CN108410314A - 防锈涂料、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及属于本发明涉及属于防锈涂料技术领域，尤其是指一种立钛粉型防锈涂料、制备方法及其应用，本发明的防锈涂料包括环氧树脂32‑40份、三聚氰胺改性酚醛树脂20‑25份、聚酰胺树脂10‑15份、聚硫橡胶5‑10份、玻璃纤维5‑7份、碳化硅1‑2份、石墨粉1‑3份、立钛粉5‑12份、环氧丙烷苯基醚5‑10份、磷酸三丁酯1‑3份、抗氧化剂1‑2份；所述立钛粉由以下组分组成：二氧化硅15‑20份、二氧化钛10‑15份、滑石粉10‑12份、云母粉8‑10份、氧化锌5‑8份；解决了防锈涂料原料成本高、耐温性、耐污、耐划性能不够的现象。

Description

防锈涂料、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及属于防锈涂料技术领域，尤其是指一种立钛粉型防锈涂料、制备 方法及其应用。
背景技术
防锈涂料可保护金属表面免受大气、海水等的化学或电化学腐蚀的涂料。在 金属表面涂上防锈涂料能够有效的避免大气中各种腐蚀性物质的直接入侵，使得 最大化的延长金属使用期限。
酚醛树脂由大量的苯环组成，能交联成体型结构，具有较大的刚性和优异的 耐热性能，但存在成本较高、胶层颜色较深、固化温度高且固化时间长等缺陷。
三聚氰胺甲醛树脂是三聚氰胺与甲醛反应所得到的聚合物，加工成型时发生 交联反应，制品为不溶不熔的热固性树脂，固化后的三聚氰胺甲醛树脂无色透明， 在沸水中稳定，甚至可以在150℃使用，且具有自熄性、抗电弧性和良好的力学 性能。三聚氰胺-甲醛树脂耐热性、耐水性、耐磨性、耐老化、耐腐蚀性能该与 脲醛树脂和酚醛树脂，且固化速度快，且具有较高的反应活性和交联性。
但是，目前防锈涂料中所用的普通的三聚氰胺-甲醛树脂和酚醛树脂耐高温 性能较差，在较高温度压贴使用时，其流动性能不是很好，不能形成平滑致密的 固化层，板面容易出现针孔，耐污耐划性能不佳。
发明内容
本发明针对现有技术的问题提供一种立钛粉型防锈涂料、制备方法及其应 用，解决了防锈涂料原料成本高、耐温性、耐污、耐划性能不够的现象。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种防锈涂料，其特征在于：包括以下组份：
环氧树脂 32-40份
三聚氰胺改性酚醛树脂 20-25份
聚酰胺树脂 10-15份
聚硫橡胶 5-10份
玻璃纤维 5-7份
碳化硅 1-2份
石墨粉 1-3份
立钛粉 5-12份
环氧丙烷苯基醚 5-10份
磷酸三丁酯 1-3份
抗氧化剂 1-2份。
所述三聚氰胺改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：
向反应釜中加入5份27wt％甲醛溶液，用25wt％的NaOH溶液调节pH至 8.0，加入0.2份酚醛树脂，再加入6份三聚氰胺，加热升温至90℃，保温反应 2小时后，降温冷却至室温，即得三聚氰胺改性酚醛树脂。
所述立钛粉由以下组分组成：纳米二氧化硅15-20份、纳米二氧化钛10-15 份、滑石粉10-12份、云母粉8-10份、纳米氧化锌5-8份。纳米二氧化钛、纳米 氧化锌均具有自清洁功能，本发明通过在防锈涂料中引入纳米二氧化钛和纳米氧 化锌从而实现防锈涂料自清洁的功能；同时，通过添加纳米级二氧化硅、二氧化 钛、氧化锌增加了防锈涂料的流动性，还能够降低物质的表面张力，加入到防锈 涂料，可以对各原料组分表面性质进行纳米化改性，使原料组分均匀的分散开； 可以调整原料组分的运动性，改善防锈涂料分散性，缩短分散时间。
所述抗氧化剂由以下组分组成：大豆油10份、叔丁醇5份、液体石蜡5份。 本发明抗氧化剂原料易购，成本低，不含有石油系矿物油成分，用豆油替代全部 石油系溶剂，豆油具有容易降解、低毒性和低VOC等特性，降低了对环境的污 染。
