CN110194924A - 一种防腐粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

一种防腐粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防腐粉末涂料及其制备方法,该防腐粉末涂料由下述重量份的原料制成:双酚A型环氧树脂40‑50,改性钼插层水滑石‑聚苯胺复合材料10‑15,填料25‑35,有机硅流平剂0.5‑2,有机硅消泡剂0.2‑1,固化剂8‑10,固化促进剂0.5‑1,安息香0.01‑0.02。本发明能有效提高聚苯胺防腐粉末涂料的致密性、附着性,从而提升其防腐性能以及防腐持久性。

Description

一种防腐粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐技术领域,尤其涉及一种防腐粉末涂料及其制备方法。
背景技术
金属腐蚀现象和危害广泛的存在于日常生活与工业生产中,给人们带来巨大的经济损失,使得金属防腐蚀技术具有极大的开发价值和应用前景。在各种防腐蚀措施中,防腐蚀涂装是最具优势的技术,而防腐蚀涂料则是涂装技术的关键。但是,市售的普通防腐粉末涂料往往普遍含有如Cr,Pb,Zn等重金属元素,在使用过程会发生重金属离子析出,造成防腐体系的牺牲损耗,防腐持久性不好,而且会造成一定的环境污染。
聚苯胺(PANI)是是从苯胺单体出发,通过化学氧化聚合或电化学聚合得到的一类导电高分子材料,具有合成方便、导电性好、化学稳定性高等优点。作为一种新型的金属防腐保护材料,聚苯胺防腐体系不仅不含重金属离子,还具有独特的抗划伤和抗点蚀性能,应用前景良好。但是,聚苯胺不溶不熔,具有易团聚、加工性差的特点,其对金属的粘结性以及在涂料树脂中的分散性都较差,对涂层的附着性、致密性产生不良影响,使涂层的耐久性能下降,导致聚苯胺的防腐性能不能得到很好的发挥。而且,单独采用聚苯胺作为防腐粉末涂料中的金属保护材料,其防腐效果不够理想。这些因素使聚苯胺在防腐粉末涂料中的实际应用受到较大限制。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种防腐粉末涂料及其制备方法,有效提高聚苯胺防腐粉末涂料的致密性、附着性,从而提升其防腐性能以及防腐持久性。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种防腐粉末涂料,由下述重量份的原料制成:
双酚A型环氧树脂40-50,改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料10-15,填料25-35,有机硅流平剂0.5-2,有机硅消泡剂0.2-1,固化剂8-10,固化促进剂0.5-1,安息香0.01-0.02。
优选地,所述改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料的制备方法如下:
(a)将2-2.5g硝酸锌、0.8-1g硝酸铝、0.3-0.4g钼酸铵加入100-150mL水中搅拌溶解完全,得到混合液A;
(b)将4-5g苯胺、2.5-3.5g十六烷基三甲基溴化铵加入100-150mL氢氧化钠溶液中搅拌分散均匀,得到混合液B;
(c)将混合液A与混合液B加入聚四氟乙烯高压反应釜中混合均匀,然后在120-140℃条件下水热反应6-10h,冷却后离心,将所得沉淀洗涤至中性,然后在70-80℃真空干燥12-24h,即得。
优选地,所述氢氧化钠溶液的浓度为0.01-0.02mol/L。
优选地,所述填料选自云母粉、石英粉、重晶石粉、钛白粉中的一种或者几种的组合。
优选地,所述固化剂为双氰胺固化剂,固化促进剂为2-甲基咪唑。
所述的防腐粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将双酚A型环氧树脂与改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料、填料于1500-2000r/min高速混合均匀,得到组分A;
(2)将剩余原料混合均匀得到组分B;
(3)将组分A、组分B混合后用双螺杆挤出机熔融挤出,粉碎、研磨至200-300目,即得防腐粉末涂料。
优选地,所述双螺杆挤压机从进料段到机头分为六个加热区域,工作温度依次为:100-110℃,120-130℃,140-150℃,160-165℃,135-145℃,115-125℃。
