CN108641535A - 一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料及其制备方法。一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料，其特征在于，该涂料包括环氧树脂、有机硅中间体与纳米材料；纳米材料具体为TiO2和SiO2；还包括六偏磷酸钠；具体成分为：苯基三乙氧基硅烷单体；环氧601树脂；有机硅中间体树脂；环已酮；六偏磷酸钠；防腐增进剂；功能性填料；铁红；混合溶剂；混合溶剂由二甲苯和乙酸丁酯组成。采用本发明的方法制备所得的涂料，具有以下的优点：耐冲击力达到50cm，在35℃盐雾下，240小时不生锈，不起泡，不脱落；在950℃下保持1小时后降至常温，循环1次后48小时不生锈，不起泡，不脱落。

Description

一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术
每年因腐蚀而报废的钢铁结构约占钢铁总产量的20%以上，据统计，我国钢材锈蚀损失约占国民经济生产总值的4%，涂料可以有效的防止钢材的腐蚀，钢铁表面除锈除水，增加涂装保护的成本，而且还可能会因为气候、湿度等因素，延误工期 ，在对钢铁涂装的总费用中，表面处理占42%，施工占30%，涂料占19%，拷锈占9%。
因此，需要针对上述的技术缺陷进行改进，发明一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料，还提供了上述的涂料的制备方法。
一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料，其特征在于，该涂料包括环氧树脂、有机硅中间体与纳米材料；纳米材料具体为TiO2和SiO2；还包括六偏磷酸钠；
具体成分为：苯基三乙氧基硅烷单体 45-55；
环氧601树脂 60-70； 有机硅中间体树脂 10-20
环已酮 4-8； 六偏磷酸钠5-10；
防腐增进剂 5-10 功能性填料10-20；
铁红 10-40 混合溶剂1-5 ；
TiO2和SiO2的重量比为1-4：2-3；
混合溶剂由二甲苯和乙酸丁酯组成，二甲苯和乙酸丁酯的体积比为5：4。
该涂料还包括： 钼酸盐，钼酸盐占纳米材料重量的1-4%。
钼酸盐为钼酸铵。
优选的，纳米材料具体为TiO2和SiO2为经过了超声波处理的原料粉末。
优选的，上述的涂料还包括表面活性剂，表面活性剂为16烷基3甲基溴化铵，表面活性剂为1-3份。
环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料的制备方法，包括下述的步骤：
(1) 制备有机硅中间体：在具有搅拌和夹套的搪瓷衬里反应釜中加入苯基三乙氧基硅烷单体，在搅拌下由加料口逐渐加入蒸馏水，维持20-40℃之间约1-2小时滴加完水，夹套中通入蒸泡升温，蒸出反应中生成的乙醇，待大部分乙醇蒸出后，温度上升到120-130℃时，接通减压系统，在80kPa以上的真空度下脱除剩余乙醇，保持0.5-1小时，出料；
(2)制备环氧改性有机硅树脂：在导热油加热釜中加入已知固体分的环氧树脂、有机硅中间体树脂和环已酮，搅拌加热到160-180℃并保温反应，反应生成的乙醇和部分环已酮被蒸出，反应到5小时后取样，测定在250℃下的胶化时间，至胶化时间为1-1.5分钟时，停止反应，降温至120℃，加入环已酮调节固体分，过滤，出料；
（3）配制漆浆：先将环氧改性有机硅树脂加入拉缸中，在高速搅拌下依次加入防腐增进剂、功能性填料、六偏磷酸钠和铁红，再加入混合溶剂调节黏度，搅拌均匀后，加入纳米材料TiO2和SiO2，高速搅拌后，再进行超声波分散，砂磨，细度控制在40微米以下，调节固体分，过滤，包装。
优选的，上述的环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料的制备方法，包括下述的步骤：
(1) 制备有机硅中间体：在具有搅拌和夹套的搪瓷衬里反应釜中加入苯基三乙氧基硅烷单体，在搅拌下由加料口逐渐加入蒸馏水，维持20-40℃之间约1-2小时滴加完水，夹套中通入蒸泡升温，蒸出反应中生成的乙醇，待大部分乙醇蒸出后，温度上升到120-130℃时，接通减压系统，在80kPa以上的真空度下脱除剩余乙醇，保持0.5-1小时，出料；
(2)制备环氧改性有机硅树脂：在导热油加热釜中加入已知固体分的环氧树脂、有机硅中间体树脂和环已酮，搅拌加热到160-180℃并保温反应，反应生成的乙醇和部分环已酮被蒸出，反应到5小时后取样，测定在250℃下的胶化时间，至胶化时间为1-1.5分钟时，停止反应，降温至120℃，加入环已酮调节固体分，过滤，出料；
