CN104673054A - 一种纳米镁铝耐腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents

一种纳米镁铝耐腐蚀涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米镁铝耐腐蚀涂料，包括甲、乙两组分，乙组分由A、B组分混合，甲组分包含以下组分：环氧树脂，羟基丙烯酸树脂，磷酸二氢铵；A组分包括以下组分：纳米氧化镁，纳米氧化铝，纳米二氧化钛，纳米二氧化锆，纳米稀土氧化物，去离子水；B组分包括以下组分：丁醇，填料，硫酸钡，二乙烯三胺，二丙二醇丁醚；本发明还公开了一种纳米镁铝耐腐蚀涂料的制备方法；本发明涂料机械强度高，耐磨性、硬度、抗压强度和耐冲击性卓越，同时制备工艺简单易操作，成本相对较低，且生产过程安全环保，无污染物形成。

Description

一种纳米镁铝耐腐蚀涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂层材料制备领域，涉及一种纳米镁铝耐腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术
防腐涂料已成为涂料领域的重要的生力军，防腐涂料发挥着越来越大的作用，发展前景可观。根据业内专家人士分析：现今防腐涂料价格明显呈上升趁势，这和对船舶涂料，海洋开发有关。近几年国家一直在对地球十分之七的海洋加大投资力度，其中防腐涂料就是这一块中的一个突出点。2007年以来，防腐涂料在国民经济建设中发挥了越来越重要的作用，物品国防腐蚀涂料市场出现了喜人的局面，其生产规模不断地扩大。
随着航空、航天、汽车以及兵器等行业的迅速发展,对于金属材料的使用性能要求也越来越高,不仅要求金属材料在更高的温度以及更为苛刻的腐蚀环境下正常工作，同时还要金属材料具有良好的抗震动、抗疲劳、抗温度骤变以及耐冲刷等性能,有机高分子材料已很难满足目前使用要求。普通的涂料在一定的温度下一般不能通过自身反应生成致密的保护层,同时也不可能在短时间内与金属材料发生反应形成金属络合层，从而产生良好的附着力；由于长期在800℃以上的温度下使用,传统涂料在耐湿热、耐盐雾以及高低温等性能方面就显得有些不足。产品为满足在航天航空、石油石化、冶金、电力和军队等领域中的应用，为了适用于烟囱烟道、高温蒸汽管道、热交换器、高温炉、高温脱硫设备、石油石化裂解装备、发动机部件及排气管等装备中，防腐性能就显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种纳米镁铝耐腐蚀涂料及其制备方法，本发明涂料机械强度高，耐磨性、硬度、抗压强度和耐冲击性卓越，同时制备工艺简单易操作，成本相对较低，且生产过程安全环保，无污染物形成。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种纳米镁铝耐腐蚀涂料，包括甲、乙两组分，甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，乙组分为一双组分组合物由A、B组分按A：B=1：1.2的比例混合成，甲、乙以质量份数计包含以下组分：
甲组分以质量份数计包含以下组分：环氧树脂45-60份，羟基丙烯酸树脂18-22份，磷酸二氢铵1.2-1.8份；
乙组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：纳米氧化镁6-8份，本发明选用纳米氧化镁制得的涂料，其介电损耗小，材料均匀性好，且具有辐射远红外线、抗菌的特点，同时具备硬度高、韧性好、强度高的优点，其与纳米氧化铝、纳米氧化铈等混合后，能够有效地提高涂料的机械强度，包括耐磨性、硬度、抗压强度和耐冲击性等；
纳米氧化铝5-7份，本发明产品中还添加了纳米氧化铝，由于它所带有的正电性，纳米三氧化二铝极其适合于静电摩擦法施工，有些情况下，纳米三氧化二铝可以使无法摩擦起电的产品带上摩擦静电荷，纳米三氧化二铝的混合作用可减少阻碍流动的静电荷，并在施工过程中帮助粉末的沉积，不但能减少静电荷产生，提高粉末的流动性，而且能够改善在挤出机中加工性，避免潮气吸收，延长贮藏稳定性，且增加在底材上的流变性能和边角覆盖性；
纳米二氧化钛0.5-1.5份，纳米二氧化锆0.8-1.2份，纳米稀土氧化物0.3-0.6份，去离子水30-38份；
