CN109679392B - 一种防腐减磨粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防腐减磨粉末涂料，包括防腐功能填料；所述防腐功能填料包括氯化镍、钨酸钠、苯胺、过硫酸铵、磷酸、硅烷偶联剂及多孔填料。解决现有粉末涂料涂层防腐性能及减磨耐磨性能低的问题。

Description

一种防腐减磨粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种粉末涂料及其制备方法。

背景技术

由于粉末涂层是由粉末涂料经高温熔化而成，其表面平整度以及内部的致密性略低，涂层内部易出现空气孔穴，腐蚀性介质会很容易渗透到涂层下面的表面基板上，降低涂层的防护性能，导致目前粉末涂料防腐性能不高。同时，涂层的防腐性能与涂层的防护寿命相关联，若涂层的减磨或耐磨性能差，涂层的防护寿命将降低，因此提高涂层的减磨性能是提升涂层防护寿命的方式。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种防腐与减磨性能优越的粉末涂料，同时提供该粉末涂料的制备方法。解决现有粉末涂料涂层防腐性能及减磨耐磨性能低的问题。

第一方面，所述的一种防腐减磨粉末涂料，包括防腐功能填料，其特征在于，所述防腐功能填料，包括如下组分：

氯化镍、钨酸钠、苯胺、过硫酸铵、磷酸、硅烷偶联剂及多孔填料。

优选地，所述防腐功能填料，其组分按照重量份计算，分别为：

氯化镍 ：1-10份；

钨酸钠 ：1-10份；

磷酸 ： 40-100份；

苯胺 ：1-15份；

过硫酸铵 ：0.5-15份；

硅烷偶联剂：0.05-1份；

多孔填料：10-100份。

优选地，所述防腐功能填料的制备方法，包括：

将氯化镍、钨酸钠、苯胺、过硫酸铵、硅烷偶联剂与磷酸混合均匀后进行水热反应，得到溶胶步骤；及

将所述溶胶与多孔填料混合均匀后干燥得到所述防腐功能填料步骤。

优选地，所述多孔填料为硅藻土，凹凸棒，沸石、分子筛、活性炭、碳纤维、粉煤灰、煤矸石中的一种或几种。

优选地，所述硅烷偶联剂是KH550、KH560或KH570中的一种或几种。

优选地，所述的一种防腐减磨粉末涂料，还包括：热塑性固体树脂或热固性固体树脂。

优选地，所述热固性固体树脂为环氧树脂、聚酯树脂或酚醛环氧树脂中的一种或几种。

优选地，所述的一种防腐减磨粉末涂料，还包括固化剂和催化剂；所述固化剂与所述热固性固体树脂相应。

优选地，所述的一种防腐减磨粉末涂料，按照重量份计算，其组成为：

热固性固体树脂 40-100份；

固化剂 10-30份；

催化剂 0.015-0.003份；

防腐功能填料 10-100份。

第二方面，一种防腐减磨粉末涂料，其制备方法包括：

将防腐功能填料、热固性固体树脂 、固化剂及催化剂均匀混合步骤；及将均匀混合后的混合物进行热挤及粉碎步骤。

优选地，所述热挤，是将所述混合物投入双螺杆挤出机，以120-180℃的挤出温度进行挤出。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明创新性的制备一种具有强效防腐性能的溶胶，这种溶胶结合了苯胺衍生物、钨酸盐与磷酸的防腐功能，采用原位合成的方法，将苯胺衍生物与钨酸盐与磷酸在溶胶内部，可实现防腐功能性物质的均匀分散。于此同时，制备的产物为胶体，添加到涂层后可起到减磨的效果，进一步延长涂层的寿命；

2、合成的溶胶结合了苯胺衍生物、钨酸盐与磷酸，苯胺衍生物是一种具有钝化性能的导电聚合物，可增强涂层的防腐性能，钨酸盐是经探索合成出具有强效钝化铁金属的无机金属盐，最后少量的磷酸可使铁金属表面形成一层磷化膜，有效的增加了涂层的防腐性能，因此苯胺衍生物、钨酸盐与磷酸的结合并添加到涂层中，可使涂层本身具有强效的钝化作用，有效的提升自身防腐性能。

附图说明

通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是实施例1中未添加防腐功能填料的涂层盐雾试验结果。盐雾试验是按照ASTM_B117-2011盐雾试验标准实施，实验时间为500小时；

图2是实施例1中功能防腐减磨涂层盐雾试验结果。盐雾试验是按照ASTM_B117-2011盐雾试验标准实施，实验时间为3000小时；

图3是实施例1中功能防腐减磨涂层摩擦实验测试照片，1000转后无明显磨损。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

此外，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

实施例1

（1）防腐功能填料的制备：

将1份氯化镍、1份钨酸钠、1份苯胺、0.5份过硫酸铵、1份硅烷偶联剂与40份磷酸投入烧杯中，室温搅拌1小时后投入高压釜中，在120℃进行水热反应，反应后得到的液体经干燥得到防腐溶胶。

