CN107118652A - 一种防腐涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料的技术领域，具体涉及一种防腐涂料的制备方法。本发明将石墨、石灰石和钛白粉混合球磨后与乙醇溶液混合，分散后制得分散液，并加入六水合氯化铁、七水合硫酸亚铁和去离子水，调节pH后收集滤渣，将其洗涤干燥粉碎后得改性复合粉末，然后将苯酚、甲苯和硼酸混合，调节pH后加入多聚甲醛，干燥粉碎后得硼酸酚醛树脂，接着将溶剂和表面活性剂混合，搅拌后加入改性复合粉末，超声分散后加入环氧树脂与硼酚醛树脂等物质，出料，即可得耐高温耐酸防腐涂，本发明所得的耐高温耐酸防腐涂料可同时满足在不同腐蚀环境下的需要，防腐时间长，且该涂料制备方法简单，生产成本低。

Description

一种防腐涂料的制备方法
技术领域
本发明属于涂料的技术领域，具体涉及一种防腐涂料的制备方法。
背景技术
钢铁制成的船舶，常年累月的航行于茫茫大海之中，长期经受着海洋环境中各种腐蚀介质的侵蚀，由此造成的损失非常严重。为了减少腐蚀，提高船舶的使用寿命，人们使用了各种治理手段，而涂料保护是经济且有效的方法之一。
蓄电池舱环境温度较高，一般在40～50℃，相对湿度在80%左右，蓄电池中的硫酸不可避免会溅出，尤其是常规潜艇内蓄电池数量较多，经常出问题，作为重点防腐区。蓄电池舱涂料的主要品种有环氧沥青耐酸涂料、环氧一酚醛耐酸涂料、聚氨酷耐酸涂料和乙烯树脂耐酸涂料，常用的电瓶舱涂料是采用环氧涂料作底漆，面漆使用环氧沥青、环氧酚醛、聚氨酷或乙烯树脂涂料，通常情况下，内舱涂料使用底面合一的涂料，电瓶舱涂料有时需用耐酸性更佳的涂料罩面来达到更好的耐酸性能。
目前海军舰艇蓄电池舱耐酸防腐涂料主要使用海军装备技术研究所帆缆涂料研究室研制生产的环氧沥青类耐酸涂料。此类涂料的虽具有固体含量高，可制成厚浆型涂料，一次喷涂干膜厚度大于林，优良的耐水性、耐冲击性和耐磨性，与各类车间底漆配套性良好，价格低廉等优点。可在酸性条件下的耐腐蚀性能差，不能同时满足在不同腐蚀环境下金属防护的需要，防腐期短，缩短了金属制品的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前所使用的防腐涂料在酸性条件下的耐腐蚀性能差，不能同时满足在不同腐蚀环境下金属防护的需要，防腐期短，缩短了金属制品使用寿命的缺陷，提供了一种防腐涂料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：
（1）按重量比1:2:1称取石墨、石灰石和钛白粉，加入球磨机中球磨，球磨后过筛得混合粉末，按质量比1：5将混合粉末与乙醇溶液混合后超声分散，得分散液；
（2）向分散液中依次加入六水合氯化铁、七水合硫酸亚铁、分散液和去离子水，超声分散后用氢氧化钠溶液调节pH值为12～13，调节后搅拌，再用质量分数70%高氯酸调节pH为5.0～5.5，放置后过滤得滤渣，并用去离子洗涤滤渣至中性后放入真空干燥箱中干燥干燥后粉碎，过筛，得改性复合粉末，备用；
（3）按质量比1:2分别称取苯酚和甲苯加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶移入油浴锅中，升温至95～100℃后加入硼酸，用氨水调节pH值后保温反应，反应结束后向三口烧瓶中加入多聚甲醛，并升温至115～125℃，保温搅拌后抽真空至真空度为10～20Pa，搅拌后停止抽真空并出料，得反应物，放入烘箱中，干燥后粉碎，过筛，得硼酚醛树脂，备用；
（4）按质量比2:1将正丁醇和乙酸乙酯混合，混合后加入十二烷基三甲基溴化铵，搅拌混合后加入步骤（2）备用的改性复合粉末，超声分散后得悬浮液；
（5）按重量份数计，分别选取60～80份悬浮液、100～120份环氧树脂、30～50份步骤（3）备用的硼酚醛树脂、1～3份分散剂、0.5～1.0份消泡剂、0.3～0.5份流平剂BYK-33、1～3份增稠剂、3～5份成膜助剂和2～4份硅烷偶联剂，搅拌1～2h后出料，即可得到防腐涂料。
