CN106243862B - 输电铁塔防腐底漆、其制备方法及应用 - Google Patents

输电铁塔防腐底漆、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种输电铁塔防腐底漆、其制备方法及应用。所述输电铁塔防腐底漆主要由聚乙烯醇缩丁醛、石墨烯、二氧化钛、滑石粉、锶铬黄、分散剂、稀释剂和磷酸固化剂等组成。本发明的输电铁塔防腐底漆易于制备，成本低廉，且形成的涂层(漆膜)与基材的附着力好、综合防腐性能优异，同时可用以对输电铁塔等构件进行带锈涂装。

Description

输电铁塔防腐底漆、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种金属防护涂料，特别涉及一种输电铁塔防腐底漆、其制备方法及用途，属于金属防护领域。
背景技术
输电铁塔是国家电网输电线路工程的重要组成部分，主要起着连接架空导线(主要是钢芯铝绞线)，输送电能的作用。由于我国地域辽阔，输电铁塔的服役环境复杂，输电铁塔不仅要承受自重，还要受到冰雪、风沙、酸雨和架空导线相互拉力等的外加载荷，在不同大气腐蚀环境下，还遭受不同腐蚀介质的侵蚀。输电铁塔的安全可靠运行对保障电力输送至关重要。
热浸镀锌是目前用来防止输电铁塔大气腐蚀的重要途径。在空气干燥、无大气污染的环境中，热镀锌层起到优异的防护作用，防护时间可达十几年甚至几十年。然而，当输电铁塔处于沿海、城市或重工业污染环境中时，大气中存在的氮氧化物、硫氧化物等腐蚀性气体以及强吸湿性NaCl和MgCl2等污染物质，在一定的润湿条件下使热镀锌层发生电化学腐蚀溶解，大大缩短镀锌层的防护时间，若不进行有效防护甚至会危及铁塔安全运行。目前沿海地区输电铁塔镀锌层腐蚀溶解和镀层脱落现象比较严重，更换铁塔需要耗费大量人力物力，并且对铁塔进行涂层防护时施工困难，高空除锈作业比较危险。
因此，开发一种简单有效并且可以带锈涂装的防腐涂料，对于延长输电铁塔的服役寿命具有重要意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种输电铁塔防腐底漆、其制备方法及应用，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种输电铁塔防腐底漆，其主要由聚乙烯醇缩丁醛、石墨烯、二氧化钛、滑石粉、锶铬黄、分散剂、稀释剂和磷酸固化剂等组成。
本发明实施例还提供了前述任一种输电铁塔防腐底漆的制备方法，其包括：
将分散剂、石墨烯、二氧化钛和滑石粉均匀分散到稀释剂中，形成第一混合物；
将聚乙烯醇缩丁醛、锶铬黄于稀释剂中均匀混合，形成第二混合物；
将第一混合物和第二混合物混合，并添加磷酸固化剂，混合均匀后，形成所述输电铁塔防腐底漆。
本发明实施例还提供了由前述任一种输电铁塔防腐底漆形成的涂层。
本发明实施例还提供了前述任一种输电铁塔防腐底漆于金属防腐处理中的用途。
较之现有技术，本发明的输电铁塔防腐底漆易于制备，成本低廉，且形成的涂层(漆膜)与基材的附着力好、综合防腐性能优异，同时可以对铁塔等构件进行带锈涂装。
附图说明
图1是采用本发明实施例1的防腐底漆在输电铁塔涂覆后的示意图，其中固化后涂膜厚度为15～20μm。
图2是采用本发明实施例1的防腐底漆在输电铁塔涂覆后，采用拉拔法测试涂膜与铁塔基体之间附着力的照片。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供了一种输电铁塔防腐底漆，其主要由聚乙烯醇缩丁醛、石墨烯、二氧化钛、滑石粉、锶铬黄、分散剂、稀释剂和磷酸固化剂组成。
在一些较佳实施方案中，所述输电铁塔防腐底漆包括按照重量份计算的如下组分：聚乙烯醇缩丁醛10～20份、石墨烯0.1～2份、分散剂0.1～0.5份、二氧化钛5～10份、滑石粉2～5份、锶铬黄10～20份、稀释剂20～70份和磷酸固化剂。
进一步的，所述分散剂包括苯甲醇、乙酸乙酯、连苯三酚等的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步的，所述分散剂与石墨烯的质量比为1:1～1:5，最佳比例为1:3。
进一步的，所述石墨烯的平均直径(亦可认为是径向尺寸)为20～50μm，优选为10～30μm，最佳直径为25μm。
进一步的，所述石墨烯包括但不限于单层石墨烯、少层石墨烯(层数一般在3～10层)和多层石墨烯(层数一般在10～100层)中的任意一种或两种以上的组合等。
进一步的，所述防腐底漆中石墨烯的含量为0.1wt％～2wt％，优选为0.1wt％～1wt％，最优含量为0.6wt％。
进一步的，所述二氧化钛的平均粒径为1000-1500目。