将得到的防腐溶胶与1份硅藻土，2份凹凸棒，1份沸石、3份分子筛、3份粉煤灰进行混合，低温烘干得到防腐功能填料。

（2）将防腐功能填料30份，40份环氧树脂E10、10份双氰胺固化剂、0.015份咪唑催化剂在高速预混剂中高速搅拌，均匀搅拌后将原料投入双螺杆挤出机，以120℃的挤出温度进行挤出，将挤出后的物料粉化磨碎，粉末的尺寸在100-200μm之间。得到防腐减磨粉末涂料。

（3）涂层的制备

将基板预热至150℃，用静电喷枪喷涂粉末，喷涂后放入150℃烘箱烘烤2小时，降温后得到防腐减磨粉末涂层。

（4）涂层性能测试

①耐腐蚀性能：将步骤（3）基板（涂层厚度为100±5μm）浸入强酸（pH=1）、强碱（pH=14）溶液中进行腐蚀测试，经过30天腐蚀的涂层表面形貌没有发生明显变化。防腐涂层在以国标ASTM B-117的环境进行测试，3000小时无剥离破损。同样厚度的未添加防腐功能填料的涂层经过500小时发生剥离破损。图2是本实施例中防腐减磨涂层经过3000小时盐雾测试的结果，涂层经过破坏后放入盐雾试验箱，3000小时后并无腐蚀现象，图1是本实施例中未添加防腐功能填料的涂层的盐雾试验结果，经过500小时的盐雾测试，涂层已经出现明显的腐蚀现象，因此说明本发明可以有效的提升涂层的防腐性能。

②减磨性能：采用旋转橡胶轮法进行摩擦测试，执行标准：SY/T1768-2006，指标要求：磨损量≤20 mg。试验条件：载荷1kg，1000转。测得本实施例涂层质量损失为12mg，未添加防腐功能填料的涂层质量损失为30mg，结果表明本专利涂层减磨性能优异。图3为本实施例防腐减磨涂层摩擦后的照片，图中可以看出，涂层经过1000转摩擦后，无明显的伤痕，说明涂层的减磨性能优异。

实施例2：

（1）防腐功能填料的制备：

将10份氯化镍、10份钨酸钠、5份苯胺、5份过硫酸铵、0.05份硅烷偶联剂与100份磷酸投入烧杯中，室温搅拌24小时后投入高压釜中，在200℃进行水热反应，反应后得到的液体经冷冻干燥得到防腐溶胶。

将得到的防腐溶胶与10份硅藻土，15份凹凸棒，15份沸石、10份分子筛、15份活性炭、10份碳纤维、10份粉煤灰、15份煤矸石进行混合，低温烘干得到防腐多孔填料。

（2）将防腐功能填料50份，100份聚酯树脂、30份环氧树脂、0.015份咪唑催化剂在高速预混剂中高速搅拌，均匀搅拌后将原料投入双螺杆挤出机，以180℃的挤出温度进行挤出，将挤出后的物料粉化磨碎，粉末的尺寸在100-200μm之间。得到防腐减磨粉末涂料。

（3）涂层的制备：

将基板预热至180℃，用静电喷枪喷涂粉末，喷涂后放入180℃烘箱烘烤半小时，降温后得到防腐减磨粉末涂层。

（4）性能测定

①耐腐蚀性能：将步骤（3）基板（涂层厚度为100±5μm）浸入强酸（pH=1）、强碱（pH=14）溶液中进行腐蚀测试，经过30天腐蚀的涂层表面形貌没有发生明显变化。功能涂层在以国标ASTM B-117的环境进行测试，3500小时无剥离破损。同样厚度的未添加防腐功能填料的涂层经过600小时发生剥离破损。

②减磨性能：采用旋转橡胶轮法进行摩擦测试，执行标准：SY/T1768-2006，指标要求：磨损量≤20 mg。试验条件：载荷1kg，1000转。测得本专利涂层质量损失为13.8mg，未添加防腐功能填料的涂层质量损失为30mg，结果表明本实施例涂层减磨性能优异。

实施例3：

（1）功能填料的制备：

将5份氯化镍、5份钨酸钠、15份苯胺、15份过硫酸铵、0.05份硅烷偶联剂与50份磷酸投入烧杯中，室温搅拌12小时后投入高压釜中，在150℃进行水热反应，反应后得到的液体经冷冻干燥得到防腐溶胶。

将得到的防腐溶胶与25份凹凸棒，5份沸石、15份活性炭、10份碳纤维、10份粉煤灰、15份煤矸石进行混合，低温烘干得到防腐多孔填料。

（2）将防腐填料10份，80份酚醛树脂、EB30型酚类固化剂、0.015份催化剂在高速预混剂中高速搅拌，均匀搅拌后将原料投入双螺杆挤出机，以160℃的挤出温度进行挤出，将挤出后的物料粉化磨碎，粉末的尺寸在100-200μm之间。得到防腐减磨粉末涂料。

