CN109749499B - 一种防腐耐磨水性功能填料及应用其的防腐耐磨水性涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防腐耐磨水性功能填料，包括树脂、无机模板剂、无机多孔材料及防腐水溶胶；所述防腐水溶胶按照重量份计算，其组成分别为：氯化镍1‑10份，钨酸钠1‑10份，磷酸40‑100份，苯胺1‑5份，过硫酸铵0.5‑5份；一种防腐耐磨水性涂料，包括所述的防腐耐磨水性功能填料及成膜组分。解决现有水性防腐涂料涂层耐腐蚀及耐磨性不足的问题。

Description

一种防腐耐磨水性功能填料及应用其的防腐耐磨水性涂料

技术领域

本发明涉及防腐耐磨水性涂料及其制备方法。

背景技术

对于水性防腐涂料，由于水的表面张力及蒸发潜热均较大，体系分散的需要，导致了水性防腐涂料的涂层耐腐蚀及耐磨性不足，严重限制了水性防腐涂料的防腐耐磨性能提升和推广应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种防腐耐磨水性功能填料及应用其的防腐耐磨水性涂料，以及这两种物质的制备方法。解决现有水性防腐涂料涂层耐腐蚀及耐磨性不足的问题。

第一方面，所述的一种防腐耐磨水性功能填料，其特征在于，包括：

防腐水溶胶；

所述防腐水溶胶按照重量份计算，其组成分别为：

氯化镍 1-10份；

钨酸钠 1-10份；

磷酸 40-100份

苯胺 1-5份，

过硫酸铵 0.5-5份。

优选地，所述防腐水溶胶的制备方法是：将氯化镍、钨酸钠、苯胺、过硫酸铵与磷酸搅拌均匀后，在100-200℃之间进行水热反应，得到防腐水溶胶。

优选地，所述的一种防腐耐磨水性功能填料，还包括：

树脂；

所述树脂包括固体树脂、固化剂及催化剂。

优选地，所述固体树脂、固化剂及催化剂，按照重量份计算，分别为：

固体树脂 40-80份；

固化剂 10-30份；

催化剂 0.015-0.03份。

优选地，所述固体树脂为环氧树脂，聚酯树脂，酚醛环氧或丙烯酸树脂中的一种；所述固化剂为酚类固化剂，醛类固化剂，氨类固化剂或环氧树脂中的一种。

优选地，所述的一种防腐耐磨水性功能填料，还包括：

无机模板剂；

所述无机模板剂为纳米碳酸钙 、微米氧化锌或微米氯化钠中的一种或几种。

优选地，所述纳米碳酸钙 、微米氧化锌及微米氯化钠，按照重量份计算分别为：

纳米碳酸钙 10-70份；

微米氧化锌 20-40份；

微米氯化钠 10-50份。

优选地，所述的一种防腐耐磨水性功能填料，还包括：

无机多孔材料；

所述无机多孔材料为硅藻土、粉煤灰 或凹凸棒 中的一种或几种。

优选地，所述无机多孔材料为硅藻土、粉煤灰 及凹凸棒，按照重量份计算分别为：

硅藻土 1-10份；

粉煤灰 1-10份；

凹凸棒 1-10份。

优选地，所述的树脂、无机模板剂及无机多孔材料，按照重量份计算分别为：

树脂：50.015-110.03份

无机模板剂：40-160份

无机多孔材料：3-30份

第二方面，所述的一种防腐耐磨水性功能填料的制备方法：

（1）将树脂、无机模板剂及无机多孔材料混匀后经挤出机挤出；

（2）将所述挤出机的挤出物粉化后投入盐酸中进行搅拌、过滤、烘干，得到粉末填料；

（3）将所述10-100份粉末填料与10-100份所述防腐水溶胶进行液相混合，得到所述防腐耐磨水性功能填料。

第三方面，所述的一种防腐耐磨水性涂料，包括：

防腐耐磨水性功能填料及成膜组分。

优选地，所述的成膜组分为水性环氧树脂或聚氨酯树脂中的一种。

优选地，所述的成膜组分为水性环氧树脂固化剂或水性聚氨酯树脂固化剂中的一种。

优选地，所述的一种防腐耐磨水性涂料，还包括溶剂；所述溶剂为乙醇和/或水。