乙组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：丁醇1.5-2.5份，填料22-32份，硫酸钡2-4份，二乙烯三胺5-7份，二丙二醇丁醚1-3份。去离子水30-38份。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述纳米稀土氧化物为纳米氧化铈，纳米氧化铈的加入，由于其难溶于硫酸和硝酸，提高了涂料的耐腐蚀程度，纳米氧化铈与纳米二氧化钛和纳米二氧化锆的混合使用，在一定程度上提高了涂料的耐高温程度和机械性能；
填料为滑石粉或硅藻泥；纳米氧化镁和纳米氧化铝的颗粒直径为15-50nm；纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物的颗粒直径为60-100nm。
进一步的，
本发明还提供一种纳米镁铝耐腐蚀涂料的制备方法，包括如下具体步骤：
步骤(1) ：按上述配方将环氧树脂、羟基丙烯酸树脂和磷酸二氢铵加入搅拌器中，在550-650r/min的速度下搅拌15-18min，得到甲组分，备用；
步骤(2)：按上述配方将纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物中加入去离子水，边加入边搅拌，搅拌速度，以1200-1400r/min的速度搅拌20-30min，得到乙组分中的A组分，备用；
步骤(3) ：按上述配方将丁醇、填料、硫酸钡、二乙烯三胺和二丙二醇丁醚加入搅拌器中，在820-860r/min的速度下搅拌18-20min，得到乙组分中的B组分，备用；
步骤(4) ：将A组分与B组分按A：B=1：1.2的比例混合，以950-1150r/min的速度搅拌，搅拌时间为45-60min，得到乙组分，备用；
步骤（5）：将甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，以740-780r/min的速度搅拌，搅拌时间为25-35min，静置20min，得到纳米镁铝耐腐蚀涂料成品。
本发明的有益效果是：
本发明选用纳米氧化镁制得的涂料，其介电损耗小，材料均匀性好，且具有辐射远红外线、抗菌的特点，同时具备硬度高、韧性好、强度高的优点，其与纳米氧化铝、纳米氧化铈等混合后，能够有效地提高涂料的机械强度，包括耐磨性、硬度、抗压强度和耐冲击性等；同时本发明产品中还添加了纳米氧化铝，由于它所带有的正电性，纳米三氧化二铝极其适合于静电摩擦法施工，有些情况下，纳米三氧化二铝可以使无法摩擦起电的产品带上摩擦静电荷。纳米三氧化二铝的混合作用可减少阻碍流动的静电荷，并在施工过程中帮助粉末的沉积，不但能减少静电荷产生，提高粉末的流动性，而且能够改善在挤出机中加工性，避免潮气吸收，延长贮藏稳定性，且增加在底材上的流变性能和边角覆盖性；纳米氧化铈的加入，由于其难溶于硫酸和硝酸，提高了涂料的耐腐蚀程度，纳米氧化铈与纳米二氧化钛和纳米二氧化锆的混合使用，在一定程度上提高了涂料的耐高温程度和机械性能。
本发明产品在高温环境下具有优异的隔热保温效果，不脱落、不燃烧，耐水、防潮，无毒、对环境没有污染，将几厘米厚的本产品涂料涂在热力管道外，就能有效防止热力向外扩散，同时能有效防护航标灯座、船舶、石油化工设施和各类贮罐、桥梁、桥墩、铁路涵洞、钻井设备、海上油田等设施以及强酸、强碱等生产设备的外表面，在较长时间内防止强酸碱、盐雾、冻融、霉菌等的浸渍；本发明涂料机械强度高，耐磨性、硬度、抗压强度和耐冲击性卓越，同时制备工艺简单易操作，成本相对较低，且生产过程安全环保，无污染物形成。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种纳米镁铝耐腐蚀涂料，包括甲、乙两组分，甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，乙组分为一双组分组合物由A、B组分按A：B=1：1.2的比例混合成，甲、乙以质量份数计包含以下组分：
甲组分以质量份数计包含以下组分：环氧树脂45-60份，羟基丙烯酸树脂18-22份，磷酸二氢铵1.2-1.8份；
乙组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：纳米氧化镁6-8份，纳米氧化铝5-7份，纳米二氧化钛0.5-1.5份，纳米二氧化锆0.8-1.2份，纳米稀土氧化物0.3-0.6份，去离子水30-38份；
乙组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：丁醇1.5-2.5份，填料22-32份，硫酸钡2-4份，二乙烯三胺5-7份，二丙二醇丁醚1-3份。