步骤（1）中所述的乙醇溶液的质量分数为20%，超声分散的功率为15～25KHz，超声分散时间为10～15min。
步骤（2）中所述的六水合氯化铁质量为分散液质量8～10%，七水合硫酸亚铁质量为分散液质量4～5%，去离子水质量为分散液质量1.5～2.0倍。
步骤（3）中所述的调节的pH值为7.8～8.0，硼酸质量为苯酚质量的5～7%，多聚甲醛质量为苯酚质量8～12%。
步骤（4）中所述的十二烷基三甲基溴化铵质量为正丁醇质量6～10%，改性复合粉末质量为正丁醇质量12～15%。
步骤（5）中所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、BYK-110中的一种或两种。
步骤（5）中所述的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
步骤（5）中所述的增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、黄原胶、明胶、魔芋胶粉中的一种或多种。
步骤（5）中所述的成膜助剂为乙二醇乙醚、十二碳醇酯、乙二醇或丙二醇中的一种或多种。
步骤（5）中所述的硅烷偶联剂为是甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种组成。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明利用石墨、石灰石和钛白粉为混合无机填料，向六水合氯化铁、七水合硫酸亚铁中加入碱溶液后反应生成氢氧化铁，再将氢氧化铁与高氯酸进行反应，反应生成高铁酸钠，将高铁酸钠和混合无机填料混合后得防腐填料，添加在涂料中，不仅能将外界腐烛介质阻隔在外，提高涂料的耐酸性能，增长涂料的使用寿命，并且防腐填料能在涂料中分散均匀，提高涂层的力学性能、抗剥离性能和耐高温性能，在腐蚀环境下使用效果较好；
（2）本发明利用环氧树脂和硼酚醛树脂作为防腐涂料的基料，由于硼酚醛树脂具有优异的耐高温性、良好的柔顺性和防腐性，可以弥补环氧树脂在性能上的一些不足，复合后制备得到的涂料具有耐高温、耐磨、耐防腐的特性，并树脂间各个组分之间能够最大程度结合一起，从而保证了涂层的致密度，降低外界环境中的腐蚀介质对涂层的破坏；
（3）本发明所得的防腐涂料可同时满足在不同腐蚀环境下的需要，防腐时间长，且该涂料制备方法简单，在质量分数5%硫酸中浸泡8～10天，涂层不起泡不脱落，在质量分数5%氢氧化钠溶液中浸泡8～10天，涂层不起泡不脱落抗腐蚀性能强。
具体实施方式
按重量比1:2:1称取石墨、石灰石和钛白粉，加入球磨机中球磨2～3h，球磨后过400～450目筛得混合粉末，按质量比1：5将混合粉末与质量分数20%乙醇溶液混合，并在15～25KHz的条件下超声分散10～15min，得分散液；向分散液中依次加入分散液质量8～10%六水合氯化铁、分散液质量4～5%七水合硫酸亚铁和分散液质量1.5～2.0倍去离子水，超声分散15～20min后用质量分数15%氢氧化钠溶液调节pH值为12～13，调节后搅拌30～50min，再用质量分数70%高氯酸调节pH为5.0～5.5，放置3～5h后过滤得滤渣，并用去离子洗涤滤渣至中性后放入真空干燥箱中干燥8～10h，干燥后粉碎，过400～450目筛，得改性复合粉末，按质量比1:2分别称取苯酚和甲苯加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶移入油浴锅中，升温至95～100℃后加入苯酚质量5～7%硼酸，搅拌混合10～15min后用质量分数15%氨水调节pH值为7.8～8.0，调节后保温反应2～4h，反应结束后向三口烧瓶中加入苯酚质量8～12%多聚甲醛，并升温至115～125℃，保温搅拌3～5h后抽真空度为10～20Pa，搅拌15～20min后停止抽真空并出料，得反应物，放入烘箱中，在