CN104194572B - 一种耐腐蚀阻燃涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐腐蚀阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂7881份，酚醛树脂1215份，乙基纤维素58份，有机溶剂4851份，颜料1.51.8份，消泡剂0.50.8份，流平剂0.81.2份，防霉剂0.50.8份，改性凹凸棒土89份，纳米蒙脱土24份，纳米氮化铝23份，硅烷偶联剂Si563 0.81.2份，壬二酸二辛酯D0Z 0.50.8份，三聚氰胺磷酸酯12份，纳米氢氧化铝0.81.1份，二月桂酸二丁基锡0.10.3份，三氯化锆0.050.08份。本发明具有优异的耐腐蚀、耐高温阻燃性能，而且耐冲击耐磨性能优秀，附着力良好。
Description
技术领域
本发明涉及技术涂料领域，尤其涉及一种耐腐蚀阻燃涂料。
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，在各种防腐蚀技术中，涂料的防腐蚀技术应用最广泛，涂料防腐蚀以其施工简便、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蚀涂料中占据重要地位，是被广泛作为金属防腐蚀用的一种涂层材料，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。现需要一种耐腐蚀、耐高温阻燃性能优异的涂料，以满足日益提高的实际生产生活要求。
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阻燃涂料，具有优异的耐腐蚀、耐高温阻燃性能，而且耐冲击耐磨性能优秀，附着力良好。
本发明提出的一种耐腐蚀阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂78-81份，酚醛树脂12-15份，乙基纤维素5-8份，有机溶剂48-51份，颜料1.5-1.8份，消泡剂0.5-0.8份，流平剂0.8-1.2份，防霉剂0.5-0.8份，改性凹凸棒土8-9份，纳米蒙脱土2-4份，纳米氮化铝2-3份，硅烷偶联剂Si-5630.8-1.2份，壬二酸二辛酯D0Z 0.5-0.8份，三聚氰胺磷酸酯1-2份，纳米氢氧化铝0.8-1.1份，二月桂酸二丁基锡0.1-0.3份，三氯化锆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78-82份环氧树脂和19-23份氢化丁腈橡胶混合均匀，再加入50-53份乙酸乙酯混合均匀，继续加入1.7-2份过氧化二苯甲酰、0.3-0.4份硫磺、0.5-0.6份水杨酸后以390-400rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以8-9℃/min的升温速度将温度升至82-85℃，再以1-1.5℃/min的升温速度将温度升至130-133℃，保温4.5-4.8h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20-23min得到3.6-3.9wt％物料A，超声处理的频率为23-26KHz，超声处理的功率为1000-1150W，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3.5-4.5:12-15，滴加0.2-0.5mol/L的碳酸氢钠溶液至pH为7-9，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以18-21℃/min的平均升温速度将温度升至156-159℃，保温87-90h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
优选地，改性凹凸棒土、纳米蒙脱土、纳米氮化铝和纳米氢氧化铝的粒径均为50-70nm。
优选地，改性环氧树脂、酚醛树脂和乙基纤维素的重量比为79-80：13-14：6-7。
优选地，其原料按重量份包括：改性环氧树脂79-80份，酚醛树脂13-14份，乙基纤维素6-7份，有机溶剂49-50份，颜料1.6-1.7份，消泡剂0.6-0.7份，流平剂0.9-1.1份，防霉剂0.6-0.7份，改性凹凸棒土8.5-8.8份，纳米蒙脱土2.3-3.6份，纳米氮化铝2.2-2.4份，硅烷偶联剂Si-563 0.9-1份，壬二酸二辛酯D0Z 0.6-0.7份，三聚氰胺磷酸酯1.4-1.6份，纳米氢氧化铝0.9-1份，二月桂酸二丁基锡0.12-0.28份，三氯化锆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79-81份环氧树脂和20-22份氢化丁腈橡胶混合均匀，再加入51-52份乙酸乙酯混合均匀，继续加入1.8-1.9份过氧化二苯甲酰、0.32-0.36份硫磺、0.54-0.58份水杨酸后以394-396rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以8.3-8.7℃/min的升温速度将温度升至83-84℃，再以1.2-1.3℃/min的升温速度将温度升至131-132℃，保温4.6-4.7h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21-22min得到3.7-3.8wt％物料A，超声处理的频率为24-25KHz，超声处理的功率为1050-1100W，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3.8-4.2:13-14，滴加0.3-0.4mol/L的碳酸氢钠溶液至pH为7.5-8.5，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以19-20℃/min的平均升温速度将温度升至157-158℃，保温88-89h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