其中，纳米稀土氧化物为纳米氧化铈；填料为滑石粉；纳米氧化镁和纳米氧化铝的颗粒直径为15nm；纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物的颗粒直径为60nm。
本实施例还提供一种纳米镁铝耐腐蚀涂料的制备方法，包括如下具体步骤：
步骤(1) ：按上述配方将环氧树脂、羟基丙烯酸树脂和磷酸二氢铵加入搅拌器中，在550r/min的速度下搅拌18min，得到甲组分，备用；
步骤(2)：按上述配方将纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物中加入去离子水，边加入边搅拌，搅拌速度，以1200r/min的速度搅拌30min，得到乙组分中的A组分，备用；
步骤(3) ：按上述配方将丁醇、填料、硫酸钡、二乙烯三胺和二丙二醇丁醚加入搅拌器中，在820r/min的速度下搅拌20min，得到乙组分中的B组分，备用；
步骤(4) ：将A组分与B组分按A：B=1：1.2的比例混合，以950r/min的速度搅拌，搅拌时间为60min，得到乙组分，备用；
步骤（5）：将甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，以740r/min的速度搅拌，搅拌时间为35min，静置20min，得到纳米镁铝耐腐蚀涂料成品。
实施例2
本实施例提供一种纳米镁铝耐腐蚀涂料，包括甲、乙两组分，甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，乙组分为一双组分组合物由A、B组分按A：B=1：1.2的比例混合成，甲、乙以质量份数计包含以下组分：
甲组分以质量份数计包含以下组分：环氧树脂45-60份，羟基丙烯酸树脂18-22份，磷酸二氢铵1.2-1.8份；
乙组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：纳米氧化镁6-8份，纳米氧化铝5-7份，纳米二氧化钛0.5-1.5份，纳米二氧化锆0.8-1.2份，纳米稀土氧化物0.3-0.6份，去离子水30-38份；
乙组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：丁醇1.5-2.5份，填料22-32份，硫酸钡2-4份，二乙烯三胺5-7份，二丙二醇丁醚1-3份。
其中，纳米稀土氧化物为纳米氧化铈；填料为硅藻泥；纳米氧化镁和纳米氧化铝的颗粒直径为50nm；纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物的颗粒直径为100nm。
本实施例还提供一种纳米镁铝耐腐蚀涂料的制备方法，包括如下具体步骤：
步骤(1) ：按上述配方将环氧树脂、羟基丙烯酸树脂和磷酸二氢铵加入搅拌器中，在650r/min的速度下搅拌15min，得到甲组分，备用；
步骤(2)：按上述配方将纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物中加入去离子水，边加入边搅拌，搅拌速度，以1400r/min的速度搅拌20min，得到乙组分中的A组分，备用；
步骤(3) ：按上述配方将丁醇、填料、硫酸钡、二乙烯三胺和二丙二醇丁醚加入搅拌器中，在860r/min的速度下搅拌18min，得到乙组分中的B组分，备用；
步骤(4) ：将A组分与B组分按A：B=1：1.2的比例混合，以1150r/min的速度搅拌，搅拌时间为45min，得到乙组分，备用；
步骤（5）：将甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，以780r/min的速度搅拌，搅拌时间为25min，静置20min，得到纳米镁铝耐腐蚀涂料成品。
实施例3
本实施例提供一种纳米镁铝耐腐蚀涂料，包括甲、乙两组分，甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，乙组分为一双组分组合物由A、B组分按A：B=1：1.2的比例混合成，甲、乙以质量份数计包含以下组分：
甲组分以质量份数计包含以下组分：环氧树脂45-60份，羟基丙烯酸树脂18-22份，磷酸二氢铵1.2-1.8份；
乙组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：纳米氧化镁6-8份，纳米氧化铝5-7份，纳米二氧化钛0.5-1.5份，纳米二氧化锆0.8-1.2份，纳米稀土氧化物0.3-0.6份，去离子水30-38份；
