CN106046878A - 一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法 - Google Patents

一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，其涂料组合物由石灰石粉、聚合碳粉、油酸、二氧化钛粉末、双氧水、膨胀石墨、抗腐蚀剂、抗磨剂、三聚氰胺磷酸盐、膨胀珍珠岩、陶瓷粉和助剂制备而成。采用本发明涂料组合物处理后的合金钢不仅不影响本身的特性，硬度、韧度、脆性都符合国家标准，兼具显著的防火性能和抗腐蚀性能，较传统合金钢使用寿命大大延长，实用价值显著。

Description

一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种钢材领域，尤其是涉及一种合金钢涂料组合物及其制备方法。
背景技术
合金钢的发展已经有100多年的历史了，到目前为止，多种多样的合金钢在工业上被应用，主要有以下类型：调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、工具钢、特殊性能钢、耐热钢、低温钢等各种性能优异的合金钢。
合金钢有多种多样，技术有很大进步，但是应用于不同的领域仍有很多问题存在，如耐磨性、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性等，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还很艰巨。
对合金钢的表面进行涂料的涂布以改进其性能是一种有效的方法，但市场上合金钢用涂料品种有限，功能单一，需要研制出更多更优质的涂料产品以供用户根据需要选择使用。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的现有合金钢耐腐蚀防火性能较差的问题，本发明提出了一种有效提高合金钢质量，增加防火防腐蚀性能佳的一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物，本发明另一个目的是提供一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法。
技术方案：为达以上目的，本发明提供了一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物，其照重量计包括以下组分的制备原料：石灰石粉16-30份、聚合碳粉6-12份、油酸2-5份、二氧化钛粉末4-6份、双氧水3-6份、膨胀石墨4-8份、抗腐蚀剂1-2份、抗磨剂1-2份、三聚氰胺磷酸盐2-4份、膨胀珍珠岩4-8份、陶瓷粉4-8份和助剂4-8份。
优选的，所述聚合碳粉为质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉制备而成。
优选的，所述分散剂为丙烯酸和柠檬酸钠质量比为2:3的混合物。
优选的，所述树脂单体为合成树脂单体。
优选的，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
进一步优选的，所述助剂按照重量计包括麦饭石粉2-5份和抑烟剂2-3份。
本发明中三聚氰胺磷酸盐作为催化剂，兼具成炭催化剂和发泡剂作用，同时膨胀石墨、膨胀珍珠岩、陶瓷粉协同作用作为发泡材料，大大提高了涂层的发泡率，不仅发泡厚度可达原涂层厚度的50倍以上，而且使得发泡层具有一定的硬度，且加上钛白粉与助剂中的麦饭石粉协同作用，一方面具有抗氧化作用，有效延长本涂料的作用时效，另一方面大幅提高涂料的耐候性能，使得合金钢涂料组合物在大幅提高耐火耐腐蚀性能的同时，保持涂料的物理性能不随之降低，第三方面当采用金红石型钛白粉时，受火时采用本发明涂布的涂层膨胀更为迅速，且均匀细密厚实，防火效果更好，第四方面加上抑烟剂和石灰石粉的协同作用，通过吸热延缓温度上升速度，发烟量极少，实用性安全性更佳，整体能更为有效的保护被涂布的合金钢，延长合金钢使用寿命。
进一步优选的，所述抗腐蚀剂为硫脲、柠檬烯、聚乙烯醇质量比为1:2:1混合物。
进一步优选的，所述抗磨剂为极压抗磨剂。
本发明同时提供了用于上述防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的准备：首先按照重量计准备以下制备原料：石灰石粉16-30份、聚合碳粉6-12份、油酸2-5份、二氧化钛粉末4-6份、双氧水3-6份、膨胀石墨4-8份、抗腐蚀剂1-2份、抗磨剂1-2份、三聚氰胺磷酸盐2-4份、膨胀珍珠岩4-8份、陶瓷粉4-8份和助剂4-8份；其中聚合碳粉需另外进行制备；