本发明的目的之二还在于提供一种上述防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将32-40份环氧树脂、20-25份三聚氰胺改性酚醛树脂、10-15份聚酰胺树脂、5-10份聚硫橡胶、5-7份玻璃纤维、1-2份碳化硅、1-3份石墨粉、5-12份立钛粉、 5-10份环氧丙烷苯基醚、1-3份磷酸三丁酯、1-2份抗氧化剂依次加入投料桶中， 用高速分散机在转速800r/min下搅拌，升温至90℃，继续搅拌1-5h，反应完毕 后冷却至室温；
(2)将步骤(1)反应后的物料用研磨机进行研磨，使得最终物料的粒径小于10μm，即得到所述防锈涂料。
本发明的目的之三在于提供一种利用上述方法制备的防锈涂料应用，所述防锈涂料应用为作为防锈层在钢管防锈中的应用，所述钢管从内到外依次包括：耐磨层、 自清洁层、防锈层、钢管本体、防锈层、自清洁层、耐磨层；所述钢管的厚度为 3-8mm，所述耐磨层的厚度为0.5-0.8mm、所述自清洁层为0.6-0.8mm、所述防 锈层的厚度为0.5-0.9mm。
所述钢管的组成包括如下质量百分比的组分：P 0.03％、S 0.006％、C 0.2％、Mn3.7％、Si 0.07％、Cr 6％、Ti 0.05％，剩余部分为铁。
所述耐磨层由以下原料组成：刚玉粉35-40份、聚碳酸酯树脂6-8份、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯树脂5-8份、漂珠4-5份，碳化硅6-8份、氧化镁6-8份、硅酸铝 纤维2-5份、单烷氧基钛酸酯2-4份、三聚磷酸钠2-3份。本发明的漂珠的化学 成份以二氧化硅和三氧化二铝为主，颗粒细、中空、质轻、高强度、耐磨、耐高 温、保温绝缘、绝缘阻燃等多种特性。
所述自清洁层由以下原料组成：刚玉粉33-36份、纳米二氧化钛4-8份、聚 氨酯10-12份、玻璃纤维2-5份、单烷氧基钛酸酯2-4份，碳化硅1-3份、三聚 磷酸钠1-3份、纳米氧化锌2-3份；所述纳米氧化锌的粒径在10-40nm；所述纳 米二氧化钛的粒径为20-40nm；本发明通过在自洁料引入纳米二氧化钛和纳米氧 化锌从而实现自洁的功能；当钢管防锈层出现磨损而导致防锈层自清洁功能失效 时，自清洁层依然具备自清洁的功能，自洁层中含有的碳化硅、刚玉粉均具有很 好的耐磨性能，使得自洁层作为钢管的自清洁层具有很好的耐磨性。具有自清洁 功能的钢管可以减少对钢管的清理，进而延长钢管的使用寿命。
所述防锈层由以下原料组成：环氧树脂32-40份、三聚氰胺改性酚醛树脂 20-25份、聚酰胺树脂10-15份、聚硫橡胶5-10份、玻璃纤维5-7份、碳化硅、 1-2份、石墨粉1-3份、立钛粉5-12份、环氧丙烷苯基醚5-10份、磷酸三丁酯 1-3份、抗氧化剂1-2份。本发明通过在防锈层中引入纳米二氧化钛和纳米氧化 锌从而实现钢管表面自清洁的功能；同时，通过添加纳米级二氧化硅、二氧化钛、 氧化锌增加了防锈涂料的流动性，还能够降低物质的表面张力，加入到防锈涂料， 可以对各原料组分表面性质进行纳米化改性，使原料组分均匀的分散开；可以调 整原料组分的运动性，改善防锈涂料分散性，缩短分散时间。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过本发明的防锈涂料中所用三聚氰胺改性酚醛树脂代替普通 的三聚氰胺-甲醛树脂和酚醛树脂耐，提高了涂料的耐高温性能高温性能，在较 高温度压贴使用时，本申请的涂料也具有很好的流动性，形成平滑致密的固化层， 板面不易出现针孔，耐污耐划性能好。
(2)通过在防锈涂料中引入纳米二氧化钛和纳米氧化锌从而实现防锈涂料 自清洁的功能；同时，通过添加纳米级二氧化硅、二氧化钛、氧化锌增加了防锈 涂料的流动性，还能够降低物质的表面张力，加入到防锈涂料，可以对各原料组 分表面性质进行纳米化改性，使原料组分均匀的分散开；可以调整原料组分的运 动性，改善防锈涂料分散性，缩短分散时间。本发明抗氧化剂原料易购，成本低， 不含有石油系矿物油成分，用豆油替代全部石油系溶剂，豆油具有容易降解、低 毒性和低VOC等特性，降低了对环境的污染
