CN104327669B - 一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料 - Google Patents

一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物45‑48份，酚醛树脂43‑46份，歧化松香9‑12份，改性石墨烯23‑26份，纳米氧化锌12‑15份，三聚磷酸铝6‑9份，滑石粉4‑6份，硅烷偶联剂KH‑570 1.5‑1.8份，抗盐雾助剂1.1‑1.5份，流平剂1.1‑1.4份，消泡剂1.2‑1.6份，分散剂1.2‑1.5份，混合溶剂45‑48份。本发明附着力高且耐高温、耐磨性能好。

Description

一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料
技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，尤其涉及一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料。
背景技术
在工业生产中，金属结构件、工程机械尾气管、金属结构高温烟囱外表面常因为长年接触高温气体、湿气和烟尘，极易腐蚀，即在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化状态，从而显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加金属解构间的磨损，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故，而防腐涂料是最简单、低成本保护金属构件远离腐蚀的最佳物质，由于防腐涂料将金属构件与外界环境隔绝开来，要求防腐涂料具备极高的附着力、耐高温和耐磨性能，而普通的防腐涂料很难做到这一点。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料，附着力高且耐高温、耐磨性能好。
本发明提出的一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物45-48份，酚醛树脂43-46份，歧化松香9-12份，改性石墨烯23-26份，纳米氧化锌12-15份，三聚磷酸铝6-9份，滑石粉4-6份，硅烷偶联剂KH-5701.5-1.8份，抗盐雾助剂1.1-1.5份，流平剂1.1-1.4份，消泡剂1.2-1.6份，分散剂1.2-1.5份，混合溶剂45-48份；
改性石墨烯的制备过程中，按重量份将3-6份石墨烯和30-60份硫酸/硝酸配合液放入置于65-75℃水浴中的第一反应容器混合均匀后进行第一超声分散得到物料A，第一次超声分散时间为3.5-4h，第一次超声分散的频率为15-20KHz，第一次超声分散的功率为600-1000W；将物料A投入1-1.5×104份去离子水中，调节pH值为6.8-7.1后第一次陈化1.2-2h，抽滤、干燥得到物料B；将物料B、40-60份二氯亚砜、10-13份N,N-二甲基甲酰胺放入温度为75-80℃的第二反应容器，在氮气保护下保温25-28h后减压蒸馏0.5-1.2h，第二次陈化1-1.5h后抽滤、干燥得到物料C；将物料C、20-25份三乙烯四胺加入第三反应容器混合均匀进行第二次超声分散，第二次超声分散时间为2-5h，第二次超声分散的频率为50-55KHz，第二次超声分散的功率为800-1100W，再把第三反应容器温度升高至110-120℃并保温3-5h，减压蒸馏0.8-1.2h后，抽滤、干燥得到改性石墨烯；
其中硫酸/硝酸配合液是浓度为96-98wt％的硫酸溶液和浓度为55-60wt％的硝酸溶液按照4-4.5:1-1.2的体积比配制的混合溶液。
优选地，有机硅环氧树脂聚合物、酚醛树脂、歧化松香的重量比为58-62：24-25：10-11。
优选地，歧化松香的酸值为157-160mg/g。
优选地，混合溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比为6.5-7:3-4.5混合制成。
优选地，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物58-62份，酚醛树脂24-25份，歧化松香10-11份，改性石墨烯24-25份，纳米氧化锌13-14份，三聚磷酸铝7-8份，滑石粉4.5-5份，硅烷偶联剂KH-5701.6-1.7份，抗盐雾助剂1.3-1.4份，流平剂1.2-1.3份，消泡剂1.3-1.5份，分散剂1.3-1.4份，混合溶剂46-47份。
优选地，改性石墨烯的制备过程中，按重量份将4-5份石墨烯和40-50份硫酸/硝酸配合液放入置于68-72℃水浴中的第一反应容器混合均匀后进行第一超声分散得到物料A，第一次超声分散时间为3.6-3.8h，第一次超声分散的频率为16-19KHz，第一次超声分散的功率为800-900W；将物料A投入1.1-1.3×104份去离子水中，调节pH值为6.9-7后第一次陈化1.4-1.8h，抽滤、干燥得到物料B；将物料B、45-50份二氯亚砜、11-12份N,N-二甲基甲酰胺放入温度为76-77℃的第二反应容器，在氮气保护下保温26-27h后减压蒸馏0.8-1h，第二次陈化1.1-1.2h后抽滤、干燥得到物料C；将物料C、22-23份三乙烯四胺加入第三反应容器混合均匀进行第二次超声分散，第二次超声分散时间为3-4h，第二次超声分散的频率为53-54KHz，第二次超声分散的功率为880-1000W，再把第三反应容器温度升高至114-106℃并保温3.5-4h，减压蒸馏0.9-1h后，抽滤、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是浓度为96-98wt％的硫酸溶液和浓度为56-58wt％的硝酸溶液按照4.2-4.3:1-1.1的体积比配制的混合溶液。