本发明中采用氢化丁腈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强度、耐油、耐热、耐磨抗撕裂、耐臭氧和抗压缩永久变形性能，而改性环氧树脂与酚醛树脂、乙基纤维素作为成膜物质，大幅提高了本发明的耐磨耐冲击和耐高温阻燃的性能；二月桂酸二丁基锡和三氯化锆组合形成固化体系，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、纳米蒙脱土、纳米氮化铝和纳米氢氧化铝具有很高的比表面积，促使交联结构极其紧密，大幅提高本发明的耐腐蚀能力；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，滴加碳酸氢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、纳米蒙脱土、纳米氮化铝和纳米氢氧化铝相配合，在壬二酸二辛酯D0Z的辅助下，可更加均匀的分散在改性环氧树脂、酚醛树脂与乙基纤维素中，再通过硅烷偶联剂Si-563与改性环氧树脂、酚醛树脂、乙基纤维素偶联，进一步提高上述各原料的相容性；而凹凸棒土通过改性后与纳米蒙脱土、纳米氮化铝配合，大幅提高了与改性环氧树脂、酚醛树脂、乙基纤维素的相容性；由于改性凹凸棒土和纳米蒙脱土具有丰富的表面防腐蚀官能团，而纳米氮化铝作为陶瓷颗粒，具有致密的结构，与改性凹凸棒土、纳米蒙脱土配合，大幅提高本发明的耐腐蚀能力；三聚氰胺磷酸酯作为磷系阻燃剂和氮系阻燃剂，大大提高了本发明的氧指数，提高本发明的阻燃性能，而纳米氢氧化铝在燃烧的过程中可分解为氧化铝和水，氧化铝与三聚氰胺磷酸酯配合，进一步提高本发明的耐高温阻燃性能，而分解产生的水抑制燃烧过程中的烟雾形成。
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阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂79份，酚醛树脂14份，乙基纤维素6份，有机溶剂50份，颜料1.6份，消泡剂0.7份，流平剂0.9份，防霉剂0.7份，改性凹凸棒土8.5份，纳米蒙脱土3.6份，纳米氮化铝2.2份，硅烷偶联剂Si-563 1份，壬二酸二辛酯D0Z 0.6份，三聚氰胺磷酸酯1.6份，纳米氢氧化铝0.9份，二月桂酸二丁基锡0.28份，三氯化锆0.06份；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将79份环氧树脂和22份氢化丁腈橡胶混合均匀，再加入51份乙酸乙酯混合均匀，继续加入1.9份过氧化二苯甲酰、0.32份硫磺、0.58份水杨酸后以394rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以8.7℃/min的升温速度将温度升至83℃，再以1.3℃/min的升温速度将温度升至131℃，保温4.7h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3.9wt％物料A，超声处理的频率为23KHz，超声处理的功率为1150W，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3.5:15，滴加0.2mol/L的碳酸氢钠溶液至pH为9，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159℃，保温87h，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阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂78份，酚醛树脂15份，乙基纤维素5份，有机溶剂51份，颜料1.5份，消泡剂0.8份，流平剂0.8份，防霉剂0.8份，改性凹凸棒土8份，纳米蒙脱土4份，纳米氮化铝2份，硅烷偶联剂Si-563 1.2份，壬二酸二辛酯D0Z 0.5份，三聚氰胺磷酸酯2份，纳米氢氧化铝0.8份，二月桂酸二丁基锡0.3份，三氯化锆0.05份；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将82份环氧树脂和19份氢化丁腈橡胶混合均匀，再加入53份乙酸乙酯混合均匀，继续加入1.7份过氧化二苯甲酰、0.4份硫磺、0.5份水杨酸后以400rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以8℃/min的升温速度将温度升至85℃，再以1℃/min的升温速度将温度升至133℃，保温4.5h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22min得到3.7wt％物料A，超声处理的频率为25KHz，超声处理的功率为1050W，超声处理的脉冲时间为(6s，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4.2:13，滴加0.4mol/L的碳酸氢钠溶液至pH为7.5，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157℃，保温89h，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阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂81份，酚醛树脂12份，乙基纤维素8份，有机溶剂48份，颜料1.8份，消泡剂0.5份，流平剂1.2份，防霉剂0.5份，改性凹凸棒土9份，纳米蒙脱土2份，纳米氮化铝3份，硅烷偶联剂Si-563 0.8份，壬二酸二辛酯D0Z 