本发明的优点是:
本发明以硝酸锌、硝酸铝、钼酸铵为前驱体,以苯胺为聚合单体,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,通过一步水热法合成改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料,加入双酚A型环氧树脂中,在合适的熔融挤出温度梯度下,使各原料之间发生充分的熔融-结合作用,通过熔融挤出制得防腐粉末涂料。通过水热合成法将聚苯胺负载在水滑石上,形成微纳米级的复合材料,能有效提高聚苯胺在体系中的分散性能以及稳定性,提高涂层的附着性和致密性;十六烷基三甲基溴化铵对溶液中水热合成的水滑石起到改性作用,既能通过插层增加水滑石的层间距,又能辅助苯胺在水滑石上聚合形成聚苯胺,并且能提高复合材料与粉末树脂的相容性;钼酸铵作为前驱体能使钼插层负载在水热合成的水滑石中,提高复合材料的致密性和防腐性能;选用合适的熔融挤出温度梯度,使各原料之间能充分的发挥结合作用,减少各组分之间由于结合性能不够而导致的涂膜中相分离、涂膜剥落。本发明能有效提高聚苯胺防腐粉末涂料的致密性、附着性,从而提升其防腐性能以及防腐持久性。
具体实施方式
实施例1
一种防腐粉末涂料,由下述重量份的原料制成:
双酚A型环氧树脂E-12 40,改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料10,云母粉25,有机硅流平剂0.5,BYK-A 525有机硅消泡剂0.2,双氰胺固化剂8,2-甲基咪唑0.5,安息香0.01。
改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料的制备方法如下:
(a)将2g硝酸锌、0.8g硝酸铝、0.3g钼酸铵加入100mL水中搅拌溶解完全,得到混合液A;
(b)将4g苯胺、2.5g十六烷基三甲基溴化铵加入100mL浓度为0.01mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌分散均匀,得到混合液B;
(c)将混合液A与混合液B加入聚四氟乙烯高压反应釜中混合均匀,然后在120℃条件下水热反应6h,冷却后离心,将所得沉淀洗涤至中性,然后在70℃真空干燥12h,即得。
防腐粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将双酚A型环氧树脂与改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料、填料于1500r/min高速混合均匀,得到组分A;
(2)将剩余原料混合均匀得到组分B;
(3)将组分A、组分B混合后用双螺杆挤出机熔融挤出,粉碎、研磨至200目,即得防腐粉末涂料。
双螺杆挤压机从进料段到机头分为六个加热区域,工作温度依次为:100℃,120℃,140℃,160℃,135℃,115℃。
实施例2
一种防腐粉末涂料,由下述重量份的原料制成:
双酚A型环氧树脂E-1250,改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料15,重晶石粉35,BYK-333有机硅流平剂2,BYK-A 525有机硅消泡剂1,双氰胺固化剂10,2-甲基咪唑1,安息香0.02。
改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料的制备方法如下:
(a)将2.5g硝酸锌、1g硝酸铝、0.4g钼酸铵加入150mL水中搅拌溶解完全,得到混合液A;
(b)将5g苯胺、3.5g十六烷基三甲基溴化铵加入150mL浓度为0.01-0.02mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌分散均匀,得到混合液B;
(c)将混合液A与混合液B加入聚四氟乙烯高压反应釜中混合均匀,然后在140℃条件下水热反应10h,冷却后离心,将所得沉淀洗涤至中性,然后在80℃真空干燥24h,即得。
防腐粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将双酚A型环氧树脂与改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料、填料于2000r/min高速混合均匀,得到组分A;
(2)将剩余原料混合均匀得到组分B;