本发明采用有机硅环氧树脂聚合物、酚醛树脂和歧化松香作为成膜物质，大幅提高了本发明的附着力和耐高温、耐磨性能，同时使本发明具有较快的固化速度；添加的改性石墨烯、纳米氧化锌、三聚磷酸铝和滑石粉，能够大大提高本发明的附着力、耐高温性能和耐磨、防腐性能，其中改性石墨烯是由石墨烯经三乙烯四胺改性制成的，改性过程中，三乙烯四胺与石墨烯表面环氧基发生开环反应，形成的新的侧链能与邻位碳原子上的羟基反应，形成双键和羟胺，从而一方面大大提高了石墨烯的分散性、降低了石墨烯的团聚现象，进而易于向使用本发明的金属机械表面扩散，从而提高本发明的附着力，另一方面改性石墨烯界面能增强，能够有效嵌入并深度融合于本发明成膜物质中，从而使本发明受到冲击、摩擦等作用力时，本发明上的载荷能够通过界面转移到石墨烯上，从而吸收更多的作用力，增强了本发明的耐磨性能，同时改性石墨烯具有良好的导热性能，与纳米氧化锌配合使用，能够承接并迅速分散外界热量，从而提高了本发明的耐高温性能；而三聚磷酸铝热稳定性好，其分解产生的磷酸根离子能与各种金属离子生成螯合物，形成无机高分子错合体，在金属表面生成保护膜，极大地抑制了金属的腐蚀，同时三聚磷酸铝能够分解成致密的正磷酸膜，隔绝水分、氧气等与金属表面接触，进一步提高了本发明的防腐能力。
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
本发明提出的一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物48份，酚醛树脂43份，歧化松香12份，改性石墨烯23份，纳米氧化锌15份，三聚磷酸铝6份，滑石粉6份，硅烷偶联剂KH-5701.5份，抗盐雾助剂1.5份，流平剂1.1份，消泡剂1.6份，分散剂1.2份，混合溶剂48份；其中，歧化松香的酸值为157mg/g，混合溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比为6.5:3混合制成。
改性石墨烯的制备过程中，按重量份将3份石墨烯和60份硫酸/硝酸配合液放入置于65℃水浴中的第一反应容器混合均匀后进行第一超声分散得到物料A，第一次超声分散时间为4h，第一次超声分散的频率为15KHz，第一次超声分散的功率为1000W；将物料A投入1×104份去离子水中，调节pH值为7.1后第一次陈化1.2h，抽滤、干燥得到物料B；将物料B、60份二氯亚砜、10份N,N-二甲基甲酰胺放入温度为80℃的第二反应容器，在氮气保护下保温25h后减压蒸馏1.2h，第二次陈化1h后抽滤、干燥得到物料C；将物料C、25份三乙烯四胺加入第三反应容器混合均匀进行第二次超声分散，第二次超声分散时间为2h，第二次超声分散的频率为55KHz，第二次超声分散的功率为800W，再把第三反应容器温度升高至120℃并保温3h，减压蒸馏1.2h后，抽滤、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是浓度为96wt％的硫酸溶液和60wt％的硝酸溶液按照4.5:1.2的体积比配制的混合溶液。
实施例2
本发明提出的一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物45份，酚醛树脂46份，歧化松香9份，改性石墨烯26份，纳米氧化锌12份，三聚磷酸铝9份，滑石粉4份，硅烷偶联剂KH-5701.8份，抗盐雾助剂1.1份，流平剂1.4份，消泡剂1.2份，分散剂1.5份，混合溶剂45份；其中，歧化松香的酸值为160mg/g，混合溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比为7:4.5混合制成。
改性石墨烯的制备过程中，按重量份将6份石墨烯和30份硫酸/硝酸配合液放入置于75℃水浴中的第一反应容器混合均匀后进行第一超声分散得到物料A，第一次超声分散时间为3.5h，第一次超声分散的频率为20KHz，第一次超声分散的功率为600W；将物料A投入1.5×104份去离子水中，调节pH值为6.8后第一次陈化2h，抽滤、干燥得到物料B；将物料B、40份二氯亚砜、13份N,N-二甲基甲酰胺放入温度为75℃的第二反应容器，在氮气保护下保温28h后减压蒸馏0.5h，第二次陈化1.5h后抽滤、干燥得到物料C；将物料C、20份三乙烯四胺加入第三反应容器混合均匀进行第二次超声分散，第二次超声分散时间为5h，第二次超声分散的频率为50KHz，第二次超声分散的功率为1100W，再把第三反应容器温度升高至110℃并保温5h，减压蒸馏0.8h后，抽滤、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是浓度为98wt％的硫酸溶液和浓度为55wt％的硝酸溶液按照4:1的体积比配制的混合溶液。
实施例3