(2)聚合碳粉的制备：称取质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉，混合均匀后，加入总量20倍的水充分搅拌并置于超声下分散50-60min，加热至90-120℃聚合反应60-90min，将冷却后的反应物洗涤2-3次后过滤分离得到聚合碳粉成品备用；
(3)将石灰石粉、聚合碳粉、油酸、双氧水混合均匀加热至50-60℃后再依次加入二氧化钛粉末、膨胀石墨、膨胀珍珠岩、陶瓷粉和三聚氰胺磷酸盐后高速搅拌至混合物呈粘稠状，加热至110℃时保温20-30min，趁热加入抗腐蚀剂、抗磨剂和助剂，混合均匀后保温40-60min后冷却至室温得到所需涂料。
有益效果：本发明提供的一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物，由石灰石粉、聚合碳粉、油酸、二氧化钛粉末、双氧水、膨胀石墨、抗腐蚀剂、抗磨剂、三聚氰胺磷酸盐、膨胀珍珠岩、陶瓷粉和助剂制备而成。采用本发明涂料组合物处理后的合金钢不仅不影响本身的特性，硬度、韧度、脆性都符合国家标准，兼具显著的防火性能和抗腐蚀性能，较传统合金钢使用寿命大大延长，实用价值显著。
具体实施方式
实施例1：
一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物，按照重量计包括以下组分的制备原料：石灰石粉16份、聚合碳粉6份、油酸2份、二氧化钛粉末4份、双氧水3份、膨胀石墨4份、抗腐蚀剂1份、抗磨剂1份、三聚氰胺磷酸盐2份、膨胀珍珠岩4份、陶瓷粉4份和助剂4份。
助剂按照重量计包括麦饭石粉2份和抑烟剂2份。
其中，所述聚合碳粉为质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉制备而成；其中分散剂为丙烯酸和柠檬酸钠质量比为2:3的混合物；树脂单体为合成树脂单体；此外钛白粉为为金红石型钛白粉；所述膨胀石墨为30％的丙烯酸树脂和70％的酚醛树脂混合制备而成；抗腐蚀剂为硫脲、柠檬烯、聚乙烯醇质量比为1:2:1混合物；所述抗磨剂为极压抗磨剂。
该防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的准备：首先按照重量计准备以下制备原料：石灰石粉16份、聚合碳粉6份、油酸2份、二氧化钛粉末4份、双氧水3份、膨胀石墨4份、抗腐蚀剂1份、抗磨剂1份、三聚氰胺磷酸盐2份、膨胀珍珠岩4份、陶瓷粉4份和助剂4份；其中聚合碳粉需另外进行制备；
(2)聚合碳粉的制备：称取质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉，混合均匀后，加入总量20倍的水充分搅拌并置于超声下分散50min，加热至90℃聚合反应60min，将冷却后的反应物洗涤2次后过滤分离得到聚合碳粉成品备用；
(3)将石灰石粉、聚合碳粉、油酸、双氧水混合均匀加热至50℃后再依次加入二氧化钛粉末、膨胀石墨、膨胀珍珠岩、陶瓷粉和三聚氰胺磷酸盐后高速搅拌至混合物呈粘稠状，加热至110℃时保温20min，趁热加入抗腐蚀剂、抗磨剂和助剂，混合均匀后保温40min后冷却至室温得到所需涂料。
经试验检测，使用本实施例提供的涂料组合物，受火时发泡厚度可达原涂层厚度的53倍。
实施例2：
一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物，按照重量计包括以下组分的制备原料：石灰石粉30份、聚合碳粉12份、油酸5份、二氧化钛粉末6份、双氧水6份、膨胀石墨8份、抗腐蚀剂2份、抗磨剂2份、三聚氰胺磷酸盐4份、膨胀珍珠岩8份、陶瓷粉8份和助剂8份。
助剂按照重量计包括麦饭石粉5份和抑烟剂3份。
其中，所述聚合碳粉为质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉制备而成；其中分散剂为丙烯酸和柠檬酸钠质量比为2:3的混合物；树脂单体为合成树脂单体；此外钛白粉为为金红石型钛白粉；所述膨胀石墨为30％的丙烯酸树脂和70％的酚醛树脂混合制备而成；抗腐蚀剂为硫脲、柠檬烯、聚乙烯醇质量比为1:2:1混合物；所述抗磨剂为极压抗磨剂。