0.8份，三聚氰胺磷酸酯1份，纳米氢氧化铝1.1份，二月桂酸二丁基锡0.1份，三氯化锆0.08份；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将81份环氧树脂和20份氢化丁腈橡胶混合均匀，再加入52份乙酸乙酯混合均匀，继续加入1.8份过氧化二苯甲酰、0.36份硫磺、0.54份水杨酸后以396rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以8.3℃/min的升温速度将温度升至84℃，再以1.2℃/min的升温速度将温度升至132℃，保温4.6h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21min得到3.8wt％物料A，超声处理的频率为24KHz，超声处理的功率为1100W，超声处理的脉冲时间为(5s，10s)，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3.8:14，滴加0.3mol/L的碳酸氢钠溶液至pH为8.5，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以19℃/min的平均升温速度将温度升至158℃，保温88h，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阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂80份，酚醛树脂13份，乙基纤维素7份，有机溶剂49份，颜料1.7份，消泡剂0.6份，流平剂1.1份，防霉剂0.6份，改性凹凸棒土8.8份，纳米蒙脱土2.3份，纳米氮化铝2.4份，硅烷偶联剂Si-563 0.9份，壬二酸二辛酯D0Z 0.7份，三聚氰胺磷酸酯1.4份，纳米氢氧化铝1份，二月桂酸二丁基锡0.12份，三氯化锆0.07份；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将78份环氧树脂和23份氢化丁腈橡胶混合均匀，再加入50份乙酸乙酯混合均匀，继续加入2份过氧化二苯甲酰、0.3份硫磺、0.6份水杨酸后以390rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以9℃/min的升温速度将温度升至82℃，再以1.5℃/min的升温速度将温度升至130℃，保温4.8h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23min得到3.6wt％物料A，超声处理的频率为26KHz，超声处理的功率为1000W，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4.5:12，滴加0.5mol/L的碳酸氢钠溶液至pH为7，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以21℃/min的平均升温速度将温度升至156℃，保温90h，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，选用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 | H | GB/T 6739-2006 |
| 耐冲击(kg·cm) | 60 | 55 | GB/T 1732-1993 |
| 耐盐雾性(h) | 264 | 216 | GB/T 1771-1991 |
| 氧指数(％) | 34 | 30 | ISO 4589.2-2006 |
由上表可知：本发明与市售涂料相比，硬度和附着力相同，而耐冲击、柔韧性、耐烟雾性和阻燃性能更加优异。
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)
1.一种耐腐蚀阻燃涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性环氧树脂78-81份，酚醛树脂12-15份，乙基纤维素5-8份，有机溶剂48-51份，颜料1.5-1.8份，消泡剂0.5-0.8份，流平剂0.8-1.2份，防霉剂0.5-0.8份，改性凹凸棒土8-9份，纳米蒙脱土2-4份，纳米氮化铝2-3份，硅烷偶联剂Si-5630.8-1.2份，壬二酸二辛酯D0Z 0.5-0.8份，三聚氰胺磷酸酯1-2份，纳米氢氧化铝0.8-1.1份，二月桂酸二丁基锡0.1-0.3份，三氯化锆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78-82份环氧树脂和19-23份氢化丁腈橡胶混合均匀，再加入50-53份乙酸乙酯混合均匀，继续加入1.7-2份过氧化二苯甲酰、0.3-0.4份硫磺、0.5-0.6份水杨酸后以390-400rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以8-9℃/min的升温速度将温度升至82-85℃，再以1-1.5℃/min的升温速度将温度升至130-133℃，保温4.5-4.8h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20-23min得到3.6-3.9wt％物料A，超声处理的频率为23-26KHz，超声处理的功率为1000-1150W，超声处理的脉冲工作时间为5-7s，超声处理的脉冲间歇时间为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3.5-4.5:12-15，滴加0.2-0.5mol/L的碳酸氢钠溶液至pH为7-9，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以18-21℃/min的平均升温速度将温度升至156-159℃，保温87-90h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
