CN108753107A - 一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，涉及防腐涂料及其制备技术领域，旨在解决现有技术中防腐涂料需要多次涂刮才能达到理想厚度、耐磨性差的问题，其技术方案要点是，包括A组分和B组分；A组分包括按重量份计的如下组分：耐高温多官能环氧树脂45‑55份、多缩水甘油醚8‑12份、陶瓷粉12‑18份、化学纤维粉末8‑12份、颜料3‑7份、填料8‑12份、防沉剂0.4‑0.6份、抗裂助剂0.8‑1.2份、增柔剂1.5‑2.5份、偶联剂0.3‑0.7份；B组分由脂肪族多元胺固化剂、叔胺类固化剂和咪唑类固化剂按质量比1:0.8:0.5的比例混合而成。本发明相应公开了上述防腐涂料的制备方法，通过该种方法制得的涂料具有一次涂刮厚度高、致密性高、耐磨性好、耐酸碱性能佳的优势。

Description

一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防腐涂料及其制备技术领域，更具体地说，它涉及一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料及其制备方法。

背景技术

防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。

现有申请公布号为CN107936716A的中国专利公开了一种氟碳耐酸碱重防腐涂料，包括分别包装的A组份和B组份。A组份按重量百分比计，由以下材料组成：(1)特种氟碳树脂、(2)防沉剂、(3)PMA、(4)有机膨润土、(5)分散剂、(6)消泡剂、(7)钛白粉、(8)高岭土、(9)醋酸丁酯；B组份为特种固化剂。该种防腐涂料虽然具有较好的耐酸碱性能，但是造价偏高。现有技术中其他类似产品，比如氟橡胶涂料，也存在类似问题。氟橡胶涂料对施工湿度要求较高，施工工艺复杂，造价高达1800元/平放以上。其他涂料，如OM涂料、玻璃鳞片胶泥则存在容易开裂，而且冬天不易施工，涂膜遍数较多的问题；美国的萨伟真涂料，存在涂层较薄、致密性差的问题。因而，如何研发一种耐酸碱性好、致密性好、一次涂刮厚度高的防腐涂料是业内亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其具有一次涂刮厚度高、致密性好、耐酸碱性能佳的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，包括A组分和B组分；A组分包括按重量份计的如下组分，

耐高温多官能环氧树脂 45-55份

多缩水甘油醚 8-12份

陶瓷粉 12-18份

化学纤维粉末 8-12份

颜料 3-7份

填料 8-12份

防沉剂 0.4-0.6份

抗裂助剂 0.8-1.2份

增柔剂 1.5-2.5份

偶联剂 0.3-0.7份；

B组分为复合型固化剂，所述复合型固化剂由脂肪族多元胺固化剂、叔胺类固化剂和咪唑类固化剂按质量比1:0.8:0.5的比例混合而成。

通过采用上述技术方案，至少具有如下优点：一、配方中不含有有毒、挥发性有机溶剂，涂料涂覆后固化过程中无溶剂挥发，零VOC排放，绿色环保；二、陶瓷粉、化学纤维粉末、填料的掺入，增加了各组分之间的粘结牢度，使得一次涂刮即可获得高达1000μm的涂层厚度，优于普通涂料的100-200μm，施工方便；三、陶瓷粉的掺入，使得涂层硬度高达5H，极大提高了涂层的耐磨性；四、选用合适的防沉剂能有效保持A组分中陶瓷粉、填料等无机组分的分散稳定性，使得产品的性能稳定，不易沉淀分层；五、抗裂剂、增柔剂和偶联剂能够协同作用，提升涂层的机械性能，赋予涂层足够的韧性；六、B组分由上述配比的脂肪族多元胺固化剂、叔胺类固化剂和咪唑类固化剂混合而成，固化效果更佳，使得防腐涂料对使用环境的适应性更佳；七、采用上述特定组分、特定配比的防腐涂料涂刮形成的涂层致密性高，具有优良的耐酸碱性能和抗污自洁能力。

进一步地，所述陶瓷粉的化学成分中含二氧化钛、三氧化二铝和四氮化三硅，且满足如下条件，

a. 二氧化钛的质量百分数含量≥15%；

b. 三氧化二铝的质量百分数含量≥20%；

c. 四氮化三硅的质量百分数含量≥10%；

d. 最大粒径≤5μm。

通过采用上述技术方案，使得防腐涂料涂层一次性涂刮即可获得高达1000μm的涂覆厚度，且形成的涂层致密性高、硬度高，耐磨性能优异。

进一步地，所述化学纤维粉末为聚乙烯纤维粉末、聚丙烯纤维粉末、聚氯乙烯纤维粉末、聚乙烯醇纤维粉末、聚四氟乙烯纤维粉末中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，能够提升各组分之间的粘结牢度。聚乙烯纤维粉末、聚丙烯纤维粉末、聚氯乙烯纤维粉末、聚乙烯醇纤维粉末、聚四氟乙烯纤维粉末均具有优异的耐酸碱腐蚀性能，对涂层的耐酸碱腐蚀性能的提升显著。