该防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的准备：首先按照重量计准备以下制备原料：石灰石粉30份、聚合碳粉12份、油酸5份、二氧化钛粉末6份、双氧水6份、膨胀石墨8份、抗腐蚀剂2份、抗磨剂2份、三聚氰胺磷酸盐4份、膨胀珍珠岩8份、陶瓷粉8份和助剂8份；其中聚合碳粉需另外进行制备；
(2)聚合碳粉的制备：称取质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉，混合均匀后，加入总量20倍的水充分搅拌并置于超声下分散60min，加热至120℃聚合反应90min，将冷却后的反应物洗涤3次后过滤分离得到聚合碳粉成品备用；
(3)将石灰石粉、聚合碳粉、油酸、双氧水混合均匀加热至60℃后再依次加入二氧化钛粉末、膨胀石墨、膨胀珍珠岩、陶瓷粉和三聚氰胺磷酸盐后高速搅拌至混合物呈粘稠状，加热至110℃时保温30min，趁热加入抗腐蚀剂、抗磨剂和助剂，混合均匀后保温60min后冷却至室温得到所需涂料。
经试验检测，使用本实施例提供的涂料组合物，受火时发泡厚度可达原涂层厚度的55倍。
实施例3：
一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物，按照重量计包括以下组分的制备原料：石灰石粉22份、聚合碳粉9份、油酸3份、二氧化钛粉末5份、双氧水5份、膨胀石墨5份、抗腐蚀剂2份、抗磨剂2份、三聚氰胺磷酸盐3份、膨胀珍珠岩6份、陶瓷粉6份和助剂6份。
助剂按照重量计包括麦饭石粉4份和抑烟剂2份。
其中，所述聚合碳粉为质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉制备而成；其中分散剂为丙烯酸和柠檬酸钠质量比为2:3的混合物；树脂单体为合成树脂单体；此外钛白粉为为金红石型钛白粉；所述膨胀石墨为30％的丙烯酸树脂和70％的酚醛树脂混合制备而成；抗腐蚀剂为硫脲、柠檬烯、聚乙烯醇质量比为1:2:1混合物；所述抗磨剂为极压抗磨剂。
该防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的准备：首先按照重量计准备以下制备原料：石灰石粉22份、聚合碳粉9份、油酸3份、二氧化钛粉末5份、双氧水5份、膨胀石墨5份、抗腐蚀剂2份、抗磨剂2份、三聚氰胺磷酸盐3份、膨胀珍珠岩6份、陶瓷粉6份和助剂6份；其中聚合碳粉需另外进行制备；
(2)聚合碳粉的制备：称取质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉，混合均匀后，加入总量20倍的水充分搅拌并置于超声下分散55min，加热至100℃聚合反应80min，将冷却后的反应物洗涤3次后过滤分离得到聚合碳粉成品备用；
(3)将石灰石粉、聚合碳粉、油酸、双氧水混合均匀加热至55℃后再依次加入二氧化钛粉末、膨胀石墨、膨胀珍珠岩、陶瓷粉和三聚氰胺磷酸盐后高速搅拌至混合物呈粘稠状，加热至110℃时保温25min，趁热加入抗腐蚀剂、抗磨剂和助剂，混合均匀后保温50min后冷却至室温得到所需涂料。
经试验检测，使用本实施例提供的涂料组合物，受火时发泡厚度可达原涂层厚度的60倍。
实施例4：
一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物，按照重量计包括以下组分的制备原料：石灰石粉20份、聚合碳粉8份、油酸4份、二氧化钛粉末5份、双氧水4份、膨胀石墨5份、抗腐蚀剂1份、抗磨剂1份、三聚氰胺磷酸盐3份、膨胀珍珠岩5份、陶瓷粉5份和助剂5份。
助剂按照重量计包括麦饭石粉3份和抑烟剂2份。
其中，所述聚合碳粉为质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉制备而成；其中分散剂为丙烯酸和柠檬酸钠质量比为2:3的混合物；树脂单体为合成树脂单体；此外钛白粉为为金红石型钛白粉；所述膨胀石墨为30％的丙烯酸树脂和70％的酚醛树脂混合制备而成；抗腐蚀剂为硫脲、柠檬烯、聚乙烯醇质量比为1:2:1混合物；所述抗磨剂为极压抗磨剂。
该防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的准备：首先按照重量计准备以下制备原料：石灰石粉20份、聚合碳粉8份、油酸4份、二氧化钛粉末5份、双氧水4份、膨胀石墨5份、抗腐蚀剂1份、抗磨剂1份、三聚氰胺磷酸盐3份、膨胀珍珠岩5份、陶瓷粉5份和助剂5份；其中聚合碳粉需另外进行制备；
