CN108103789B - 一种耐氢氟酸防腐卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐氢氟酸防腐卷材，该材料为层状结构，由分别浸渍耐氢氟酸防腐涂料的聚酯纤维表面毡表层和涤纶编织布增强层贴合固化而成；所述耐氢氟酸防腐涂料的组成为：树脂55～75％；增韧树脂10～20％；分散剂0.5～1％；消泡剂0.1～0.3％；增稠剂0.2～1％；色浆1～5％；固化引发剂0.5～2％；其余为耐磨填料。本发明采用聚酯纤维表面毡和涤纶编织布作为基材，将该基材浸渍于特定原料组成的耐氢氟酸防腐涂料中，得到的两层结构的耐氢氟酸复合材料不仅氢氟酸防腐蚀性能优异、柔韧性较好、拉伸强度和抗压强度高，而且还保持耐磨性好、抗污等性能，材料施工方便，适用范围广。

Description

一种耐氢氟酸防腐卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及重防腐蚀复合材料的制备技术领域，尤其涉及一种耐氢氟酸防腐卷材及其制备方法。
背景技术
随着我国工业的快速发展，工业领域对防腐蚀材料的需求越来越多，所需要的防腐蚀的正对性也越来越强。氢氟酸是工业生产中一种强腐蚀难防护的酸性物质，腐蚀性非常强，其对玻璃及含硅类物质都有很强的腐蚀性。
传统的耐氢氟酸防腐材料基本为现场施工的涂料，在地板或建材表面浇筑成型；例如：公布号为CN1400278的发明专利申请文献公开了一种耐氢氟酸型呋喃树脂防腐材料，该材料由甲、乙双组份组成，甲组份为糠醇糖醛型呋喃树脂；乙组份为活性固化剂和弹性本、耐酸粉料混合组成的复合粉剂；其中甲组份∶乙组份＝1∶0.5～4.0，乙组份各物质的含量为活性固化剂12～20％，弹性体3～8％，耐酸粉料70～80％。上述防腐材料具有很强的耐水、耐酸、耐碱、耐油、耐热性能，并且与其它材料的粘结力高；但是，由于是现场浇注成型，所以产品存在气泡、毛孔等宏观缺陷，容易产生渗漏，有机物挥发严重，不环保，防腐蚀性能不稳定，而且，在树脂放热过程中容易变形，形成空洞，导致硬度、抗折强度等指标达不到要求。
此外，也有采用防腐砖或防腐板材作为耐氢氟酸防腐材料进行现场施工，例如：申请公布号为CN102765901A的发明专利申请文献公开了一种耐氢氟酸新型高性能人造功能复合板材及其制备方法，该复合板材主要由重晶石骨料、树脂和一系列的改性剂制成，其制备方法主要经过级配重晶石填料、加入专用树脂和系列改性剂、混合搅拌、有机化合反应、成型板材料坯、高温高压反应、高频振动、固化反应(80-120℃)、定厚、抛光、桥切、检验等系列工序后形成成品。该复合板材具有特殊的防腐性能外，同时具有优异的机械性能和耐久性，产品运输、安装、维修等均具有较大的优势；但是，此类材料由于材质较硬使得在施工后产生的缝隙多，而且对于复杂的防腐面无法施工，比如设备表面等。
因此，有必要制备一种既具有优异氢氟酸防腐蚀性能又具有柔韧性好、拉伸强度高、抗压强度高等特点的耐氢氟酸防腐材料。
发明内容
本发明提供了一种耐氢氟酸防腐卷材及其制备方法，该耐氢氟酸防腐卷材不仅能具有优异的氢氟酸防腐蚀性能，还具有较好的柔韧性、拉伸强度、抗压强度和耐磨性，施工方便，适用范围广。
具体方案如下：
一种耐氢氟酸防腐卷材，为层状结构，由分别浸渍耐氢氟酸防腐涂料的聚酯纤维表面毡表层和涤纶编织布增强层贴合固化而成；
以质量百分数计，所述耐氢氟酸防腐涂料，包括以下组分：
Figure BDA0001502808920000021