（3）配制漆浆：先将环氧改性有机硅树脂加入拉缸中，在高速搅拌下依次加入防腐增进剂、功能性填料、六偏磷酸钠、钼酸铵、表面活性剂16烷基3甲基溴化铵和铁红，再加入混合溶剂调节黏度，搅拌均匀后，加入纳米材料TiO2和SiO2，高速搅拌后，再进行超声波分散，砂磨，细度控制在40微米以下，调节固体分，过滤，包装。
上述的涂料在热机、发动机中的应用，也是本发明所要保护的范围。
本发明采用超声波的方法对TiO2和SiO2处理，与传统的机械分散法相比，其性能更好。机械分散处理的主要方式是，球磨和振动球磨，分散，砂磨分散，机械高速搅拌分散等。但是在机械分散的过程中，由于球的撞击而产生的磨损易进入浆料中，对其性能产生影响。而采用超声波处理，超声波则是降低纳米微粒团聚的一种有效方法，采用适当的频率或功率的超声波，利用超声空化时产生的局部高温、高压或强冲击波等，可以较大幅度的弱化纳米微粒间的作用能，有效的防止纳米微粒团聚。由于纳米颗粒间还存在着范德华车的作用，是一个分散和絮凝平衡的过程，一旦作用力停止，颗粒又产生团聚，因此，本发明从原料上入手，以上述的原料配方结合本发明的工艺，对纳米粉体的表面进行改性，从而更好的改善纳米浆料的稳定性。
本发明的有益效果在于，采用本发明的方法制备所得的涂料，具有以下的优点：耐冲击力达到50cm，在35℃盐雾下，240小时不生锈，不起泡，不脱落；在950℃下保持1小时后降至常温，循环1次后48小时不生锈，不起泡，不脱落。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料的制备方法，包括下述的步骤：
(1) 制备有机硅中间体：在具有搅拌和夹套的搪瓷衬里反应釜中加入苯基三乙氧基硅烷单体，在搅拌下由加料口逐渐加入蒸馏水，维持20-40℃之间约1-2小时滴加完水，夹套中通入蒸泡升温，蒸出反应中生成的乙醇，待大部分乙醇蒸出后，温度上升到120-130℃时，接通减压系统，在80kPa以上的真空度下脱除剩余乙醇，保持0.5-1小时，出料；
(2)制备环氧改性有机硅树脂：在导热油加热釜中加入已知固体分的环氧树脂、有机硅中间体树脂和环已酮，搅拌加热到160-180℃并保温反应，反应生成的乙醇和部分环已酮被蒸出，反应到5小时后取样，测定在250℃下的胶化时间，至胶化时间为1-1.5分钟时，停止反应，降温至120℃，加入环已酮调节固体分，过滤，出料；
（3）配制漆浆：先将环氧改性有机硅树脂加入拉缸中，在高速搅拌下依次加入防腐增进剂、功能性填料、六偏磷酸钠和铁红，再加入混合溶剂调节黏度，搅拌均匀后，加入纳米材料TiO2和SiO2，高速搅拌后，再进行超声波分散，砂磨，细度控制在40微米以下，调节固体分，过滤，包装。
实施例2
环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料的制备方法，包括下述的步骤：
(1) 制备有机硅中间体：在具有搅拌和夹套的搪瓷衬里反应釜中加入苯基三乙氧基硅烷单体，在搅拌下由加料口逐渐加入蒸馏水，维持20-40℃之间约1-2小时滴加完水，夹套中通入蒸泡升温，蒸出反应中生成的乙醇，待大部分乙醇蒸出后，温度上升到120-130℃时，接通减压系统，在80kPa以上的真空度下脱除剩余乙醇，保持0.5-1小时，出料；
(2)制备环氧改性有机硅树脂：在导热油加热釜中加入已知固体分的环氧树脂、有机硅中间体树脂和环已酮，搅拌加热到160-180℃并保温反应，反应生成的乙醇和部分环已酮被蒸出，反应到5小时后取样，测定在250℃下的胶化时间，至胶化时间为1-1.5分钟时，停止反应，降温至120℃，加入环已酮调节固体分，过滤，出料；
（3）配制漆浆：先将环氧改性有机硅树脂加入拉缸中，在高速搅拌下依次加入防腐增进剂、功能性填料、六偏磷酸钠、钼酸铵、表面活性剂16烷基3甲基溴化铵和铁红，再加入混合溶剂调节黏度，搅拌均匀后，加入纳米材料TiO2和SiO2，高速搅拌后，再进行超声波分散，砂磨，细度控制在40微米以下，调节固体分，过滤，包装。
48小时后，观察涂料耐盐水性能，漆膜无变化，不起泡不生锈；
测定其柔韧性为1mm，耐冲击力为50cm，在35℃盐雾（5%的NaCl）下，240小时不生锈，不起泡，不脱落；在950℃下保持1小时后降至常温，循环1次后48小时不生锈，不起泡，不脱落。
耐热性实验中，40℃下，200小时不生锈不起泡不脱落；
耐水性实验中，于室温下，30天不生锈不起泡不脱落。
950℃后弹性实验下，漆膜完好，不脱落。
外观：黄色透明液体，羟值（mgKOH/g）42.6；固体分%：51.6%；黏度（涂-4杯，25℃）/s38.5。