优选地，所述的一种防腐耐磨水性涂料，按照重量份计算分别为：

防腐耐磨水性功能填料：10份-50份

水性环氧树脂：40-100份

水性固化剂：20-60份

溶剂：5-10份

第四方面，所述的一种防腐耐磨水性涂料的制备方法：

将防腐耐磨水性功能填料添加到水性环氧树脂或聚氨酯树脂中并加入溶剂，经过1-5小时搅拌后，继续加入水性固化剂，得到防腐耐磨水性涂料。

本发明具有如下有益效果：

1、本专利创新性的提供一种具有强效防腐性能的水溶胶，这种水溶胶耦合了纳米钝化粒子苯胺衍生物、钨酸盐与磷酸，这种防腐水溶胶添加到多孔粉末填料中获得防腐耐磨水性功能填料，进而得到防腐耐磨水性涂料；

2、创新性的利用树脂、无机多孔材料与无机模板剂混合，利用粉末涂料挤出的方式，将三种物质均匀混合，磨粉后在磷酸的环境下清除无机模板剂，制备出具有多孔结构的有机/无机填料，这种填料添加到水性或粉末涂料中后，其树脂部分可受热融化，增加填料与树脂之间的相容性，同时其多孔结构可将防腐耐磨功能胶体担载到涂层中，避免了功能胶体难以进入涂层的情况。

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是发明实施例1中防腐耐磨水性涂层的摩擦与盐雾试验结果。摩擦实验室按照SY/T1768-2006标准实施；盐雾试验是按照ASTM_B117-2011盐雾试验标准实施，盐雾测试时间为3500h。结果表明，经1000转摩擦后涂层表面无明显损伤，并且摩擦后的涂层经过3500h盐雾试验测试后，涂层表面无鼓泡脱落现象。

图2是发明实施例1中防腐水溶胶在乙酸乙酯中分散的实物照片。可以看出胶体可均匀的分散到乙酸乙酯中，说明其粒度小，分散性强。

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。

同时，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）防腐耐磨水性功能填料的制备：

将80份环氧树脂E12、30份二氢铵固化剂、0.03份咪唑催化剂、10份纳米碳酸钙、20份微米氧化锌、10份微米氯化钠、1份硅藻土、1份粉煤灰、1份凹凸棒在高速预混剂中搅拌均匀后将投入双螺杆挤出机，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。将磨好后的粉末投入盐酸中以1000转的转速搅拌10小时，经过反应后过滤并在40℃真空烘干，烘干后得到多孔粉末填料。

将1份氯化镍、1份钨酸钠、1份苯胺、0.5份过硫酸铵与40份磷酸投入烧杯中，室温搅拌24小时后投入高压釜中，在100℃进行水热反应，反应后得到的液体经干燥得到防腐水溶胶。

将得到的防腐水溶胶与多孔粉末填料进行1比10混合，低温烘干得到防腐耐磨水性功能填料。

（2）涂层的制备：

将得到的10份防腐耐磨水性功能填料投入含有1份乙醇、40份CYDW-10水性环氧树脂中，搅拌均匀后加入9 份蒸馏水与60 份 CYDHD-220固化剂中，二者均搅拌1 h后，使用喷枪进行喷涂。经150℃固化后得到涂层。

（3）性能测定

①耐腐蚀性能：将制备的涂层浸入强酸（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。涂层在以国标ASTM B-117的环境进行测试，3000小时无剥离破损。未添加防腐填料涂层经过100小时发生剥离破损。涂层厚度为100±5μm。

②耐磨性能：采用旋转橡胶轮法进行摩擦测试，执行标准：SY/T1768-2006，试验条件：载荷1kg，1000转。测得本专利涂层质量损失为12mg，未添加防腐耐磨填料的涂层质量损失为35mg，结果表明本专利涂层耐磨性能优异。