进一步地，以质量百分数计，所述耐氢氟酸防腐涂料，包括以下组分：
Figure BDA0001502808920000022
本发明耐氢氟酸防腐卷材可以作为地面材料用于氢氟酸使用场所的地面，也可以作为贴面耐腐蚀材料用于墙面、设备表面以及排风管道内壁。
作为优选，所述增韧树脂为改性柔性不饱和聚酯树脂，可有效增强耐氢氟酸防腐卷材的柔韧性，以利于卷材的制备。
进一步优选，所述增韧树脂为邻苯型柔性不饱和树脂、聚氨酯改性不饱和树脂中的一种。此类改性柔性不饱和聚酯树脂能够参与体系的固化反应，具有高伸长率，高柔韧性，相对强度较高的特点，能够防止复合材料断裂，提高复合材料的伸长率和抗冲击性能。
更优选，所述增韧树脂的牌号为DS-292N或DS-228N。
作为优选，所述耐氢氟酸防腐涂料还包括质量分数为1～8％的短切涤纶丝。将短切涤纶丝添加到耐氢氟酸防腐卷材中，能够增加卷材的韧性，提高材料的弯曲性能和抗开裂能力，提高树脂与填料之间的分散均匀性。
进一步优选，所述短切涤纶丝的长度为1～3mm。
作为优选，所述耐磨填料为重晶石砂、沉淀硫酸钡和石墨中的至少一种；耐磨填料的细度为200～1000目，纯度＞95％。该耐磨填料硬度高，不会被氢氟酸腐蚀，增加了卷材的耐腐蚀性能；与此同时，适宜细度和纯度的耐磨填料还能保证卷材较好的柔韧性。
进一步优选，所述耐磨填料为重晶石砂或沉淀硫酸钡；此类材料具有纯度高颜色浅，便于着色，利于产品的颜色多样化。
增韧树脂与耐磨填料之间存在相互协同关系，只有在适宜的用量比例下，才能够保证卷材同时具有较好的柔韧性和防腐蚀性。作为优选，所述增韧树脂与耐磨填料的质量比为1:1～1:3。
进一步地，所述树脂为环氧乙烯基酯树脂、酚醛型环氧乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂中的至少一种；所述固化引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰中的至少一种；所述色浆为耐酸耐温型色浆，细度＜25μm。
作为优选，所述树脂为双酚A环氧乙烯基酯树脂、酚醛型环氧乙烯基酯树脂中的至少一种；所述分散剂的牌号为BYK181或BYK378；所述消泡剂的牌号为BYK066N或BYK054；所述增稠剂为氢氧化钙或氧化镁。
采用聚酯纤维表面毡作为表层材料，可使卷材具有韧性好、树脂含量高、防腐蚀性能高以及表面光滑美观的优点；而采用涤纶编织布作为增强层材料，能够提高卷材的拉伸强度和抗压性能。作为优选，所述聚酯纤维表面毡的纤维无方向性的分布，厚度为0.05～0.5mm，克重为30～250克/m2；所述涤纶编织布为平纹布或者斜纹布，厚度为0.1～1.0mm，克重为180～450克/m2。克重太低容易导致拉伸强度不足，克重太高会造成材料的相应密度增加，影响材料的弯曲性，从而降低材料柔韧性。
基材和涂料的厚度对卷材的柔韧性和耐腐蚀性均有影响；作为优选，所述聚酯纤维表面毡的厚度为0.05～0.5mm；聚酯纤维表面毡表层的厚度为0.1～0.8mm；所述涤纶编织布的厚度为0.1～1.0mm，涤纶编织布增强层的厚度为0.2～1.5mm。
本发明还提供了一种所述的耐氢氟酸防腐卷材的制备方法，包括：
(1)将聚酯纤维表面毡浸渍于所述耐氢氟酸防腐涂料中，经挤压、烘烤，获得预成型的聚酯纤维表面毡表层；
(2)将涤纶编织布浸渍于所述耐氢氟酸防腐涂料中，经挤压、烘烤，获得预成型的涤纶编织布增强层；