进一步的，所述二氧化钛包括但不限于锐钛矿型、金红石型和板钛型二氧化钛等中的任意一种或两种以上的组合。
进一步的，所述防腐底漆中二氧化钛的含量为5wt％～10wt％，优选为6wt％～10wt％，最优含量为10wt％。
进一步的，所述锶铬黄的粒径为800～1200目。
进一步的，所述锶铬黄(又称铬酸锶，strontium chrome yellow)为黄色粉末，其可通过市购、自制等途径获取，例如，可由硝酸锶与铬酸钠溶液反应生成沉淀过滤干燥而制得。
进一步的，所述防腐底漆中锶铬黄的含量为10wt％～20wt％，优选为15wt％～20wt％，最优含量为18wt％。
进一步的，所述稀释剂包括但不限于正丁醇、乙醇、乙酸乙酯、蒸馏水等中的任意一种或两种以上的组合。
优选的，所述稀释剂中包含10～20重量份正丁醇。
进一步的，所述磷酸固化剂包括但不限于此浓磷酸、蒸馏水、正丁醇等中的任意一种或两种以上的组合。
本发明实施例的另一个方面提供了一种制备所述输电铁塔防腐底漆的方法，其包括：
将分散剂、石墨烯、二氧化钛和滑石粉均匀分散到稀释剂中，形成第一混合物；
将聚乙烯醇缩丁醛、锶铬黄于稀释剂(优选正丁醇)中均匀混合，形成第二混合物；
将第一混合物和第二混合物混合，并添加磷酸固化剂，混合均匀后，形成所述输电铁塔防腐底漆。
本发明实施例的另一个方面提供了由所述的输电铁塔防腐底漆形成的涂层。
本发明实施例的另一个方面提供了所述的输电铁塔防腐底漆于金属防腐处理中的用途。
本发明实施例的另一个方面提供了一种金属基材防护方法，其包括：在金属基材表面涂覆所述的输电铁塔防腐底漆，并使所述防腐底漆固化成膜(特别是室温下固化)。
优选的，所述金属基材包括钢构件或镀锌件，例如电铁塔、螺栓、螺帽等设备。
在前述实施方案中，可采用的涂覆方式包括但不限于抹涂、旋涂、刮涂、喷涂等等业界已知的任何合适方式。
藉由所述输电铁塔防腐底漆形成的涂层，可以起到封闭和防腐蚀作用。
在一些较为具体的实施方案中，一种输电铁塔防腐底漆的制备及应用方法可以包括如下步骤：
(1)将分散剂、石墨烯(粉体状)、二氧化钛和和滑石粉按一定比例，超声依次分散到稀释剂中；
(2)将聚乙烯醇缩丁醛，锶铬黄依次加入正丁醇中，约1500r/min搅拌约30min；
(3)将步骤(1)和(2)所获混合物混合，在约1000r/min搅拌约20min，添加磷酸固化剂，搅拌均匀，涂覆到输电铁塔等构件表面，室温固化成膜。
与现有输电铁塔防腐涂料相比，本发明的防腐底漆制备工艺简单、与基材的附着力好、防腐性能优异，同时可以对铁塔等构件进行带锈涂装。
以下结合若干实施例和附图等对本发明做更详细的描述，但所述实施例不构成对本发明的限制。
实施例1：将0.2g苯甲醇、0.5g石墨烯(购自宁波墨西科技有限公司，石墨烯层数为6～8层)分散在50mL乙醇中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入10g二氧化钛，3g滑石粉，搅拌，将所制分散浆料加到20g聚乙烯醇缩丁醛(购自青岛昊成实业有限公司)中，依次加入15g锶铬黄(购自上海铬黄颜料厂苏州市分厂)，45mL正丁醇，1000r/min搅拌20min，然后添加磷酸固化剂(购自国药集团化学试剂有限公司)，搅拌均匀，即可得到输电铁塔防腐底漆，由其形成的涂层的附着力、耐盐雾和耐盐水浸泡性能见表1，其在应用时的形态和性能可参阅图1-图2。
实施例2：将0.1g连苯三酚及0.3g石墨烯(购自宁波墨西科技有限公司，石墨烯层数为6～8层)分散在50mL乙醇中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入8g二氧化钛，5g滑石粉，搅拌，将所制分散浆料加到18g聚乙烯醇缩丁醛(购自青岛昊成实业有限公司)中，依次加入13g锶铬黄(购自上海铬黄颜料厂苏州市分厂)，45mL正丁醇，1000r/min搅拌20min，然后添加磷酸固化剂(购自国药集团化学试剂有限公司)，搅拌均匀，即可得到输电铁塔防腐底漆，由其形成的涂层的附着力、耐盐雾和耐盐水浸泡性能见表1。
实施例3：将0.1g连苯三酚及0.4g石墨烯(购自宁波墨西科技有限公司，石墨烯层数为6～8层)分散在30mL乙酸乙酯和20mL乙醇的混合溶剂中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入6g二氧化钛，5g滑石粉，搅拌，将所制分散浆料加到20g聚乙烯醇缩丁醛(购自青岛昊成实业有限公司)中，依次加入15g锶铬黄(购自上海铬黄颜料厂苏州市分厂)，45mL正丁醇，1000r/min搅拌20min，然后添加磷酸固化剂(购自国药集团化学试剂有限公司)，搅拌均匀，即可得到输电铁塔防腐底漆，由其形成的涂层的附着力、耐盐雾和耐盐水浸泡性能见表1。