进一步地，所述化学纤维粉末的最大粒径≤5μm。

通过采用上述技术方案，使得化学纤维粉末在防腐涂料混合物体中能够均匀分散，并维持足够的分散稳定性，避免分层或者出现沉淀。

进一步地，所述颜料为钛白粉或者石墨；所述填料为石英粉、云母粉、滑石粉和辉绿岩粉中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，无机颜料能够赋予涂料不同的颜色、且遮盖性能好，钛白粉还具有优异的耐晒性能，石墨能起到内润滑的作用，使得涂料更容易涂覆形成涂层。石英粉、云母粉、滑石粉、辉绿岩粉均可作为填料掺入，一方面能够降低涂料的生产成本，另一方面起到了提升涂覆形成的涂层的粘结牢度、机械性能、抗冲击性能的作用。

进一步地，所述防沉剂为气相二氧化硅。

通过采用上述技术方案，气相二氧化硅具有多孔性，无毒无味无污染，耐高温。其化学惰性以及特殊的触变性能明显改善固化后的防腐涂层的耐磨性。其作为作防沉剂能调节液态防腐涂料混合物体系的稳定性，起到防止颜料、填料等无机微粒聚集结块、分层或者沉淀的作用。

进一步地，所述抗裂剂为2-乙基-4-甲基咪唑或者2-苯基咪唑。

通过采用上述技术方案，2-乙基-4-甲基咪唑和者2-苯基咪唑能够促进涂料固化过程中树脂长链分子之间发生交联，形成复杂的立体空间网状结构，提升了涂层的韧性和抗开裂性能。

进一步地，所述增柔剂为聚酰胺树脂或聚乙烯醇缩丁醛。

通过采用上述技术方案，聚酰胺树脂和聚乙烯醇缩丁醛均与环氧树脂有良好的相容性，树脂固化后能在环氧树脂的交联结构中引入柔性链段，降低环氧树脂本体模量，起到增大防腐涂层韧性的作用。

进一步地，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。

通过采用上述技术方案，钛酸酯偶联剂的烃基基团与树脂有良好的相容性，能与树脂分子长链相互纠缠；端部的亲无机物基团易与无机物表面起化学反应，可以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，增强无机组分和有机组分之间的粘结牢度。在涂料中起到了提高无机组分的分散性能、防沉降、提升涂层强度的作用。

本发明的另一目的是提供一种制备上述耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料的制备方法，采用该种方法制得的防腐涂料具有一次涂刮厚度高、致密性好、耐酸碱性能佳的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料的制备方法，包括如下步骤，

步骤一、将陶瓷粉、化学纤维粉末、颜料、填料、防沉剂、抗裂助剂、增柔剂、偶联剂混合后搅拌均匀得到混合物料一；

步骤二、将耐高温多官能环氧树脂、多缩水甘油醚混合后搅拌均匀得到混合物料二；

步骤三、将步骤一所得混合物物料一于搅拌条件下加入到步骤二所得混合物料二中，搅拌3.5h以上得到组分A；

步骤四、按质量比1:0.8:0.5的比例称取脂肪族多元胺类固化剂、叔胺类固化剂和咪唑类固化剂，混合搅拌均匀得到组分B。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、配方中不含有有毒、挥发性有机溶剂，涂料涂覆后固化过程中无溶剂挥发，零VOC排放，绿色环保；

2、陶瓷粉、化学纤维粉末、填料的掺入，增加了各组分之间的粘结牢度，使得一次涂刮即可获得高达1000μm的涂层厚度，优于普通涂料的100-200μm，施工方便；

3、陶瓷粉的掺入，使得涂层硬度高达5H，极大提高了涂层的耐磨性；

4、选用合适的防沉剂能有效保持A组分中陶瓷粉、填料等无机组分的分散稳定性，使得产品的性能稳定，不易沉淀分层；

5、抗裂剂、增柔剂和偶联剂能够协同作用，提升涂层的机械性能，赋予涂层足够的韧性；

6、B组分由脂肪族多元胺固化剂、叔胺类固化剂和咪唑类固化剂按质量比1:0.8:0.5的比例混合而成，固化效果更佳，使得防腐涂料对使用环境的适应性更佳；

7、采用上述特定组分、特定配比的防腐涂料涂刮形成涂层致密性高，具有优良的耐酸碱性能和抗污自洁能力。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1-5