(3)本发明耐磨层的漂珠的化学成份以二氧化硅和三氧化二铝为主，颗粒 细、中空、质轻、高强度、耐磨、耐高温、保温绝缘、绝缘阻燃等多种特性。本 发明通过在自洁料引入纳米二氧化钛和纳米氧化锌从而实现自洁的功能；当钢管 防锈层出现磨损而导致防锈层自清洁功能失效时，自清洁层依然具备自清洁的功 能，自洁层中含有的碳化硅、刚玉粉均具有很好的耐磨性能，使得自洁层作为钢 管的自清洁层具有很好的耐磨性。具有自清洁功能的钢管可以减少对钢管的清 理，进而延长钢管的使用寿命。
(4)本发明的感光阻焊油墨中通过引入二氧化钛和氧化锌从而实现感光阻 焊油墨自清洁的功能，可以减少对线路板的清理，进而延长线路板的使用寿命； 同时，通过添加纳米级二氧化硅、二氧化钛、氧化锌增加感光阻焊油墨的流动性， 同时，还能够降低物质的表面张力，加入到油墨中，可以对颜料颗粒表面性质进 行纳米化改性，使颜料颗粒均匀的分散开；可以调整颜料颗粒的运动性，改善油 墨分散性，缩短分散时间。
(5)本发明通过在防锈层中引入纳米二氧化钛和纳米氧化锌从而实现钢管 表面自清洁的功能；同时，通过添加纳米级二氧化硅、二氧化钛、氧化锌增加了 防锈涂料的流动性，还能够降低物质的表面张力，加入到防锈涂料，可以对各原 料组分表面性质进行纳米化改性，使原料组分均匀的分散开；可以调整原料组分 的运动性，改善防锈涂料分散性，缩短分散时间。
附图说明
图1为本发明立钛粉型涂料涂刷后钢管表面结构示意图。
图中：1-钢管本体；2-防锈层；3-自洁层；4-耐磨层。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步 的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图1对本发明进 行详细的描述。
实施例1
本实施例的一种感光阻焊白色油墨，包括以下组份：
环氧树脂 32份
三聚氰胺改性酚醛树脂 20份
聚酰胺树脂 10份
聚硫橡胶 5份
玻璃纤维 5份
碳化硅 1份
石墨粉 1份
立钛粉 5份
环氧丙烷苯基醚 5份
磷酸三丁酯 1份
抗氧化剂 1份。
所述三聚氰胺改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：
向反应釜中加入5份27wt％甲醛溶液，用25wt％的NaOH溶液调节pH至 8.0，加入0.2份酚醛树脂，再加入6份三聚氰胺，加热升温至90℃，保温反应 2小时后，降温冷却至室温，即得三聚氰胺改性酚醛树脂。
所述立钛粉由以下组分组成：纳米二氧化硅15份、纳米二氧化钛10份、滑 石粉10份、云母粉8份、纳米氧化锌5份。
所述抗氧化剂由以下组分组成：大豆油10份、叔丁醇5份、液体石蜡5份。
实施例2
环氧树脂 40份
三聚氰胺改性酚醛树脂 25份
聚酰胺树脂 15份
聚硫橡胶 10份
玻璃纤维 7份
碳化硅 2份
石墨粉 3份
立钛粉 12份
环氧丙烷苯基醚 10份
磷酸三丁酯 3份
抗氧化剂 2份。
所述三聚氰胺改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：
向反应釜中加入5份27wt％甲醛溶液，用25wt％的NaOH溶液调节pH至 8.0，加入0.2份酚醛树脂，再加入6份三聚氰胺，加热升温至90℃，保温反应 2小时后，降温冷却至室温，即得三聚氰胺改性酚醛树脂。
所述立钛粉由以下组分组成：纳米二氧化硅20份、纳米二氧化钛15份、滑 石粉12份、云母粉10份、纳米氧化锌8份。
所述抗氧化剂由以下组分组成：大豆油10份、叔丁醇5份、液体石蜡5份。
实施例3
环氧树脂 37份
三聚氰胺改性酚醛树脂 23份
聚酰胺树脂 13份
聚硫橡胶 8份
玻璃纤维 6份
碳化硅 2份
石墨粉 2份
立钛粉 9份
环氧丙烷苯基醚 7份
磷酸三丁酯 2份
抗氧化剂 1份。
所述三聚氰胺改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：
向反应釜中加入5份27wt％甲醛溶液，用25wt％的NaOH溶液调节pH至 8.0，加入0.2份酚醛树脂，再加入6份三聚氰胺，加热升温至90℃，保温反应 2小时后，降温冷却至室温，即得三聚氰胺改性酚醛树脂。