对比例1：按照如实施例1所述的方法，不同之处在于将15g锶铬黄换成15g二氧化钛，制备输电铁塔防腐底漆，由其形成的涂层的附着力、耐盐雾和耐盐水浸泡性能见表1。
表1本发明实施例1-3及对比例1中输电铁塔防腐底漆的综合物理性能
物理性能 检测标准 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
外观 观察 平整 平整 平整 平整
附着力 GB/T 5210 0级 0级 0级 0级
耐盐雾性能(h) GB/T 1771 700 800 800 300
耐盐水性能(h) GB1763 400 500 500 450
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种输电铁塔防腐底漆，其特征在于包括按照重量份计算的如下组分：聚乙烯醇缩丁醛10～20份、石墨烯0.1～2份、分散剂0.1～0.5份、二氧化钛5～10份、滑石粉2～5份、锶铬黄10～20份、稀释剂20～70份和磷酸固化剂，所述稀释剂中包含10～20重量份正丁醇；并且，所述防腐底漆中石墨烯的含量为0.1wt％～1wt％，二氧化钛的含量为6wt％～10wt％，锶铬黄的含量为15wt％～20wt％，所述石墨烯的平均直径为20～50μm，所述二氧化钛的平均粒径为1000～1500目，所述锶铬黄的粒径为800-1200目。
2.如权利要求1所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述分散剂为苯甲醇、乙酸乙酯、连苯三酚的任意一种或两种以上的组合。
3.如权利要求1所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述分散剂与石墨烯的质量比为1:1～1:5。
4.如权利要求3所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述分散剂与石墨烯的质量比为1:3。
5.如权利要求1所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述石墨烯的平均直径为10～30μm。
6.如权利要求5所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述石墨烯的平均直径为25μm。
7.如权利要求1所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述石墨烯为单层石墨烯和/或多层石墨烯。
8.如权利要求1所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述防腐底漆中石墨烯的含量为0.6wt％。
9.如权利要求1所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述二氧化钛为锐钛矿型、金红石型和板钛型二氧化钛中的任意一种或两种以上的组合。
10.如权利要求1所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述防腐底漆中二氧化钛的含量为10wt％。
11.如权利要求1所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述防腐底漆中锶铬黄的含量为18wt％。
12.如权利要求1所述的输电铁塔防腐底漆，其特征在于：所述磷酸固化剂包括浓磷酸、蒸馏水以及正丁醇。
13.如权利要求1-12中任一项所述输电铁塔防腐底漆的制备方法，其特征在于包括：
将分散剂、石墨烯、二氧化钛和滑石粉均匀分散到稀释剂中，形成第一混合物；
将聚乙烯醇缩丁醛、锶铬黄于稀释剂中均匀混合，形成第二混合物；
将第一混合物和第二混合物混合，并添加磷酸固化剂，混合均匀后，形成所述输电铁塔防腐底漆。
14.由权利要求1-12中任一项所述的输电铁塔防腐底漆形成的涂层。
15.如权利要求1-12中任一项所述的输电铁塔防腐底漆于金属防腐处理中的用途。
16.一种金属基材防护方法，其特征在于包括：在金属基材表面涂覆权利要求1-12中任一项所述的输电铁塔防腐底漆，并使所述防腐底漆固化成膜。
17.如权利要求16所述的金属基材防护方法，其特征在于：所述金属基材为钢构件或镀锌件。
18.如权利要求17所述的金属基材防护方法，其特征在于：所述金属基材为输电铁塔或螺纹紧固件。
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