(3)将预成型的树脂涂料面层与预成型的树脂涂料面层贴合后，固化，得到耐氢氟酸防腐卷材。
对于常规的卷材和地坪而言，涂料通常通过涂覆的方式施加于基材上，而本发明因采用的基材为聚酯纤维表面毡和涤纶编织布，使得简单涂覆的方式无法让耐氢氟酸防腐涂料完全渗透于基材内部，进而影响卷材的各性能；采用浸渍的方式，能够有效提高耐氢氟酸防腐涂料在基材中的含量，进而提高耐氢氟酸防腐卷材的耐氢氟酸性、柔韧性等。
进一步地，步骤(1)中，所述浸渍的时间为3～6min；所述挤压的压力为0.05～0.1MPa；所述烘烤的温度为40～80℃，烘烤的时间为2～8min；步骤(2)中，所述浸渍的时间为3～6min，所述挤压的压力为0.08～0.2MPa，所述烘烤的温度为40～80℃，烘烤的时间为5～10min；步骤(3)中，所述固化的温度为135～180℃，时间为2～5min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用聚酯纤维表面毡和涤纶编织布作为基材，将该基材浸渍于特定原料组成的耐氢氟酸防腐涂料中，得到的两层结构的耐氢氟酸卷材不仅能具有优异的氢氟酸防腐蚀性能，还具有较好的柔韧性、拉伸强度、抗压强度和耐磨性，施工方便，适用范围广。
(2)本发明提供的耐氢氟酸防腐涂料采用特定的改性柔性不饱和聚酯树脂和耐磨填料与树脂进行复配，显著提高了卷材的氢氟酸防腐蚀性能和柔韧性。
(3)本发明耐氢氟酸防腐卷材的生产工艺和工序简单，适于流水线生产，利于大面积推广。
具体实施方式
下列实施例中所涉及的材料来源为：酚醛型环氧乙烯基酯树脂D470，双酚A环氧乙烯基酯树脂D411(无锡青衣化工物资有限公司)；聚氨酯改性不饱和树脂DS-292N，邻苯型柔性不饱和树脂DS-228N(浙江天和树脂有限公司)；分散剂BYK181、BYK378、消泡剂BYK066N、BYK054(上海毕克助剂有限公司)；聚酯纤维表面毡(天略纺织新材料有限公司)，涤纶编织布(海宁顺达经编有限公司)；短切涤纶丝(上海港济实业有限公司)；沉淀硫酸钡、重晶石砂(安丘市临浯重晶石有限责任公司)；色浆T801(上海正安工贸有限公司)；软性不饱和聚酯树脂2112AP(长兴化学工业有限公司)；过氧化苯甲酸叔丁酯855、过氧化苯甲酰860(山东西亚化学工业有限公司)。
实施例1
一、涂料的制备
将65份的酚醛型环氧乙烯基酯树脂D470，12份聚氨酯改性不饱和树脂DS-292N，0.5份分散剂BYK181，0.2份消泡剂BYK054，0.3份增稠剂氢氧化钙，1份长度为3mm短切涤纶丝，3份色浆T801，1.5份过氧化苯甲酸叔丁酯855，16.5份细度为800目、纯度为96％的沉淀硫酸钡，搅拌均匀后，得到耐氢氟酸防腐涂料。
二、卷材的制备
具体步骤如下：
(1)将厚度为0.12mm，克重为35克/m2的聚酯纤维表面毡浸渍于上述制备的耐氢氟酸防腐涂料中3min；经过0.1MPa的压力挤压，在80℃的烘箱中烘烤3min，冷却收卷，获得厚度为0.14mm的预成型的树脂涂料面层；
(2)将厚度为0.5mm，克重为450克/m2的涤纶编织布浸渍于上述制备的耐氢氟酸防腐涂料中浸渍6min；经过0.18MPa的压力挤压；在70℃的烘箱中烘烤8min；冷却收卷，获得厚度为0.6mm的预成型的涤纶编织布增强层；
(3)将预成型的树脂涂料面层与预成型的树脂涂料面层贴合后，在170℃的烘箱中烘烤3min，冷却收卷后得到耐氢氟酸防腐卷材。
经测试：耐氢氟酸防腐卷材的柔韧性为