50～60℃温度下干燥10～12h，干燥后粉碎，过80～100目筛，得硼酚醛树脂，按质量比2:1将正丁醇和乙酸乙酯混合，混合后加入正丁醇质量6～10%十二烷基三甲基溴化铵，搅拌混合1～2h后加入正丁醇质量12～15%改性复合粉末，在20～30KHz的条件下超声分散20～30min，得悬浮液，按重量份数计，分别选取60～80份悬浮液、100～120份环氧树脂E51、30～50份硼酚醛树脂、1～3份分散剂、0.5～1.0份消泡剂、0.3～0.5份流平剂BYK-33、1～3份增稠剂、3～5份成膜助剂和2～4份硅烷偶联剂，搅拌1～2h后出料，即可得到防腐涂料。
所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、BYK-110中的一种或两种。
所述的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
所述的增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、黄原胶、明胶、魔芋胶粉中的一种或多种。
所述的成膜助剂为乙二醇乙醚、十二碳醇酯、乙二醇或丙二醇中的一种或多种。
所述的硅烷偶联剂为是甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种组成。
将本发明制备得到的防腐涂料涂覆在铁制基材表面，涂覆量为200～300g/m2，涂覆后自然干燥8～10h，将涂覆涂层的基材浸泡在质量分数5%硫酸中，浸泡8～10天，涂层不起泡不脱落，在质量分数5%氢氧化钠溶液中浸泡8～10天，涂层不起泡不脱落抗腐蚀性能强。
实例1
按重量比1:2:1称取石墨、石灰石和钛白粉，加入球磨机中球磨2h，球磨后过400目筛得混合粉末，按质量比1：5将混合粉末与质量分数20%乙醇溶液混合，并在15KHz的条件下超声分散10min，得分散液；向分散液中依次加入分散液质量8%六水合氯化铁、分散液质量4%七水合硫酸亚铁和分散液质量1.5倍去离子水，超声分散15min后用质量分数15%氢氧化钠溶液调节pH值为12，调节后搅拌30min，再用质量分数70%高氯酸调节pH为5.0，放置3h后过滤得滤渣，并用去离子洗涤滤渣至中性后放入真空干燥箱中干燥8h，干燥后粉碎，过400目筛，得改性复合粉末，按质量比1:2分别称取苯酚和甲苯加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶移入油浴锅中，升温至95℃后加入苯酚质量5%硼酸，搅拌混合10min后用质量分数15%氨水调节pH值为7.8，调节后保温反应2h，反应结束后向三口烧瓶中加入苯酚质量8%多聚甲醛，并升温至115℃，保温搅拌3h后抽真空度为10Pa，搅拌15min后停止抽真空并出料，得反应物，放入烘箱中，在50℃温度下干燥10h，干燥后粉碎，过80目筛，得硼酚醛树脂，按质量比2:1将正丁醇和乙酸乙酯混合，混合后加入正丁醇质量6%十二烷基三甲基溴化铵，搅拌混合1h后加入正丁醇质量12%改性复合粉末，在20KHz的条件下超声分散20min，得悬浮液，按重量份数计，分别选取60份悬浮液、100份环氧树脂E51、30份硼酚醛树脂、1份聚乙烯吡咯烷酮、0.5份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、0.3份流平剂BYK-33、1份黄原胶、3份十二碳醇酯和2份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌1h后出料，即可得到防腐涂料。
将本发明制备得到的防腐涂料涂覆在铁制基材表面，涂覆量为200g/m2，涂覆后自然干燥8h，将涂覆涂层的基材浸泡在质量分数5%硫酸中，浸泡8天，涂层不起泡不脱落，在质量分数5%氢氧化钠溶液中浸泡8天，涂层不起泡不脱落抗腐蚀性能强。
实例2