所述立钛粉由以下组分组成：纳米二氧化硅18份、纳米二氧化钛13份、滑 石粉11份、云母粉9份、纳米氧化锌6份。
所述抗氧化剂由以下组分组成：大豆油10份、叔丁醇5份、液体石蜡5份。
实施例4
实施例1-3中所述的防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将32-40份环氧树脂、20-25份三聚氰胺改性酚醛树脂、10-15份聚酰胺树脂、5-10份聚硫橡胶、5-7份玻璃纤维、1-2份碳化硅、1-3份石墨粉、5-12份立钛粉、 5-10份环氧丙烷苯基醚、1-3份磷酸三丁酯、1-2份抗氧化剂依次加入投料桶中， 用高速分散机在转速800r/min下搅拌，升温至90℃，继续搅拌1-5h，反应完毕 后冷却至室温；
(2)将步骤(1)反应后的物料用研磨机进行研磨，使得最终物料的粒径小于10μm，即得到所述防锈涂料。
实施例5
本发明实施例4制备的防锈涂料的应用，所述防锈涂料应用为作为防锈层在钢管防锈中的应用，所述钢管从内到外依次包括：耐磨层4、自清洁层3、防锈层2、 钢管本体1、防锈层2、自清洁层3、耐磨层4；所述钢管的厚度为3-8mm，所 述耐磨层的厚度为0.5-0.8mm、所述自清洁层为0.6-0.8mm、所述防锈层的厚度 为0.5-0.9mm。
所述钢管的组成包括如下质量百分比的组分：P 0.03％、S 0.006％、C 0.2％、Mn3.7％、Si 0.07％、Cr 6％、Ti 0.05％，剩余部分为铁。
所述耐磨层由以下原料组成：刚玉粉35-40份、聚碳酸酯树脂6-8份、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯树脂5-8份、漂珠4-5份，碳化硅6-8份、氧化镁6-8份、硅酸铝 纤维2-5份、单烷氧基钛酸酯2-4份、三聚磷酸钠2-3份。本发明的漂珠的化学 成份以二氧化硅和三氧化二铝为主，颗粒细、中空、质轻、高强度、耐磨、耐高 温、保温绝缘、绝缘阻燃等多种特性。
所述自清洁层由以下原料组成：刚玉粉33-36份、纳米二氧化钛4-8份、聚 氨酯10-12份、玻璃纤维2-5份、单烷氧基钛酸酯2-4份，碳化硅1-3份、三聚 磷酸钠1-3份、纳米氧化锌2-3份；所述纳米氧化锌的粒径在10-40nm；所述纳 米二氧化钛的粒径为20-40nm；本发明通过在自洁料引入纳米二氧化钛和纳米氧 化锌从而实现自洁的功能；当钢管防锈层出现磨损而导致防锈层自清洁功能失效 时，自清洁层依然具备自清洁的功能，自洁层中含有的碳化硅、刚玉粉均具有很 好的耐磨性能，使得自洁层作为钢管的自清洁层具有很好的耐磨性。具有自清洁 功能的钢管可以减少对钢管的清理，进而延长钢管的使用寿命。
所述防锈层由以下原料组成：环氧树脂32-40份、三聚氰胺改性酚醛树脂 20-25份、聚酰胺树脂10-15份、聚硫橡胶5-10份、玻璃纤维5-7份、碳化硅、 1-2份、石墨粉1-3份、立钛粉5-12份、环氧丙烷苯基醚5-10份、磷酸三丁酯 1-3份、抗氧化剂1-2份。本发明通过在防锈层中引入纳米二氧化钛和纳米氧化 锌从而实现钢管表面自清洁的功能；同时，通过添加纳米级二氧化硅、二氧化钛、 氧化锌增加了防锈涂料的流动性，还能够降低物质的表面张力，加入到防锈涂料， 可以对各原料组分表面性质进行纳米化改性，使原料组分均匀的分散开；可以调 整原料组分的运动性，改善防锈涂料分散性，缩短分散时间。
对本发明的立钛型防锈涂料涂刷后的钢管进行涂膜外观、附着性，耐水性，铅笔硬度H等各种试验；
对比例
采用市场上某型号的涂料涂刷后的钢管为本发明的对比例。
耐水性测试标准：GB/T 1728-79；
附着力测试标准：GB/T 1720-79；
铅笔硬度测试标准：GB/T 1720-79；
耐水性测试标准：GB/T 1733-93；