Figure BDA0001502808920000041
(检测标准GB 1731)，防腐蚀性能：20％氢氟酸7d无异常(GB/T9274)，表面铅笔硬度为3H，耐磨性能0.01g(HG/T3829)，拉伸强度126MPa(GB/T1447)。
实施例2
一、涂料的制备
将72.5份的双酚A环氧乙烯基酯树脂D411，10份邻苯型柔性不饱和树脂DS-228N，0.6份分散剂BYK378，0.1份消泡剂BYK066N，0.8份氧化镁，2份长度为2mm短切涤纶丝，3份色浆T801，1份过氧化苯甲酰860，10份细度为1000目、纯度97％的重晶石砂，搅拌均匀后，得到耐氢氟酸防腐涂料。
二、卷材的制备
具体步骤如下：
(1)将厚度为0.2mm，克重为55克/m2的聚酯纤维表面毡浸渍于上述制备的耐氢氟酸防腐涂料中浸渍5min；经过0.08MPa的压力挤压，在60℃的烘箱中烘烤8min，冷却收卷，获得厚度为0.23mm的预成型的树脂涂料面层；
(2)将厚度为0.2mm，克重为210克/m2的涤纶编织布浸渍于上述制备的耐氢氟酸防腐涂料中浸渍3min；经过0.1MPa的压力挤压；在50℃的烘箱中烘烤10min；冷却收卷，获得厚度为0.24mm的预成型的涤纶编织布增强层；
(3)将预成型的树脂涂料面层与预成型的树脂涂料面层贴合后，在150℃的烘箱中烘烤4min，冷却收卷后得到耐氢氟酸防腐卷材。
经测试：耐氢氟酸防腐卷材的柔韧性为
Figure BDA0001502808920000051
(检测标准GB 1731)，防腐蚀性能：20％氢氟酸7d无异常(GB/T9274)，表面铅笔硬度为4H，耐磨性能0.02g(HG/T3829)，拉伸强度138MPa(GB/T1447)。
实施例3
一、涂料的制备
将30份的酚醛型环氧乙烯基酯树脂D470、30份双酚A环氧乙烯基酯树脂D411，7份聚氨酯改性不饱和树脂DS-292N、3份邻苯型柔性不饱和树脂DS-228N，0.5份分散剂BYK181，0.2份消泡剂BYK054，0.3份增稠剂氢氧化钙，3份长度为3mm短切涤纶丝，3份色浆T801，1份过氧化苯甲酸叔丁酯855，1份过氧化苯甲酰860，11份细度为300目、纯度96％的沉淀硫酸钡、10份800目、纯度97％的重晶石砂，搅拌均匀后，得到耐氢氟酸防腐涂料。
二、卷材的制备
具体步骤如下：
(1)将厚度为0.5mm，克重为250克/m2的聚酯纤维表面毡浸渍于上述制备的耐氢氟酸防腐涂料中浸渍6min；经过0.1MPa的压力挤压，在80℃的烘箱中烘烤6min，冷却收卷，获得厚度为0.55mm的预成型的树脂涂料面层；
(2)将厚度为0.8mm，克重为450克/m2的涤纶编织布浸渍于上述制备的耐氢氟酸防腐涂料中浸渍6min；经过0.2MPa的压力挤压；在80℃的烘箱中烘烤7min；冷却收卷，获得厚度为0.95mm的预成型的涤纶编织布增强层；
(3)将预成型的树脂涂料面层与预成型的树脂涂料面层贴合后，在135℃的烘箱中烘烤5min，冷却收卷后得到耐氢氟酸防腐卷材。
经测试：耐氢氟酸防腐卷材的柔韧性为
Figure BDA0001502808920000062
(检测标准GB 1731)，防腐蚀性能：20％氢氟酸7d无异常(GB/T9274)，表面铅笔硬度为4H，耐磨性能0.02g(HG/T3829)，拉伸强度141MPa(GB/T1447)。
实施例4
一、涂料的制备