按重量比1:2:1称取石墨、石灰石和钛白粉，加入球磨机中球磨3h，球磨后过450目筛得混合粉末，按质量比1：5将混合粉末与质量分数20%乙醇溶液混合，并在25KHz的条件下超声分散15min，得分散液；向分散液中依次加入分散液质量10%六水合氯化铁、分散液质量5%七水合硫酸亚铁和分散液质量2.0倍去离子水，超声分散20min后用质量分数15%氢氧化钠溶液调节pH值为13，调节后搅拌50min，再用质量分数70%高氯酸调节pH为5.5，放置5h后过滤得滤渣，并用去离子洗涤滤渣至中性后放入真空干燥箱中干燥10h，干燥后粉碎，过450目筛，得改性复合粉末，按质量比1:2分别称取苯酚和甲苯加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶移入油浴锅中，升温至100℃后加入苯酚质量7%硼酸，搅拌混合15min后用质量分数15%氨水调节pH值为8.0，调节后保温反应4h，反应结束后向三口烧瓶中加入苯酚质量12%多聚甲醛，并升温至125℃，保温搅拌5h后抽真空度为20Pa，搅拌20min后停止抽真空并出料，得反应物，放入烘箱中，在60℃温度下干燥12h，干燥后粉碎，过100目筛，得硼酚醛树脂，按质量比2:1将正丁醇和乙酸乙酯混合，混合后加入正丁醇质量10%十二烷基三甲基溴化铵，搅拌混合2h后加入正丁醇质量15%改性复合粉末，在30KHz的条件下超声分散30min，得悬浮液，按重量份数计，分别选取80份悬浮液、120份环氧树脂E51、50份硼酚醛树脂、3份BYK-110、1.0份聚二甲基硅氧烷、0.5份流平剂BYK-33、3份羧甲基纤维素钠、5份乙二醇和4份γ-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌2h后出料，即可得到防腐涂料。
将本发明制备得到的防腐涂料涂覆在铁制基材表面，涂覆量为250g/m2，涂覆后自然干燥9h，将涂覆涂层的基材浸泡在质量分数5%硫酸中，浸泡9天，涂层不起泡不脱落，在质量分数5%氢氧化钠溶液中浸泡9天，涂层不起泡不脱落抗腐蚀性能强。
实例3
按重量比1:2:1称取石墨、石灰石和钛白粉，加入球磨机中球磨2.5h，球磨后过425目筛得混合粉末，按质量比1：5将混合粉末与质量分数20%乙醇溶液混合，并在20KHz的条件下超声分散13min，得分散液；向分散液中依次加入分散液质量9%六水合氯化铁、分散液质量4%七水合硫酸亚铁和分散液质量1.8倍去离子水，超声分散17min后用质量分数15%氢氧化钠溶液调节pH值为12.5，调节后搅拌40min，再用质量分数70%高氯酸调节pH为5.3，放置4h后过滤得滤渣，并用去离子洗涤滤渣至中性后放入真空干燥箱中干燥9h，干燥后粉碎，过425目筛，得改性复合粉末，按质量比1:2分别称取苯酚和甲苯加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶移入油浴锅中，升温至98℃后加入苯酚质量6%硼酸，搅拌混合13min后用质量分数15%氨水调节pH值为7.9，调节后保温反应3h，反应结束后向三口烧瓶中加入苯酚质量10%多聚甲醛，并升温至120℃，保温搅拌4h后抽真空度为15Pa，搅拌18min后停止抽真空并出料，得反应物，放入烘箱中，在55℃温度下干燥11h，干燥后粉碎，过90目筛，得硼酚醛树脂，按质量比2:1将正丁醇和乙酸乙酯混合，混合后加入正丁醇质量8%十二烷基三甲基溴化铵，搅拌混合1.5h后加入正丁醇质量13%改性复合粉末，在25KHz的条件下超声分散25min，得悬浮液，按重量份数计，分别选取70份悬浮液、110份环氧树脂E51、40份硼酚醛树脂、2份聚乙烯吡咯烷酮、0.8份聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、0.4份流平剂BYK-33、2份明胶、4份丙二醇和3份3-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷，搅拌1.5h后出料，即可得到防腐涂料。