从上表的比较可以看出，本发明的立钛型防锈涂料固化后硬度足够，并且在 25-35℃水中5天也不会脱落或裂开,铁锈转化程度较高。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的有点，本行业的 技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有 各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种防锈涂料，其特征在于：包括以下组份：
环氧树脂 32-40份
三聚氰胺改性酚醛树脂 20-25份
聚酰胺树脂 10-15份
聚硫橡胶 5-10份
玻璃纤维 5-7份
碳化硅 1-2份
石墨粉 1-3份
立钛粉 5-12份
环氧丙烷苯基醚 5-10份
磷酸三丁酯 1-3份
抗氧化剂 1-2份。
2.如权利要求1所述的防锈涂料，其特征在于：所述三聚氰胺改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：
向反应釜中加入5份27wt％甲醛溶液，用25wt％的NaOH溶液调节pH至8.0，加入0.2份酚醛树脂，再加入6份三聚氰胺，加热升温至90℃，保温反应2小时后，降温冷却至室温，即得三聚氰胺改性酚醛树脂。
3.如权利要求1所述的防锈涂料，其特征在于：所述立钛粉由以下组分组成：二氧化硅15-20份、二氧化钛10-15份、滑石粉10-12份、云母粉8-10份、氧化锌5-8份。
4.如权利要求1所述的防锈涂料，其特征在于：所述抗氧化剂由以下组分组成：大豆油10份、叔丁醇5份、液体石蜡5份。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的防锈涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将32-40份环氧树脂、20-25份三聚氰胺改性酚醛树脂、10-15份聚酰胺树脂、5-10份聚硫橡胶、5-7份玻璃纤维、1-2份碳化硅、1-3份石墨粉、5-12份立钛粉、5-10份环氧丙烷苯基醚、1-3份磷酸三丁酯、1-2份抗氧化剂依次加入投料桶中，用高速分散机在转速800r/min下搅拌，升温至90℃，继续搅拌1-5h，反应完毕后冷却至室温；
(2)将步骤(1)反应后的物料用研磨机进行研磨，使得最终物料的粒径小于10μm，即得到所述防锈涂料。
6.如权利要求5所述的方法制备的防锈涂料应用，其特征在于，所述防锈涂料应用为作为防锈层在钢管防锈中的应用，所述钢管从内到外依次包括：耐磨层、自清洁层、防锈层、钢管本体、防锈层、自清洁层、耐磨层；所述钢管的厚度为3-8mm，所述耐磨层的厚度为0.5-0.8mm、所述自清洁层为0.6-0.8mm、所述防锈层的厚度为0.5-0.9mm。
7.如权利要求6所述的防锈涂料应用，其特征在于，所述钢管的组成包括如下质量百分比的组分：P 0.03％、S 0.006％、C 0.2％、Mn 3.7％、Si 0.07％、Cr 6％、Ti 0.05％，剩余部分为铁。
8.如权利要求6所述的防锈涂料应用，其特征在于，所述耐磨层由以下原料组成：刚玉粉35-40份、聚碳酸酯树脂6-8份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂5-8份、漂珠4-5份，碳化硅6-8份、氧化镁6-8份、硅酸铝纤维2-5份、单烷氧基钛酸酯2-4份、三聚磷酸钠2-3份。
9.如权利要求6所述的防锈涂料应用，其特征在于，所述自清洁层由以下原料组成：刚玉粉33-36份、纳米二氧化钛4-8份、聚氨酯10-12份、玻璃纤维2-5份、单烷氧基钛酸酯2-4份，碳化硅1-3份、三聚磷酸钠1-3份、纳米氧化锌2-3份。
10.如权利要求6所述的防锈涂料应用，其特征在于，所述防锈层由以下原料组成：环氧树脂32-40份、三聚氰胺改性酚醛树脂20-25份、聚酰胺树脂10-15份、聚硫橡胶5-10份、玻璃纤维5-7份、碳化硅、1-2份、石墨粉1-3份、立钛粉5-12份、环氧丙烷苯基醚5-10份、磷酸三丁酯1-3份、抗氧化剂1-2份。
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