将60份双酚A环氧乙烯基酯树脂D411，7份聚氨酯改性不饱和树脂DS-292N、3份邻苯型柔性不饱和树脂DS-228N，0.5份分散剂BYK181，0.2份消泡剂BYK054，0.3份增稠剂氢氧化钙，3份色浆T801，2份过氧化苯甲酸叔丁酯855，14份细度为300目、纯度96％的沉淀硫酸钡、10份800目、纯度97％的重晶石砂，搅拌均匀后，得到耐氢氟酸防腐涂料。
二、卷材的制备
具体步骤如下：
(1)将厚度为0.2mm，克重为55克/m2的聚酯纤维表面毡浸渍于上述制备的耐氢氟酸防腐涂料中浸渍5min；经过0.08MPa的压力挤压，在60℃的烘箱中烘烤8min，冷却收卷，获得厚度为0.23mm的预成型的树脂涂料面层；
(2)将厚度为0.2mm，克重为210克/m2的涤纶编织布浸渍于上述制备的耐氢氟酸防腐涂料中浸渍3min；经过0.1MPa的压力挤压；在50℃的烘箱中烘烤10min；冷却收卷，获得厚度为0.24mm的预成型的涤纶编织布增强层；
(3)将预成型的树脂涂料面层与预成型的树脂涂料面层贴合后，在150℃的烘箱中烘烤4min，冷却收卷后得到耐氢氟酸防腐卷材。
经测试：耐氢氟酸防腐卷材的柔韧性为
Figure BDA0001502808920000063
(检测标准GB 1731)，防腐蚀性能：20％氢氟酸7d无异常(GB/T9274)，表面铅笔硬度为4H，耐磨性能0.02g(HG/T3829)，拉伸强度123MPa(GB/T1447)。
对比例1
本对比例除表层和增强层采用的材料不同外，其余内容(耐氢氟酸防腐涂料涂料和制备工艺)与实施例1完全相同。采用的表层材料为玻璃纤维表面毡；采用的增强层材料为玻璃纤维布。
获得的产品性能如下：
柔韧性为
Figure BDA0001502808920000061
(检测标准GB 1731)，防腐蚀性能：20％氢氟酸7d表面已腐蚀(GB/T9274)，表面铅笔硬度为4H，耐磨性能0.02g(HG/T3829)，拉伸强度128MPa(GB/T1447)。
对比例2
本对比例除增韧树脂的类型不同外，其余内容(耐氢氟酸防腐涂料涂料和制备工艺)与实施例1完全相同。采用的增韧树脂为软性不饱和聚酯树脂2112AP。
获得的产品性能如下：
柔韧性为
Figure BDA0001502808920000071
(检测标准GB 1731)，防腐蚀性能：10％氢氟酸7d表面已腐蚀(GB/T9274)，表面铅笔硬度为4H，耐磨性能0.02g(HG/T3829)，拉伸强度96MPa(GB/T1447)。
对比例3
本对比例除增韧树脂与填料用量的比例的类型不同外，其余内容(耐氢氟酸防腐涂料涂料和制备工艺)与实施例1完全相同。采用5份聚氨酯改性不饱和树脂DS-292N，21.5份细度为800目、纯度96％的沉淀硫酸钡。
获得的产品性能如下：
柔韧性为
Figure BDA0001502808920000072
出现断裂(检测标准GB 1731)，防腐蚀性能：20％氢氟酸7d无异常(GB/T9274)，表面铅笔硬度为4H，耐磨性能0.01g(HG/T3829)，拉伸强度131MPa(GB/T1447)。
对比例4
一、涂料的制备
与实施例1中涂料的制备方法相同。
二、卷材的制备
具体步骤如下：
(1)将厚度为0.5mm，克重为250克/m2的聚酯纤维表面毡浸渍于在所制备的耐氢氟酸防腐涂料中3min；经过0.1MPa的压力挤压，在80℃的烘箱中烘烤3min，冷却收卷，获得厚度为1.0mm的预成型的树脂涂料面层；