Claims (8)

1.一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料，其特征在于，该涂料包括环氧树脂、有机硅中间体与纳米材料；纳米材料具体为TiO2和SiO2；还包括六偏磷酸钠；
具体成分为：苯基三乙氧基硅烷单体45-55；
环氧601树脂 60-70； 有机硅中间体树脂 10-20
环已酮 4-8； 六偏磷酸钠5-10；
防腐增进剂 5-10 功能性填料10-20；
铁红 10-40 混合溶剂1-5 ；
TiO2和SiO2的重量比为1-4：2-3；
混合溶剂由二甲苯和乙酸丁酯组成，二甲苯和乙酸丁酯的体积比为5：4。
2.如权利要求1所述的一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料，其特征在于，该涂料还包括： 钼酸盐，钼酸盐占纳米材料重量的1-4%。
3.如权利要求1所述的一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料，其特征在于，钼酸盐为钼酸铵。
4.如权利要求1所述的一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料，其特征在于，纳米材料具体为TiO2和SiO2为经过了超声波处理的原料粉末。
5.如权利要求1所述的一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料，其特征在于，该涂料还包括表面活性剂，表面活性剂为16烷基3甲基溴化铵，表面活性剂为1-3份。
6.如权利要求1所述的一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料的制备方法，包括下述的步骤：
(1) 制备有机硅中间体：在具有搅拌和夹套的搪瓷衬里反应釜中加入苯基三乙氧基硅烷单体，在搅拌下由加料口逐渐加入蒸馏水，维持20-40℃之间约1-2小时滴加完水，夹套中通入蒸泡升温，蒸出反应中生成的乙醇，待大部分乙醇蒸出后，温度上升到120-130℃时，接通减压系统，在80kPa以上的真空度下脱除剩余乙醇，保持0.5-1小时，出料；
(2)制备环氧改性有机硅树脂：在导热油加热釜中加入已知固体分的环氧树脂、有机硅中间体树脂和环已酮，搅拌加热到160-180℃并保温反应，反应生成的乙醇和部分环已酮被蒸出，反应到5小时后取样，测定在250℃下的胶化时间，至胶化时间为1-1.5分钟时，停止反应，降温至120℃，加入环已酮调节固体分，过滤，出料；
（3）配制漆浆：先将环氧改性有机硅树脂加入拉缸中，在高速搅拌下依次加入防腐增进剂、功能性填料、六偏磷酸钠和铁红，再加入混合溶剂调节黏度，搅拌均匀后，加入纳米材料TiO2和SiO2，高速搅拌后，再进行超声波分散，砂磨，细度控制在40微米以下，调节固体分，过滤，包装。
7.如权利要求1-5中任一项所述的一种环氧低表面处理纳米复合防腐蚀涂料的制备方法，包括下述的步骤：
(1) 制备有机硅中间体 ：在具有搅拌和夹套的搪瓷衬里反应釜中加入苯基三乙氧基硅烷单体，在搅拌下由加料口逐渐加入蒸馏水，维持20-40℃之间约1-2小时滴加完水，夹套中通入蒸泡升温，蒸出反应中生成的乙醇，待大部分乙醇蒸出后，温度上升到120-130℃时，接通减压系统，在80kPa以上的真空度下脱除剩余乙醇，保持0.5-1小时出料；
(2)制备环氧改性有机硅树脂：在导热油加热釜中加入已知固体分的环氧树脂、有机硅中间体树脂和环已酮，搅拌加热到160-180℃并保温反应，反应生成的乙醇和部分环已酮被蒸出，反应到5小时后取样，测定在250℃下的胶化时间，至胶化时间为1-1.5分钟时，停止反应，降温至120℃，加入环已酮调节固体分，过滤，出料；
（3）配制漆浆：先将环氧改性有机硅树脂加入拉缸中，在高速搅拌下依次加入防腐增进剂、功能性填料、六偏磷酸钠、钼酸铵、表面活性剂16烷基3甲基溴化铵和铁红，再加入混合溶剂调节黏度，搅拌均匀后，加入纳米材料TiO2和SiO2，高速搅拌后，再进行超声波分散，砂磨，细度控制在40微米以下，调节固体分，过滤，包装。
8.如权利要求1-5中任一项所述的涂料在热机、发动机中的应用。
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CN101081962A (zh) * 2006-05-29 2007-12-05 北京化工大学 一种环氧树脂改性有机硅耐高温防腐涂料
CN101434813A (zh) * 2008-10-31 2009-05-20 河北省电力研究院 一种防腐导电涂料的制备方法
CN102559048A (zh) * 2011-12-26 2012-07-11 东莞市宏达聚氨酯有限公司 一种环氧改性有机硅绝缘导热耐高温涂料的制备方法及制品

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