CN109385196B - 一种工艺简单的缓蚀剂bta大负载量防腐涂料的制备方法 - Google Patents

一种工艺简单的缓蚀剂bta大负载量防腐涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及金属涂层防腐材料制备技术，旨在提供一种工艺简单的缓蚀剂BTA大负载量防腐涂料的制备方法。将二水醋酸锌、二甘醇和苯骈三氮唑在100℃搅拌至充分溶解，升温至150℃冷凝回流，反应6h后终止反应；产物中的沉淀用无水乙醇离心洗涤，制得BTA‑氧化锌复合微球；加至乙醇中分散；再加入司班80，调节pH值后搅拌下逐滴加入正硅酸乙酯，继续反应8h；反应产物用无水乙醇离心洗涤，得到SiO2包覆BTA‑氧化锌微球；搅拌条件下将其加入水性防腐涂料中，微球占涂料质量比例5～10％；继续搅拌后得到防腐涂料。本发明省去了负载结构负载缓蚀剂的真空浸渍工艺，简化了负载结构的制备过程。可以进一步提高BTA的负载量，微球结构可以添加更多而不影响最终涂层的致密结构。

Description

一种工艺简单的缓蚀剂BTA大负载量防腐涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及金属涂层防腐材料制备技术，特别涉及一种工艺简单的缓蚀剂BTA大负载量防腐涂料的制备方法。
背景技术
缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境(介质)中时，可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质，添加在涂料当中作为提高涂料的耐腐蚀性能的物质。通常将它直接加入到涂料当中使用，可显著提高涂料的防腐性能。但在直接添加的情况下，缓蚀剂的添加量目前仅能添加0.1～1％，大于此添加量时，涂层的致密性将降低导致耐腐蚀性能反而下降。而缓蚀剂通过多孔结构或者中空微球负载结构引入涂料中时，因不与涂料直接接触，则可提高缓蚀剂的添加量。但缓蚀剂负载工艺都较复杂，不论是多孔结构还是中空微球均需要在真空环境下反复浸渍并过滤。
针对这个问题，本发明采用直接制备缓蚀剂微球再进行包覆的方法简化了缓释剂负载的复杂工艺，同时提高了缓蚀剂苯骈三氮唑(BTA)在涂料中的添加量，为防腐涂料的性能提高提供了新途径。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种工艺简单的缓蚀剂BTA大负载量防腐涂料的制备方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种工艺简单的缓蚀剂BTA大负载量防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)在搅拌条件下，向三口烧瓶中加入0.02mol二水醋酸锌、100ml二甘醇和0.02mol的苯骈三氮唑，油浴升温至100℃，继续搅拌直至充分溶解；
(2)将油浴升温至150℃，冷凝回流，继续搅拌反应6h；
(3)从油浴中取出三口烧瓶，置入冷水中终止反应；
(4)将三口烧瓶中的混合物用离心分离机分离，得到的沉淀用无水乙醇离心洗涤两次，制得BTA-氧化锌复合微球；
(5)取BTA-氧化锌复合微球2.5g，加至100ml乙醇中分散；再加入0.05g司班80，用氨水调节溶液pH值至10～11；在搅拌下逐滴加入10～20g正硅酸乙酯，滴加完成后继续反应8h；
(6)将反应产物用无水乙醇离心洗涤2次，得到SiO2包覆BTA-氧化锌微球；
(7)在搅拌条件下，将SiO2包覆BTA-氧化锌微球加入水性防腐涂料中，微球占涂料质量比例5～10％；继续搅拌60min后，得到大量负载缓蚀剂BTA的防腐涂料。
本发明中，在步骤(1)中，搅拌速率为200r/min，升温后的搅拌时间为1h。
本发明中，在步骤(4)中，使用离心分离机分离时，控制转速为12000rpm，分离时间为10min；进行离心洗涤时，控制转速为12000rpm，洗涤时间10min。
本发明中，在步骤(5)中，控制搅拌速度为360rpm，滴加速度0.2g/min。
本发明中，在步骤(7)中，所述水性防腐涂料是聚氨酯防腐漆或环氧树脂漆。
本发明中，在步骤(7)中，控制搅拌速度为在800rpm。
与现有制备技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明省去了负载结构负载缓蚀剂的真空浸渍工艺，简化了负载结构的制备过程。
2、利用本发明可以进一步提高BTA的负载量，相对于中空氧化硅微球浸渍负载BTA技术不到20％的负载量，应用本发明的BTA-氧化锌复合粉体可以将负载量提高到30％以上。
3、经过SiO2包覆后的BTA负载微球结构可以添加更多而不直接与涂料接触，这样不会因为BTA的增加而影响最终涂层的致密结构。在这种包覆下，BTA的添加量在水性涂料中的可以提高到百分之几(相对于现有技术可提高10倍)。
附图说明
图1为具体实施例1制备获得的SiO2包覆BTA-氧化锌复合粉体的扫描电镜照片。
具体实施方式