乙组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：丁醇1.5-2.5份，填料22-32份，硫酸钡2-4份，二乙烯三胺5-7份，二丙二醇丁醚1-3份。
其中，纳米稀土氧化物为纳米氧化铈；填料为滑石粉或硅藻泥；纳米氧化镁和纳米氧化铝的颗粒直径为15-50nm；纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物的颗粒直径为60-100nm。
本实施例还提供一种纳米镁铝耐腐蚀涂料的制备方法，包括如下具体步骤：
步骤(1) ：按上述配方将环氧树脂、羟基丙烯酸树脂和磷酸二氢铵加入搅拌器中，在600r/min的速度下搅拌16min，得到甲组分，备用；
步骤(2)：按上述配方将纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物中加入去离子水，边加入边搅拌，搅拌速度，以1300r/min的速度搅拌25min，得到乙组分中的A组分，备用；
步骤(3) ：按上述配方将丁醇、填料、硫酸钡、二乙烯三胺和二丙二醇丁醚加入搅拌器中，在850r/min的速度下搅拌190min，得到乙组分中的B组分，备用；
步骤(4) ：将A组分与B组分按A：B=1：1.2的比例混合，以1050r/min的速度搅拌，搅拌时间为52min，得到乙组分，备用；
步骤（5）：将甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，以760r/min的速度搅拌，搅拌时间为30min，静置20min，得到纳米镁铝耐腐蚀涂料成品。
将实施例1、2和3得到的纳米镁铝耐腐蚀涂料每种样品分别涂覆在4块试板上，其中一块做机械性能测试，其余做化学性能测试，膜厚100微米，漆膜保养7天后，对其进行性能测试，结果如下：
实施例 附着力（Mpa） 耐冲击（Cm） 柔韧性（mm） 可燃性 5%盐水168h 热震性800℃冷热循环10次
1 9.5 60 1.0 不可燃 无腐蚀、鼓泡、剥落 无腐蚀、鼓泡、剥落
2 9.1 65 1.3 不可燃 无腐蚀、鼓泡、剥落 无腐蚀、鼓泡、剥落
3 9.3 61 1.1 不可燃 无腐蚀、鼓泡、剥落 无腐蚀、鼓泡、剥落
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种纳米镁铝耐腐蚀涂料，其特征在于，包括甲、乙两组分，所述甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，所述乙组分为一双组分组合物由A、B组分按A：B=1：1.2的比例混合成，所述甲、乙以质量份数计包含以下组分：
所述甲组分以质量份数计包含以下组分：环氧树脂45-60份，羟基丙烯酸树脂18-22份，磷酸二氢铵1.2-1.8份；
所述乙组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：纳米氧化镁6-8份，纳米氧化铝5-7份，纳米二氧化钛0.5-1.5份，纳米二氧化锆0.8-1.2份，纳米稀土氧化物0.3-0.6份，去离子水30-38份；
所述乙组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：丁醇1.5-2.5份，填料22-32份，硫酸钡2-4份，二乙烯三胺5-7份，二丙二醇丁醚1-3份。
2.根据权利要求1所述的纳米镁铝耐腐蚀涂料，其特征在于，所述纳米稀土氧化物为纳米氧化铈。
3.根据权利要求1所述的纳米镁铝耐腐蚀涂料，其特征在于，所述填料为滑石粉或硅藻泥。
4.根据权利要求1所述的纳米镁铝耐腐蚀涂料，其特征在于，所述纳米氧化镁和纳米氧化铝的颗粒直径为15-50nm。
5.根据权利要求1所述的纳米镁铝耐腐蚀涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物的颗粒直径为60-100nm。
6.一种纳米镁铝耐腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
 步骤(1) ：按上述配方将环氧树脂、羟基丙烯酸树脂和磷酸二氢铵加入搅拌器中，在550-650r/min的速度下搅拌15-18min，得到甲组分，备用；