2.根据权利要求1所述耐腐蚀阻燃涂料，其特征在于，改性凹凸棒土、纳米蒙脱土、纳米氮化铝和纳米氢氧化铝的粒径均为50-70nm。
3.根据权利要求1或2所述耐腐蚀阻燃涂料，其特征在于，改性环氧树脂、酚醛树脂和乙基纤维素的重量比为79-80：13-14：6-7。
4.根据权利要求1或2所述耐腐蚀阻燃涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性环氧树脂79-80份，酚醛树脂13-14份，乙基纤维素6-7份，有机溶剂49-50份，颜料1.6-1.7份，消泡剂0.6-0.7份，流平剂0.9-1.1份，防霉剂0.6-0.7份，改性凹凸棒土8.5-8.8份，纳米蒙脱土2.3-3.6份，纳米氮化铝2.2-2.4份，硅烷偶联剂Si-563 0.9-1份，壬二酸二辛酯D0Z 0.6-0.7份，三聚氰胺磷酸酯1.4-1.6份，纳米氢氧化铝0.9-1份，二月桂酸二丁基锡0.12-0.28份，三氯化锆0.06-0.07份。
5.根据权利要求1所述耐腐蚀阻燃涂料，其特征在于，改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将79-81份环氧树脂和20-22份氢化丁腈橡胶混合均匀，再加入51-52份乙酸乙酯混合均匀，继续加入1.8-1.9份过氧化二苯甲酰、0.32-0.36份硫磺、0.54-0.58份水杨酸后以394-396rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以8.3-8.7℃/min的升温速度将温度升至83-84℃，再以1.2-1.3℃/min的升温速度将温度升至131-132℃，保温4.6-4.7h后冷却至室温得到改性环氧树脂。
6.根据权利要求1所述耐腐蚀阻燃涂料，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21-22min得到3.7-3.8wt％物料A，超声处理的频率为24-25KHz，超声处理的功率为1050-1100W，超声处理的脉冲工作时间为5-7s，超声处理的脉冲间歇时间为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3.8-4.2:13-14，滴加0.3-0.4mol/L的碳酸氢钠溶液至pH为7.5-8.5，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以19-20℃/min的平均升温速度将温度升至157-158℃，保温88-89h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
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Effective date of registration: 20170607 Address after: Room 303, innovation building, Science Park, Anhui University, 2 Tianda Road, Hefei hi tech Zone, Anhui, 230088 Patentee after: Hefei gather HowNet Information Technology Co., Ltd. Address before: Wuhu County Industrial Park, 241100 Anhui Huaqiao city in Wuhu Province Patentee before: WUHU SHUANGBAO BUILDING MATERIAL CO., LTD. |
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Shanjiang Inventor after: Liu Zhanchuan Inventor after: Mei Shaofeng Inventor after: Hu Zhongyuan Inventor after: Dong Lizhi Inventor before: Sheng Shiyong |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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Effective date of registration: 20170914 Address after: 072550 Hebei city of Baoding province Xushui Chenyang Street No. 1 Patentee after: Hebei Chenyang IndustrialL&trade Group Co., Ltd. Address before: Room 303, innovation building, Science Park, Anhui University, 2 Tianda Road, Hefei hi tech Zone, Anhui, 230088 Patentee before: Hefei gather HowNet Information Technology Co., Ltd. |
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Effective date of registration: 20200929 Granted publication date: 20160713 |
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Date of cancellation: 20210902 Granted publication date: 20160713 |
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