本发明中，所述试剂均为市购产品。例如，下述实施例中的苯骈三氮唑(BTA)为美国阿拉丁工业公司，纯度99％；二水醋酸锌为美国阿拉丁工业公司，纯度99％；氨水为舟山晟华化工有限公司产品，纯度为AR；正硅酸乙酯(TEOS)为深圳优越浩昌新材料有限公司产品，纯度为28％；聚氨酯漆为广东劳斯化工有限公司的水性聚氨酯防腐面漆E8800；环氧树脂为美国凯斯KATS水基环氧树脂涂料。
以下通过实例进一步对本发明进行描述。
实施例1
(1)在搅拌条件下，向三口烧瓶中加入0.02mol二水醋酸锌、100ml二甘醇和0.02mol的BTA，油浴升温至100℃搅拌1h，使充分溶解；
(2)将油浴升温至150℃，冷凝回流，搅拌反应6h；
(3)从油浴中取出三口烧瓶，置入冷水中终止反应；
(4)将三口烧瓶中的液体用离心分离机分离，得到的沉淀用无水乙醇离心洗涤两次，制得BTA-氧化锌复合微球；使用离心分离机分离时，控制转速为12000rpm，分离时间为10min；进行离心洗涤时，控制转速为12000rpm，洗涤时间10min。
(5)将BTA-氧化锌复合微球2.5g加入100ml乙醇中分散后加入司班80 0.05g，用氨水条件溶液pH值至10，在360rpm的搅拌速度下，逐滴滴加正硅酸乙酯TEOS 10g，滴加速度0.2g/min，滴加完成后反应8h；
(6)将反应产物用无水乙醇离心洗涤2次即得到SiO2包覆BTA-氧化锌微球；
(7)在800rpm转速下，按涂料质量10％的比例将SiO2包覆BTA-氧化锌微球加入水性聚氨酯涂料E8800中，搅拌60min即得到BTA大负载量水性防腐涂料。
以100目金刚砂喷砂后的Q235钢为基材，将涂料用水稀释20％后，喷涂在基材上约50微米，放置72h后进行盐雾实验测试。
实施例2
(1)在搅拌条件下，向三口烧瓶中加入0.02mol二水醋酸锌、100ml二甘醇和0.02mol的BTA，油浴升温至100℃搅拌1h，使充分溶解；
(2)将油浴升温至150℃，冷凝回流，搅拌反应6h；
(3)从油浴中取出三口烧瓶，置入冷水中终止反应；
(4)将三口烧瓶中的液体用离心分离机分离，得到的沉淀用无水乙醇离心洗涤两次，制得BTA-氧化锌复合微球；使用离心分离机分离时，控制转速为12000rpm，分离时间为10min；进行离心洗涤时，控制转速为12000rpm，洗涤时间10min。
(5)将BTA-氧化锌复合微球2.5g加入100ml乙醇中分散后加入司班80 0.05g，用氨水条件溶液pH值至11，在360rpm的搅拌速度下，逐滴滴加正硅酸乙酯TEOS 15g，滴加速度0.2g/min，滴加完成后反应8h；
(6)将反应产物用无水乙醇离心洗涤2次即得到SiO2包覆BTA-氧化锌微球；
(7)在800rpm转速下，按涂料质量7％的比例将SiO2包覆BTA-氧化锌微球加入KATS水基环氧树脂涂料中，搅拌60min即得到BTA大负载量水性防腐涂料。
以100目金刚砂喷砂后的Q235钢为基材，将涂料喷涂在基材上约50微米，放置14天后进行盐雾实验测试。
实施例3
(1)在搅拌条件下，向三口烧瓶中加入0.02mol二水醋酸锌、100ml二甘醇和0.02mol的BTA，油浴升温至100℃搅拌1h，使充分溶解；
(2)将油浴升温至150℃，冷凝回流，搅拌反应6h；
(3)从油浴中取出三口烧瓶，置入冷水中终止反应；
(4)将三口烧瓶中的液体用离心分离机分离，得到的沉淀用无水乙醇离心洗涤两次，制得BTA-氧化锌复合微球；使用离心分离机分离时，控制转速为12000rpm，分离时间为10min；进行离心洗涤时，控制转速为12000rpm，洗涤时间10min。
(5)将BTA-氧化锌复合微球2.5g加入100ml乙醇中分散后加入司班80 0.05g，用氨水条件溶液pH值至10.8，在360rpm的搅拌速度下，逐滴滴加正硅酸乙酯TEOS 20g，滴加速度0.2g/min，滴加完成后反应8h；
(6)将反应产物用无水乙醇离心洗涤2次即得到SiO2包覆BTA-氧化锌微球；
(7)在800rpm转速下，按涂料质量5％的比例将SiO2包覆BTA-氧化锌微球加入KATS水基环氧树脂涂料中，搅拌60min即得到BTA大负载量水性防腐涂料。
以100目金刚砂喷砂后的Q235钢为基材，将涂料喷涂在基材上约50微米，放置14天后进行盐雾实验测试。
对比实例1
以100目金刚砂喷砂后的Q235钢为基材，将未添加SiO2包覆BTA-氧化锌的水性聚氨酯涂料E8800用水稀释20％后，喷涂在基材上约50微米，放置72h后进行盐雾实验测试。
对比实例2
以100目金刚砂喷砂后的Q235钢为基材，将未添加SiO2包覆BTA-氧化锌的KATS水性环氧树脂涂料喷涂在基材上，放置14天后进行盐雾实验测试(5％NaCl浓度，中性盐雾)。
表一不同涂涂料制备层样品盐雾试验结果
Figure BDA0001836438530000051
实验中，SiO2包覆BTA-氧化锌结构负载BTA含量由差热热重测试测得，涂层盐雾时间按照国家标准GB/T 2423.17《涂层中性盐雾国家标准》方法测试，NaCl浓度为5％。
各实例分别选用聚氨酯和环氧树脂防腐漆进行实验，从盐雾实验数据中可以看出，随着SiO2包覆BTA-氧化锌粉体可在聚氨酯、环氧漆等各种防腐漆中使用，实施例1中，SiO2包覆BTA-氧化锌结构负载BTA含量为30.5％，加入涂料后，BTA含量3.0％，较未加入的(对比实例1)盐雾时间约提高了4倍。实施例2、3较未加入的样品(对比实例2)提高了2倍。