(2)将厚度为1.0mm，克重为450克/m2的涤纶编织布浸渍于在所制备的耐氢氟酸防腐涂料中浸渍6min；经过0.18MPa的压力挤压；在70℃的烘箱中烘烤8min；冷却收卷，获得厚度为2.0mm的预成型的涤纶编织布增强层；
(3)将预成型的树脂涂料面层与预成型的树脂涂料面层贴合后，在170℃的烘箱中烘烤3min，冷却收卷后得到耐氢氟酸防腐卷材。
获得的产品性能如下：
柔韧性为
Figure BDA0001502808920000073
(检测标准GB 1731)，防腐蚀性能：20％氢氟酸7d无异常(GB/T9274)，表面铅笔硬度为4H，耐磨性能0.01g(HG/T3829)，拉伸强度101MPa(GB/T1447)。

Claims (7)

1.一种耐氢氟酸防腐卷材，为层状结构，其特征在于，由分别浸渍耐氢氟酸防腐涂料的聚酯纤维表面毡表层和涤纶编织布增强层贴合固化而成；
以质量百分数计，所述耐氢氟酸防腐涂料，包括以下组分：
Figure FDA0002372302730000011
所述增韧树脂为邻苯型柔性不饱和树脂、聚氨酯改性不饱和树脂中的一种；
所述耐磨填料为重晶石砂、沉淀硫酸钡和石墨中的至少一种；
所述增韧树脂与耐磨填料的质量比为1:1～1:3；
所述树脂为环氧乙烯基酯树脂、酚醛型环氧乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂中的至少一种；
所述聚酯纤维表面毡的厚度为0.05～0.5mm；聚酯纤维表面毡表层的厚度为0.1～0.8mm；所述涤纶编织布的厚度为0.1～1.0mm，涤纶编织布增强层的厚度为0.2～1.5mm。
2.如权利要求1所述的耐氢氟酸防腐卷材，其特征在于，所述增韧树脂的牌号为DS-292N或DS-228N。
3.如权利要求1所述的耐氢氟酸防腐卷材，其特征在于，所述耐氢氟酸防腐涂料还包括质量分数为1～8％的短切涤纶丝。
4.如权利要求1所述的耐氢氟酸防腐卷材，其特征在于，所述耐磨填料的细度为200～1000目，纯度＞95％。
5.如权利要求1所述的耐氢氟酸防腐卷材，其特征在于，所述固化引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰中的至少一种；所述色浆为T801。
6.一种如权利要求1～5任一所述的耐氢氟酸防腐卷材的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将聚酯纤维表面毡浸渍于所述耐氢氟酸防腐涂料中，经挤压、烘烤，获得预成型的聚酯纤维表面毡表层；
(2)将涤纶编织布浸渍于所述耐氢氟酸防腐涂料中，经挤压、烘烤，获得预成型的涤纶编织布增强层；
(3)将步骤(1)的预成型的聚酯纤维表面毡表层与步骤(2)的预成型的涤纶编织布增强层贴合后，固化，得到耐氢氟酸防腐卷材。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述浸渍的时间为3～6min；所述挤压的压力为0.05～0.1MPa；所述烘烤的温度为40～80℃，烘烤的时间为2～8min；步骤(2)中，所述浸渍的时间为3～6min，所述挤压的压力为0.08～0.2MPa，所述烘烤的温度为40～80℃，烘烤的时间为5～10min；步骤(3)中，所述固化的温度为135～180℃，时间为2～5min。
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