步骤(2)：按上述配方将纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物中加入去离子水，边加入边搅拌，搅拌速度，以1200-1400r/min的速度搅拌20-30min，得到乙组分中的A组分，备用；
步骤(3) ：按上述配方将丁醇、填料、硫酸钡、二乙烯三胺和二丙二醇丁醚加入搅拌器中，在820-860r/min的速度下搅拌18-20min，得到乙组分中的B组分，备用；
步骤(4) ：将A组分与B组分按A：B=1：1.2的比例混合，以950-1150r/min的速度搅拌，搅拌时间为45-60min，得到乙组分，备用；
步骤（5）：将甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，以740-780r/min的速度搅拌，搅拌时间为25-35min，静置20min，得到纳米镁铝耐腐蚀涂料成品。
7.根据权利要求6所述的纳米镁铝耐腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤(1) ：按上述配方将环氧树脂、羟基丙烯酸树脂和磷酸二氢铵加入搅拌器中，在550r/min的速度下搅拌18min，得到甲组分，备用；
步骤(2)：按上述配方将纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物中加入去离子水，边加入边搅拌，搅拌速度，以1200r/min的速度搅拌30min，得到乙组分中的A组分，备用；
步骤(3) ：按上述配方将丁醇、填料、硫酸钡、二乙烯三胺和二丙二醇丁醚加入搅拌器中，在820r/min的速度下搅拌20min，得到乙组分中的B组分，备用；
步骤(4) ：将A组分与B组分按A：B=1：1.2的比例混合，以950r/min的速度搅拌，搅拌时间为60min，得到乙组分，备用；
步骤（5）：将甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，以740r/min的速度搅拌，搅拌时间为35min，静置20min，得到纳米镁铝耐腐蚀涂料成品。
8.根据权利要求6所述的纳米镁铝耐腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤(1) ：按上述配方将环氧树脂、羟基丙烯酸树脂和磷酸二氢铵加入搅拌器中，在650r/min的速度下搅拌15min，得到甲组分，备用；
步骤(2)：按上述配方将纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物中加入去离子水，边加入边搅拌，搅拌速度，以1400r/min的速度搅拌20min，得到乙组分中的A组分，备用；
步骤(3) ：按上述配方将丁醇、填料、硫酸钡、二乙烯三胺和二丙二醇丁醚加入搅拌器中，在860r/min的速度下搅拌18min，得到乙组分中的B组分，备用；
步骤(4) ：将A组分与B组分按A：B=1：1.2的比例混合，以1150r/min的速度搅拌，搅拌时间为45min，得到乙组分，备用；
步骤（5）：将甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，以780r/min的速度搅拌，搅拌时间为25min，静置20min，得到纳米镁铝耐腐蚀涂料成品。
9.根据权利要求6所述的纳米镁铝耐腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤(1) ：按上述配方将环氧树脂、羟基丙烯酸树脂和磷酸二氢铵加入搅拌器中，在600r/min的速度下搅拌16min，得到甲组分，备用；
步骤(2)：按上述配方将纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆以及纳米稀土氧化物中加入去离子水，边加入边搅拌，搅拌速度，以1300r/min的速度搅拌25min，得到乙组分中的A组分，备用；
步骤(3) ：按上述配方将丁醇、填料、硫酸钡、二乙烯三胺和二丙二醇丁醚加入搅拌器中，在850r/min的速度下搅拌190min，得到乙组分中的B组分，备用；
步骤(4) ：将A组分与B组分按A：B=1：1.2的比例混合，以1050r/min的速度搅拌，搅拌时间为52min，得到乙组分，备用；
步骤（5）：将甲、乙两组分按甲：乙=1：1.5的比例混合，以760r/min的速度搅拌，搅拌时间为30min，静置20min，得到纳米镁铝耐腐蚀涂料成品。
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