的脉冲时间为(5.5s，10.5s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为2.8:11，滴加0.16mol/L的柠檬酸钠溶液至pH为8.6，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以16℃/min的平均升温速度将温度升至154℃，保温91h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
对实施例1-4进行性能测试，选取某款市售涂料作为对照组，检测结果如下：
| 检测项目 | 实施例1-4平均值 | 对照组 | 依据标准 |
| 附着力 | 1级 | 1级 | GB/T 9286-1998 |
| 硬度 | H | HB | GB/T 6739-2006 |
| 粘度(cps) | 27 | 25 | GB/T 1723-1993 |
| 耐冲击(kg×cm) | 60 | 50 | GB/T 1732-1993 |
| 抗流挂性(μm) | 75 | 75 | GB/T 9264-1988 |
| 耐盐雾性(h) | 240 | 216 | GB/T 1771-1991 |
由上表可知：本发明相比与市面上的涂料，附着力、硬度、粘度和抗流挂性性能相近，而耐冲击、耐盐雾性性能优异于市面所售涂料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种耐腐蚀耐冲击涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性环氧树脂77-80份，甘油醇酸树脂20-23份，有机溶剂48-51份，颜料1.5-1.8份，消泡剂0.5-0.8份，平流剂0.8-1.2份，防霉剂0.5-0.8份，改性凹凸棒土4-5份，气相二氧化硅2-3份，硬脂酸钠0.3-0.5份，二月桂酸二丁基锆0.1-0.3份，亚油酸铝0.05-0.08份；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将58-62份环氧树脂和39-43份丁苯橡胶混合均匀，再加入50-53份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由乙酸乙酯和乙酸丁酯按体积比为3-5:1组成，继续加入1-2份3,3-双-(叔丁基过氧)丁酸乙酯、0.2-0.3份硫磺、0.1-0.2份二乙烯基苯和0.1-0.3份防焦剂MBT后以400-420rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10-12℃/min的升温速度将温度升至86-89℃，再以0.3-0.6℃/min的升温速度将温度升至120-123℃，保温5-6h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理15-20min得到4.5-5wt％物料A，超声处理的频率为18-22KHz，超声处理的功率为800-1000W，超声处理的脉冲时间为(5-7s，9-11s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为2.5-3.5:9-12，滴加0.1-0.2mol/L的柠檬酸钠溶液至pH为7-9，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以15-20℃/min的平均升温速度将温度升至152-155℃，保温90-93h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
2.根据权利要求1所述耐腐蚀耐冲击涂料，其特征在于，有机溶剂为乙二醇丁醚和三乙醇胺按体积比为4-5:1组成。
3.根据权利要求1或2所述耐腐蚀耐冲击涂料，其特征在于，改性凹凸棒土、气相二氧化硅和硬脂酸钠的重量比为4.2-4.6：2.4-2.7：0.35-0.45。
4.根据权利要求1-3任一项所述耐腐蚀耐冲击涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性环氧树脂78-79份，甘油醇酸树脂21-22份，有机溶剂49-50份，颜料1.6-1.7份，消泡剂0.6-0.7份，平流剂0.9-1.1份，防霉剂0.6-0.7份，改性凹凸棒土4.2-4.6份，气相二氧化硅2.4-2.7份，硬脂酸钠0.35-0.45份，二月桂酸二丁基锆0.15-0.21份，亚油酸铝0.06-0.07份。
5.根据权利要求1-4任一项所述耐腐蚀耐冲击涂料，其特征在于，改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将59-61份环氧树脂和40-42份丁苯橡胶混合均匀，再加入51-52份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由乙酸乙酯和乙酸丁酯按体积比为3.3-4.2:1组成，继续加入1.3-1.8份3,3-双-(叔丁基过氧)丁酸乙酯、0.24-0.27份硫磺、0.16-0.19份二乙烯基苯和0.12-0.21份防焦剂MBT后以405-415rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10.5-11.5℃/min的升温速度将温度升至87-88℃，再以0.4-0.5℃/min的升温速度将温度升至121-122℃，保温5.4-5.6h后冷却至室温得到改性环氧树脂。
6.根据权利要求1-5任一项所述耐腐蚀耐冲击涂料，其特征在于，改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理17-19min得到4.7-4.8wt％物料A，超声处理的频率为19-20KHz，超声处理的功率为850-950W，超声处理的脉冲时间为(5.5-6.5s，9.5-10.5s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为2.8-3.2:10-11，滴加0.16-0.18mol/L的柠檬酸钠溶液至pH为7.5-8.6，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以16-18℃/min的平均升温速度将温度升至153-154℃，保温91-92h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
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