实施例2

（1）防腐耐磨水性功能填料的制备：

将填料的原料，40份聚酯树脂、30份环氧树脂、0.015份咪唑催化剂、10份纳米碳酸钙、40份微米氧化锌、10份微米氯化钠、1份硅藻土、10份粉煤灰、1份凹凸棒在高速预混机中搅拌均匀后投入双螺杆挤出机，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。将磨好后的粉末投入盐酸中以1000转的转速搅拌5小时，经过反应后过滤并在60℃真空烘干，烘干后得到多孔粉末填料。

将1份氯化镍、10份钨酸钠、5份苯胺、5份过硫酸铵与40份磷酸投入烧杯中，室温搅拌24小时后投入高压釜中，在180℃进行水热反应，反应后得到的液体经干燥得到防腐水溶胶。

将得到的防腐水溶胶与多孔粉末填料进行1比10混合，低温烘干得到防腐耐磨水性功能填料。

（2）涂层的制备：

将得到的20份防腐耐磨水性功能填料投入含有3份乙醇、100份聚氨酯树脂中，搅拌均匀后加入2份蒸馏水与20 份聚氨酯固化剂中，二者均搅拌1 h后，使用喷枪进行喷涂。经130℃固化后得到涂层。

（3）性能测定

①耐腐蚀性能：将制备的涂层浸入强酸（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。涂层在以国标ASTM B-117的环境进行测试，3500小时无剥离破损。未添加防腐填料涂层经过500小时发生剥离破损。涂层厚度为100±5μm。

②耐磨性能：采用旋转橡胶轮法进行摩擦测试，执行标准：SY/T1768-2006，试验条件：载荷1kg，1000转。测得本专利涂层质量损失为19mg，未添加防腐耐磨填料的涂层质量损失为55mg，结果表明本专利涂层耐磨性能优异。

实施例3：

（1）防腐耐磨水性功能填料的制备：

将80份环氧树脂E10、30份二氢铵固化剂、0.015份咪唑催化剂、70份纳米碳酸钙、40份微米氧化锌、50份微米氯化钠、10份硅藻土、10份粉煤灰、10份凹凸棒在高速预混机中高速搅拌均匀后投入双螺杆挤出机，以100℃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。将磨好后的粉末投入盐酸中以1000转的转速搅拌10小时，经过反应后过滤并在40℃真空烘干，烘干后得到多孔粉末填料。

将10份氯化镍、10份钨酸钠、5份苯胺、5份过硫酸铵与100份磷酸投入烧杯中，室温搅拌24小时后投入高压釜中，在150℃进行水热反应，反应后得到的液体经干燥得到防腐水溶胶。

将得到的防腐水溶胶多孔填料进行1比10混合，低温烘干得到防腐耐磨多孔粉末填料。

（2）涂层的制备：

将得到的20份防腐耐磨水性功能填料投入含有5份乙醇、100份聚氨酯树脂中，搅拌均匀后加入5份蒸馏水与20 份聚氨酯固化剂中，二者均搅拌1 h后，使用喷枪进行喷涂。经130℃固化后得到涂层。

（3）性能测定

①耐腐蚀性能：将制备的涂层浸入强酸（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。涂层在以国标ASTM B-117的环境进行测试，3000小时无剥离破损。未添加防腐填料涂层经过500小时发生剥离破损。涂层厚度为100±5μm。

②耐磨性能：采用旋转橡胶轮法进行摩擦测试，执行标准：SY/T1768-2006，试验条件：载荷1kg，1000转。测得本专利涂层质量损失为19mg，未添加防腐耐磨填料的涂层质量损失为54mg，结果表明本专利涂层耐磨性能优异

实施例4：

（1）防腐耐磨水性功能填料的制备：

将80份酚醛环氧树脂E10、30份醛类固化剂、0.015份咪唑催化剂、70份纳米碳酸钙、20份微米氧化锌、50份微米氯化钠、10份硅藻土、1份粉煤灰、10份凹凸棒在高速预混机中高速搅拌均匀后投入双螺杆挤出机，以150℃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。将磨好后的粉末投入盐酸中以1000转的转速搅拌24小时，经过反应后过滤并在100℃真空烘干，烘干后得到多孔粉末填料。