一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，包括A组分和B组分，使用时将A组分和B组分按照一定比例混合后进行涂覆即可。

按重量份计，A组分中各组分含量如表1所示：

其中陶瓷粉的最大粒径≤5μm，化学成分中含二氧化钛、三氧化二铝和四氮化三硅，且满足如下条件：

a.二氧化钛的质量百分数含量≥20%；

b.三氧化二铝的质量百分数含量≥25%；

c. 四氮化三硅的质量百分数含量≥15%。

各实施例中所用陶瓷粉的化学组成具体如下表所示：

各实施例中所用化学纤维粉末由化学稳定性高的化学纤维粉碎而成，最大粒径≤5μm,具体可以是聚乙烯纤维粉末、聚丙烯纤维粉末、聚氯乙烯纤维粉末、聚乙烯醇纤维粉末、聚四氟乙烯纤维粉末中的一种或多种。所用填料为石英粉、云母粉、滑石粉和辉绿岩粉中的一种或多种。具体如下表所示：

B组分为复合型固化剂，由脂肪族多元胺固化剂、叔胺类固化剂和咪唑类固化剂按质量比1:0.8:0.5的比例混合而成。各实施例中B组分的复合型固化剂的具体组成如下表所示：

实施例6

一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按重量份计，称取陶瓷粉12份、化学纤维粉末8份、石墨3份、填料8份、气相二氧化硅0.4份、2-乙基-4-甲基咪唑0.8份、聚酰胺树脂1.5份、钛酸酯偶联剂0.3份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用陶瓷粉、化学纤维粉末和填料与实施例1相同；

步骤二、将耐高温多官能环氧树脂45份、多缩水甘油醚8份混合后搅拌均匀得到混合物料二；

步骤三、将步骤一所得混合物物料一于搅拌条件下加入到步骤二所得混合物料二中，搅拌3.5h以上得到组分A；

步骤四、按质量比1:0.8:0.5的比例称取二亚乙基三胺、苄基二甲胺和2-十一烷基咪唑，混合搅拌均匀得到组分B。

实施例7

一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按重量份计，称取陶瓷粉13份、化学纤维粉末9份、石墨4份、填料9份、气相二氧化硅0.5份、2-苯基咪唑0.9份、聚乙烯醇缩丁醛1.8份、钛酸酯偶联剂0.3份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用陶瓷粉、化学纤维粉末和填料与实施例2相同；

步骤二、将耐高温多官能环氧树脂48份、多缩水甘油醚9份混合后搅拌均匀得到混合物料二；

步骤三、将步骤一所得混合物物料一于搅拌条件下加入到步骤二所得混合物料二中，搅拌3.5h以上得到组分A；

步骤四、按质量比1:0.8:0.5的比例称取三亚乙基四胺、2-二甲胺基甲基苯酚和1-苄基-2-甲基咪唑，混合搅拌均匀得到组分B。

实施例8

一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按重量份计，称取陶瓷粉15份、化学纤维粉末10份、钛白粉5份、填料10份、气相二氧化硅0.5份、2-乙基-4-甲基咪唑1份、聚酰胺树脂2份、钛酸酯偶联剂0.5份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用陶瓷粉、化学纤维粉末和填料与实施例3相同；

步骤二、将耐高温多官能环氧树脂50份、多缩水甘油醚10份混合后搅拌均匀得到混合物料二；

步骤三、将步骤一所得混合物物料一于搅拌条件下加入到步骤二所得混合物料二中，搅拌3.5h以上得到组分A；

步骤四、按质量比1:0.8:0.5的比例称取二亚乙基三胺、苄基二甲胺和2-十一烷基咪唑，混合搅拌均匀得到组分B。

实施例9

一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按重量份计，称取陶瓷粉16份、化学纤维粉末11份、钛白粉6份、填料11份、气相二氧化硅0.6份、2-苯基咪唑1.1份、聚乙烯醇缩丁醛2.3份、钛酸酯偶联剂0.6份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用陶瓷粉、化学纤维粉末和填料与实施例4相同；