（3）涂层的制备：

将基板预热至160℃，用静电喷枪喷涂粉末，喷涂后放入160℃烘箱烘烤半小时，降温后得到防腐减磨粉末涂层。

（4）性能测定

①耐腐蚀性能：将步骤（3）基板（涂层厚度为100±5μm）浸入强酸（pH=1）、强碱（pH=14）溶液中进行腐蚀测试，经过60天腐蚀的涂层表面形貌没有发生明显变化。功能涂层在以国标ASTM B-117的环境进行测试，5000小时无剥离破损。未添加防腐功能填料的涂层经过1000发生剥离破损。

②减磨性能：采用旋转橡胶轮法进行摩擦测试，执行标准：SY/T1768-2006，指标要求：磨损量≤20 mg。试验条件：载荷1kg，1000转。测得本实施例涂层质量损失为17mg，未添加防腐功能填料的涂层质量损失为33mg，结果表明本专利涂层减磨性能优异。

实施例4：

（1）防腐功能填料的制备：

将3份氯化镍、6份钨酸钠、4份苯胺、4份过硫酸铵、0.08份硅烷偶联剂与80份磷酸投入烧杯中，室温搅拌18小时后投入高压釜中，在160℃进行水热反应，反应后得到的液体经冷冻干燥得到防腐溶胶。

将得到的防腐溶胶与10份硅藻土10份分子筛、10份碳纤维、10份粉煤灰进行混合，低温烘干得到防腐多孔填料。

（2）将防腐功能填料100份，40份环氧树脂E10、9100固化剂、0.015份咪唑催化剂在高速预混剂中高速搅拌，均匀搅拌后将原料投入双螺杆挤出机，以120℃的挤出温度进行挤出，将挤出后的物料粉化磨碎，粉末的尺寸在100-200μm之间。得到防腐减磨粉末涂料。

（3）涂层的制备：

将基板预热至120℃，用静电喷枪喷涂粉末，喷涂后放入120℃烘箱烘烤半小时，降温后得到防腐减磨粉末涂层。

（4）性能测定

①耐腐蚀性能：将步骤（3）基板（涂层厚度为100±5μm）浸入强酸（pH=1）、强碱（pH=14）溶液中进行腐蚀测试，经过60天腐蚀的涂层表面形貌没有发生明显变化。功能涂层在以国标ASTM B-117的环境进行测试，2000小时无剥离破损。未添加防腐功能填料的涂层经过400发生剥离破损。

②减磨性能：采用旋转橡胶轮法进行摩擦测试，执行标准：SY/T1768-2006，指标要求：磨损量≤20 mg。试验条件：载荷1kg，1000转。测得本专利涂层质量损失为20mg，未添加防腐功能填料的涂层质量损失为50mg，结果表明本实施例涂层减磨性能优异。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种防腐减磨粉末涂料，其特征在于：

包括防腐功能填料；

所述防腐功能填料包括氯化镍、钨酸钠、苯胺、过硫酸铵、磷酸、硅烷偶联剂及多孔填料；

所述防腐功能填料各组分按照重量份计算，分别为：

氯化镍 ：1-10份；

钨酸钠 ：1-10份；

磷酸 ： 40-100份；

苯胺 ：1-15份；

过硫酸铵 ：0.5-15份；

硅烷偶联剂 ：0.05-1份；

多孔填料：10-100份；

所述防腐功能填料的制备方法，包括：

将氯化镍、钨酸钠、苯胺、过硫酸铵、硅烷偶联剂与磷酸混合均匀后进行水热反应，得到溶胶步骤；及

将所述溶胶与多孔填料混合均匀后干燥得到所述防腐功能填料步骤；

还包括：

热固性固体树脂、固化剂和催化剂；

所述固化剂与所述热固性固体树脂相应；

按照重量份计算，所述防腐减磨粉末涂料组成为：

热固性固体树脂 40-100份；

固化剂 10-30份；

催化剂 0.015-0.003份；

防腐功能填料 10-100份。

2.根据权利要求1所述的一种防腐减磨粉末涂料，其特征在于：

所述多孔填料为硅藻土、凹凸棒、沸石、分子筛、活性炭、碳纤维、粉煤灰、煤矸石中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种防腐减磨粉末涂料，其特征在于：

所述硅烷偶联剂是KH550、KH560或KH570中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种防腐减磨粉末涂料，其特征在于：

所述热固性固体树脂为环氧树脂或聚酯树脂中的一种或几种。

5.权利要求1-4任一项所述的防腐减磨粉末涂料，其制备方法包括：

将防腐功能填料、热固性固体树脂 、固化剂及催化剂均匀混合步骤；及将均匀混合后的混合物进行热挤及粉碎步骤。

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