本发明提出的一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物62份，酚醛树脂24份，歧化松香11份，改性石墨烯24份，纳米氧化锌14份，三聚磷酸铝7，滑石粉5份，硅烷偶联剂KH-5701.6份，抗盐雾助剂1.4份，流平剂1.2份，消泡剂1.5份，分散剂1.3份，混合溶剂47份；其中，歧化松香的酸值为158mg/g，混合溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比为6.8:3.5混合制成。
改性石墨烯的制备过程中，按重量份将4份石墨烯和50份硫酸/硝酸配合液放入置于68℃水浴中的第一反应容器混合均匀后进行第一超声分散得到物料A，第一次超声分散时间为3.8h，第一次超声分散的频率为16KHz，第一次超声分散的功率为900W；将物料A投入1.1×104份去离子水中，调节pH值为7后第一次陈化1.4h，抽滤、干燥得到物料B；将物料B、50份二氯亚砜、11份N,N-二甲基甲酰胺放入温度为77℃的第二反应容器，在氮气保护下保温26h后减压蒸馏1h，第二次陈化1.1h后抽滤、干燥得到物料C；将物料C、23份三乙烯四胺加入第三反应容器混合均匀进行第二次超声分散，第二次超声分散时间为3h，第二次超声分散的频率为54KHz，第二次超声分散的功率为880W，再把第三反应容器温度升高至106℃并保温3.5h，减压蒸馏1h后，抽滤、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是浓度为96wt％的硫酸溶液和浓度为58wt％的硝酸溶液按照4.2:1.1的体积比配制的混合溶液。
实施例4
本发明提出的一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物58份，酚醛树脂25份，歧化松香10份，改性石墨烯25份，纳米氧化锌13份，三聚磷酸铝8份，滑石粉4.5份，硅烷偶联剂KH-5701.7份，抗盐雾助剂1.3份，流平剂1.3份，消泡剂1.3份，分散剂1.4份，混合溶剂467份；其中，歧化松香的酸值为159mg/g，混合溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比为6.9:4混合制成。
改性石墨烯的制备过程中，按重量份将5份石墨烯和40份硫酸/硝酸配合液放入置于72℃水浴中的第一反应容器混合均匀后进行第一超声分散得到物料A，第一次超声分散时间为3.6h，第一次超声分散的频率为19KHz，第一次超声分散的功率为8000W；将物料A投入1.3×104份去离子水中，调节pH值为6.9后第一次陈化1.8h，抽滤、干燥得到物料B；将物料B、45份二氯亚砜、12份N,N-二甲基甲酰胺放入温度为76℃的第二反应容器，在氮气保护下保温27h后减压蒸馏0.8h，第二次陈化1.2h后抽滤、干燥得到物料C；将物料C、22份三乙烯四胺加入第三反应容器混合均匀进行第二次超声分散，第二次超声分散时间为4h，第二次超声分散的频率为53KHz，第二次超声分散的功率为1000W，再把第三反应容器温度升高至114℃并保温4h，减压蒸馏0.9h后，抽滤、干燥得到改性石墨烯；其中硫酸/硝酸配合液是浓度为98wt％的硫酸溶液和浓度为56wt％的硝酸溶液按照4.3:1的体积比配制的混合溶液。
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 (3)

1.一种高附着力耐高温耐磨防腐涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：有机硅环氧树脂聚合物45-48份，酚醛树脂43-46份，歧化松香9-12份，改性石墨烯23-26份，纳米氧化锌12-15份，三聚磷酸铝6-9份，滑石粉4-6份，硅烷偶联剂KH-5701.5-1.8份，抗盐雾助剂1.1-1.5份，流平剂1.1-1.4份，消泡剂1.2-1.6份，分散剂1.2-1.5份，混合溶剂45-48份；
改性石墨烯的制备过程中，按重量份将3-6份石墨烯和30-60份硫酸/硝酸配合液放入置于65-75℃水浴中的第一反应容器混合均匀后进行第一次超声分散得到物料A，第一次超声分散时间为3.5-4h，第一次超声分散的频率为15-20kHz，第一次超声分散的功率为600-1000W；将物料A投入1×104-1.5×104份去离子水中，调节pH值为6.8-7.1后第一次陈化1.2-2h，抽滤、干燥得到物料B；将物料B、40-60份二氯亚砜、10-13份N,N-二甲基甲酰胺放入温度为75-80℃的第二反应容器，在氮气保护下保温25-28h后减压蒸馏0.5-1.2h，第二次陈化1-1.5h后抽滤、干燥得到物料C；将物料C、20-25份三乙烯四胺加入第三反应容器混合均匀进行第二次超声分散，第二次超声分散时间为2-5h，第二次超声分散的频率为50-55kHz，第二次超声分散的功率为800-1100W，再把第三反应容器温度升高至110-120℃并保温3-5h，减压蒸馏0.8-1.2h后，抽滤、干燥得到改性石墨烯；
其中硫酸/硝酸配合液是浓度为96-98wt％的硫酸溶液和浓度为55-60wt％的硝酸溶液按照4-4.5:1-1.2的体积比配制的混合溶液。
2.根据权利要求1所述高附着力耐高温耐磨防腐涂料，其特征在于，歧化松香的酸值为157-160mg/g。
3.根据权利要求1所述高附着力耐高温耐磨防腐涂料，其特征在于，混合溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比为6.5-7:3-4.5混合制成。
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