步骤二、将耐高温多官能环氧树脂52份、多缩水甘油醚11份混合后搅拌均匀得到混合物料二；

步骤三、将步骤一所得混合物物料一于搅拌条件下加入到步骤二所得混合物料二中，搅拌3.5h以上得到组分A；

步骤四、按质量比1:0.8:0.5的比例称取三亚乙基四胺、2-二甲胺基甲基苯酚和1-苄-2-甲基咪唑，混合搅拌均匀得到组分B。

实施例10

一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按重量份计，称取陶瓷粉18份、化学纤维粉末12份、钛白粉7份、填料12份、气相二氧化硅0.6份、2-乙基-4-甲基咪唑1.2份、聚酰胺树脂2.5份、钛酸酯偶联剂0.7份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用陶瓷粉、化学纤维粉末和填料与实施例5相同；

步骤二、将耐高温多官能环氧树脂55份、多缩水甘油醚12份混合后搅拌均匀得到混合物料二；

步骤三、将步骤一所得混合物物料一于搅拌条件下加入到步骤二所得混合物料二中，搅拌3.5h以上得到组分A；

步骤四、按质量比1:0.8:0.5的比例称取四亚乙基五胺、苄基二甲胺和2-十一烷基咪唑，混合搅拌均匀得到组分B。

性能测试

选用实施例1-5的耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料作为试样1-5，以市售常规防腐涂料作为对照样。分别对试样1-5及对照样的挥发性有机物含量（VOC）、耐冲击性、附着力、耐盐雾性、耐酸碱性、涂层硬度以及单次涂刮厚度等指标进行测试，试验结果如下表所示：

由表5所示试验结果可知，由本发明的防腐涂料涂覆形成的涂层的耐腐蚀性明显优于对照样；其耐冲击性能、附着力和耐盐雾性能均优于普通防腐涂料；同时，本发明中的防腐涂料VOC含量全部为零，实现无污染零排放；单次涂刮的涂层厚度高达1000μm，远高于普通涂料的100-200μm，即采用本发明的涂料只需一次或较少次数的涂覆即可获得普通涂料多次涂覆的涂层厚度，施工更为方便、省时；本发明的防腐涂料涂覆后形成的涂层硬度等级高达5H，优于普通涂料的3H，即相对于普通涂料涂层具有更好的致密性和耐磨性。

上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其特征在于：包括A组分和B组分；

A组分包括按重量份计的如下组分，

耐高温多官能环氧树脂 45-55份

多缩水甘油醚 8-12份

陶瓷粉 12-18份

化学纤维粉末 8-12份

颜料 3-7份

填料 8-12份

防沉剂 0.4-0.6份

抗裂助剂 0.8-1.2份

增柔剂 1.5-2.5份

偶联剂 0.3-0.7份；

B组分为复合型固化剂，所述复合型固化剂由脂肪族多元胺固化剂、叔胺类固化剂和咪唑类固化剂按质量比1:0.8:0.5的比例混合而成。

2.根据权利要求1所述的一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述陶瓷粉的化学成分中含二氧化钛、三氧化二铝和四氮化三硅，且满足如下条件，

a、二氧化钛的质量百分数含量≥20%；

b、三氧化二铝的质量百分数含量≥25%；

c、四氮化三硅的质量百分数含量≥15%；

d、最大粒径≤5μm。

3.根据权利要求1所述的一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述化学纤维粉末为聚乙烯纤维粉末、聚丙烯纤维粉末、聚氯乙烯纤维粉末、聚乙烯醇纤维粉末、聚四氟乙烯纤维粉末中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述化学纤维粉末的最大粒径≤5μm。

5.根据权利要求1所述的一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述颜料为钛白粉或者石墨；所述填料为石英粉、云母粉、滑石粉和辉绿岩粉中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述防沉剂为气相二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述抗裂剂为2-乙基-4-甲基咪唑或者2-苯基咪唑。

8.根据权利要求1所述的一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述增柔剂为聚酰胺树脂或聚乙烯醇缩丁醛。

9.根据权利要求1所述的一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。

10.一种耐强酸碱复合陶瓷防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、将陶瓷粉、化学纤维粉末、颜料、填料、防沉剂、抗裂助剂、增柔剂、偶联剂混合后搅拌均匀得到混合物料一；

步骤二、将耐高温多官能环氧树脂、多缩水甘油醚混合后搅拌均匀得到混合物料二；

步骤三、将步骤一所得混合物物料一于搅拌条件下加入到步骤二所得混合物料二中，搅拌3.5h以上得到组分A；

步骤四、按质量比1:0.8:0.5的比例称取脂肪族多元胺类固化剂、叔胺类固化剂和咪唑类固化剂，混合搅拌均匀得到组分B。