将本发明制备得到的防腐涂料涂覆在铁制基材表面，涂覆量为250g/m2，涂覆后自然干燥9h，将涂覆涂层的基材浸泡在质量分数5%硫酸中，浸泡10天，涂层不起泡不脱落，在质量分数5%氢氧化钠溶液中浸泡10天，涂层不起泡不脱落抗腐蚀性能强。

Claims (10)

1.一种防腐涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量比1:2:1称取石墨、石灰石和钛白粉，加入球磨机中球磨，球磨后过筛得混合粉末，按质量比1：5将混合粉末与乙醇溶液混合后超声分散，得分散液；
（2）向分散液中依次加入六水合氯化铁、七水合硫酸亚铁、分散液和去离子水，超声分散后用氢氧化钠溶液调节pH值为12～13，调节后搅拌，再用质量分数70%高氯酸调节pH为5.0～5.5，放置后过滤得滤渣，并用去离子洗涤滤渣至中性后放入真空干燥箱中干燥干燥后粉碎，过筛，得改性复合粉末，备用；
（3）按质量比1:2分别称取苯酚和甲苯加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶移入油浴锅中，升温至95～100℃后加入硼酸，用氨水调节pH值后保温反应，反应结束后向三口烧瓶中加入多聚甲醛，并升温至115～125℃，保温搅拌后抽真空至真空度为10～20Pa，搅拌后停止抽真空并出料，得反应物，放入烘箱中，干燥后粉碎，过筛，得硼酚醛树脂，备用；
（4）按质量比2:1将正丁醇和乙酸乙酯混合，混合后加入十二烷基三甲基溴化铵，搅拌混合后加入步骤（2）备用的改性复合粉末，超声分散后得悬浮液；
（5）按重量份数计，分别选取60～80份悬浮液、100～120份环氧树脂、30～50份步骤（3）备用的硼酚醛树脂、1～3份分散剂、0.5～1.0份消泡剂、0.3～0.5份流平剂BYK-33、1～3份增稠剂、3～5份成膜助剂和2～4份硅烷偶联剂，搅拌1～2h后出料，即可得到防腐涂料。
2.根据权利要求1所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的乙醇溶液的质量分数为20%，超声分散的功率为15～25KHz，超声分散时间为10～15min。
3.根据权利要求1所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的六水合氯化铁质量为分散液质量8～10%，七水合硫酸亚铁质量为分散液质量4～5%，去离子水质量为分散液质量1.5～2.0倍。
4.根据权利要求1所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的调节的pH值为7.8～8.0，硼酸质量为苯酚质量的5～7%，多聚甲醛质量为苯酚质量8～12%。
5.根据权利要求1所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的十二烷基三甲基溴化铵质量为正丁醇质量6～10%，改性复合粉末质量为正丁醇质量12～15%。
6.根据权利要求1所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、BYK-110中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、黄原胶、明胶、魔芋胶粉中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的成膜助剂为乙二醇乙醚、十二碳醇酯、乙二醇或丙二醇中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的硅烷偶联剂为是甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种组成。
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