将10份氯化镍、1份钨酸钠、5份苯胺、0.5份过硫酸铵与100份磷酸投入烧杯中，室温搅拌24小时后投入高压釜中，在100℃进行水热反应，反应后得到的液体经干燥得到防腐水溶胶。

将得到的防腐水溶胶多孔填料进行1比10混合，低温烘干得到防腐耐磨多孔粉末填料。

（2）涂层的制备：

将得到的50份防腐耐磨水性功能填料投入含有5份乙醇、100份聚水性环氧E44中，搅拌均匀后加入5份蒸馏水与20 份T31固化剂中，二者均搅拌1 h后，使用喷枪进行喷涂。经130℃固化后得到涂层。

（3）性能测试：

①耐腐蚀性能：将制备的涂层浸入强酸（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。涂层在以国标ASTM B-117的环境进行测试，2500小时无剥离破损。未添加防腐填料涂层经过450小时发生剥离破损。涂层厚度为100±5μm。

②耐磨性能：采用旋转橡胶轮法进行摩擦测试，执行标准：SY/T1768-2006，试验条件为载荷1kg，1000转。测得本专利涂层质量损失为19mg，未添加防腐耐磨填料的涂层质量损失为58mg，结果表明本专利涂层耐磨性能优异。

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 (7)

1.一种防腐耐磨水性功能填料，包括树脂、无机模板剂及无机多孔材料，其特征在于，还包括：

防腐水溶胶；

所述防腐水溶胶按照重量份计算，其组成分别为：

氯化镍 1-10份；

钨酸钠 1-10份；

磷酸 40-100份

苯胺 1-5份，

过硫酸铵 0.5-5份；

所述无机模板剂为纳米碳酸钙 、微米氧化锌或微米氯化钠中的一种或几种；

所述防腐水溶胶的制备方法是：

将氯化镍、钨酸钠、苯胺、过硫酸铵与磷酸搅拌均匀后，在100-200℃之间进行水热反应，得到防腐水溶胶；

所述防腐耐磨水性功能填料的制备方法，包括：

（1）将所述树脂、所述无机模板剂及所述无机多孔材料混匀后经挤出机挤出；

（2）将所述挤出机的挤出物粉化后投入盐酸中进行搅拌、过滤、烘干，得到粉末填料；

（3）将10-100份所述粉末填料与10-100份所述防腐水溶胶进行混合均匀得到所述防腐耐磨水性功能填料过程。

2.根据权利要求1所述的一种防腐耐磨水性功能填料，其特征在于：

所述树脂包括固体树脂、固化剂及催化剂；

所述固体树脂、固化剂及催化剂，按照重量份计算，分别为：

固体树脂 40-80份；

固化剂 10-30份；

催化剂 0.015-0.03份。

3.根据权利要求2所述的一种防腐耐磨水性功能填料，其特征在于：

所述固体树脂为环氧树脂，聚酯树脂或丙烯酸树脂中的一种；所述固化剂为酚类固化剂，醛类固化剂，氨类固化剂或环氧树脂中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种防腐耐磨水性功能填料，其特征在于：

所述无机多孔材料为硅藻土、粉煤灰 或凹凸棒 中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的一种防腐耐磨水性功能填料，其特征在于，所述的树脂、无机模板剂及无机多孔材料，按照重量份计算分别为：

树脂：50.015-110.03份

无机模板剂：40-160份

无机多孔材料：3-30份。

6.一种防腐耐磨水性涂料，其特征在于，包括：

权利要求1-5中任一项所述的防腐耐磨水性功能填料及成膜组分。

7.根据权利要求6所述的一种防腐耐磨水性涂料，其特征在于：

所述的成膜组分包括树脂及固化剂；

所述树脂为水性环氧树脂或聚氨酯树脂中的一种；

所述的固化剂为水性环氧树脂固化剂或水性聚氨酯树脂固化剂中的一种。

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