(2)聚合碳粉的制备：称取质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉，混合均匀后，加入总量20倍的水充分搅拌并置于超声下分散50min，加热至110℃聚合反应70min，将冷却后的反应物洗涤3次后过滤分离得到聚合碳粉成品备用；
(3)将石灰石粉、聚合碳粉、油酸、双氧水混合均匀加热至50℃后再依次加入二氧化钛粉末、膨胀石墨、膨胀珍珠岩、陶瓷粉和三聚氰胺磷酸盐后高速搅拌至混合物呈粘稠状，加热至110℃时保温30min，趁热加入抗腐蚀剂、抗磨剂和助剂，混合均匀后保温60min后冷却至室温得到所需涂料。
经试验检测，使用本实施例提供的涂料组合物，受火时发泡厚度可达原涂层厚度的65倍。
采用实施例1-4的防火防腐蚀合金钢涂料组合物对合金钢进行处理后的成品进行抗腐蚀性能测试，测试方法采用GB10125-1997中盐雾试验进行测试，分别采集腐蚀24h、72h、120h的质量损失数据，并与未经涂料处理的合金钢进行对照测试，其结果如下表所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对照组
24h质量损失率(％) 0.00％ 0.00％ 0.00％ 0.00％ 0.89％
72h质量损失率(％) 0.01％ 0.02％ 0.00％ 0.00％ 1.86％
120h质量损失率(％) 0.55％ 0.71％ 0.15％ 0.21％ 3.9％
从上表数据可看出，本发明实施例1-4的防火防腐蚀合金钢涂料组合物处理过的合金钢，抗腐蚀性能远远优于未经处理过的合金钢。
采用本发明涂料组合物处理后的合金钢不仅不影响本身的特性，硬度、韧度、脆性都符合国家标准，其抗腐蚀性能显著，较传统合金钢使用寿命大大延长，实用价值显著。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)原料的准备：首先按照重量计准备以下制备原料：石灰石粉16-30份、聚合碳粉6-12份、油酸2-5份、二氧化钛粉末4-6份、双氧水3-6份、膨胀石墨4-8份、抗腐蚀剂1-2份、抗磨剂1-2份、三聚氰胺磷酸盐2-4份、膨胀珍珠岩4-8份、陶瓷粉4-8份和助剂4-8份；其中聚合碳粉需另外进行制备；
(2)聚合碳粉的制备：称取质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉，混合均匀后，加入总量20倍的水充分搅拌并置于超声下分散50-60min，加热至90-120℃聚合反应60-90min，将冷却后的反应物洗涤2-3次后过滤分离得到聚合碳粉成品备用；
(3)将石灰石粉、聚合碳粉、油酸、双氧水混合均匀加热至50-60℃后再依次加入二氧化钛粉末、膨胀石墨、膨胀珍珠岩、陶瓷粉和三聚氰胺磷酸盐后高速搅拌至混合物呈粘稠状，加热至110℃时保温20-30min，趁热加入抗腐蚀剂、抗磨剂和助剂，混合均匀后保温40-60min后冷却至室温得到所需涂料。
2.根据权利要求1所述的防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，其特征在于：所述聚合碳粉为质量比为1:2:1:3的树脂单体、炭黑、分散剂、钛白粉制备而成。
3.根据权利要求1所述的防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，其特征在于：所述分散剂为丙烯酸和柠檬酸钠质量比为2:3的混合物。
4.根据权利要求1所述的防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，其特征在于：所述树脂单体为合成树脂单体。
5.根据权利要求1所述的防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，其特征在于：所述钛白粉为金红石型钛白粉。
6.根据权利要求1所述的防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，其特征在于：所述助剂按照重量计包括麦饭石粉2-5份和抑烟剂2-3份。
7.根据权利要求1所述的防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，其特征在于：所述抗腐蚀剂为硫脲、柠檬烯、聚乙烯醇质量比为1:2:1混合物。
8.根据权利要求1所述的防火防腐蚀合金钢涂料组合物的制备方法，其特征在于：所述抗磨剂为极压抗磨剂。
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