Claims (5)

1.一种工艺简单的缓蚀剂BTA大负载量防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在搅拌条件下，向三口烧瓶中加入0.02mol 二水醋酸锌、100ml二甘醇和0.02mol的苯骈三氮唑，油浴升温至100℃，继续搅拌直至充分溶解；
（2）将油浴升温至150℃，冷凝回流，继续搅拌反应6h；
（3）从油浴中取出三口烧瓶，置入冷水中终止反应；
（4）将三口烧瓶中的混合物用离心分离机分离，得到的沉淀用无水乙醇离心洗涤两次，制得BTA-氧化锌复合微球；
（5）取BTA-氧化锌复合微球2.5g，加至100ml乙醇中分散；再加入0.05g司班80，用氨水调节溶液pH值至10~11；在搅拌下逐滴加入10~20g正硅酸乙酯，滴加完成后继续反应8h；
（6）将反应产物用无水乙醇离心洗涤2次，得到SiO2包覆BTA-氧化锌微球；
（7）在搅拌条件下，将SiO2包覆BTA-氧化锌微球加入水性防腐涂料中，微球占涂料质量比例5~10%，所述水性防腐涂料是聚氨酯防腐漆或环氧树脂漆；继续搅拌60min后，得到大量负载缓蚀剂BTA的防腐涂料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，搅拌速率为200r/min，升温后的搅拌时间为1h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（4）中，使用离心分离机分离时，控制转速为12000rpm，分离时间为10min；进行离心洗涤时，控制转速为12000rpm，洗涤时间10min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（5）中，控制搅拌速度为360rpm，滴加速度0.2g/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（7）中，控制搅拌速度为800rpm。
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