(3)将组分A、组分B混合后用双螺杆挤出机熔融挤出,粉碎、研磨至300目,即得防腐粉末涂料。
双螺杆挤压机从进料段到机头分为六个加热区域,工作温度依次为:110℃,130℃,150℃,165℃,145℃,125℃。
对比例1
一种防腐粉末涂料,与实施例1相比,仅用改性水滑石-聚苯胺复合材料替代改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料,具体由下述重量份的原料制成:
双酚A型环氧树脂E-1240,改性水滑石-聚苯胺复合材料10,云母粉25,BYK-333有机硅流平剂0.5,BYK-A 525有机硅消泡剂0.2,双氰胺固化剂8,2-甲基咪唑0.5,安息香0.01。
改性水滑石-聚苯胺复合材料的制备方法如下:
(a)将2g硝酸锌、0.8g硝酸铝加入100mL水中搅拌溶解完全,得到混合液A;
(b)将4g苯胺、2.5g十六烷基三甲基溴化铵加入100mL浓度为0.01mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌分散均匀,得到混合液B;
(c)将混合液A与混合液B加入聚四氟乙烯高压反应釜中混合均匀,然后在120℃条件下水热反应6h,冷却后离心,将所得沉淀洗涤至中性,然后在70℃真空干燥12h,即得。
防腐粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将双酚A型环氧树脂与改性水滑石-聚苯胺复合材料、云母粉于1500r/min高速混合均匀,得到组分A;
(2)将剩余原料混合均匀得到组分B;
(3)将组分A、组分B混合后用双螺杆挤出机熔融挤出,粉碎、研磨至200目,即得防腐粉末涂料。
双螺杆挤压机从进料段到机头分为六个加热区域,工作温度依次为:100℃,120℃,140℃,160℃,135℃,115℃
对比例2
一种防腐粉末涂料,与实施例1相比,仅用钼插层水滑石-聚苯胺复合材料替代改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料,具体由下述重量份的原料制成:
双酚A型环氧树脂E-1240,钼插层水滑石-聚苯胺复合材料10,云母粉25,BYK-333有机硅流平剂0.5,BYK-A 525有机硅消泡剂0.2,双氰胺固化剂8,2-甲基咪唑0.5,安息香0.01。
钼插层水滑石-聚苯胺复合材料的制备方法如下:
(a)将2g硝酸锌、0.8g硝酸铝、0.3g钼酸铵加入100mL水中搅拌溶解完全,得到混合液A;
(b)将4g苯胺加入100mL浓度为0.01mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌分散均匀,得到混合液B;
(c)将混合液A与混合液B加入聚四氟乙烯高压反应釜中混合均匀,然后在120℃条件下水热反应6h,冷却后离心,将所得沉淀洗涤至中性,然后在70℃真空干燥12h,即得。
防腐粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将双酚A型环氧树脂与钼插层水滑石-聚苯胺复合材料、云母粉于1500r/min高速混合均匀,得到组分A;
(2)将剩余原料混合均匀得到组分B;
(3)将组分A、组分B混合后用双螺杆挤出机熔融挤出,粉碎、研磨至200目,即得防腐粉末涂料。
双螺杆挤压机从进料段到机头分为六个加热区域,工作温度依次为:100℃,120℃,140℃,160℃,135℃,115℃
对比例3
一种防腐粉末涂料,与实施例1相比,仅用水滑石-聚苯胺复合材料替代改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料,具体由下述重量份的原料制成:
双酚A型环氧树脂E-1240,水滑石-聚苯胺复合材料10,云母粉25,BYK-333有机硅流平剂0.5,BYK-A 525有机硅消泡剂0.2,双氰胺固化剂8,2-甲基咪唑0.5,安息香0.01。
水滑石-聚苯胺复合材料的制备方法如下:
(a)将2g硝酸锌、0.8g硝酸铝加入100mL水中搅拌溶解完全,得到混合液A;
(b)将4g苯胺加入100mL浓度为0.01mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌分散均匀,得到混合液B;
(c)将混合液A与混合液B加入聚四氟乙烯高压反应釜中混合均匀,然后在120℃条件下水热反应6h,冷却后离心,将所得沉淀洗涤至中性,然后在70℃真空干燥12h,即得。
防腐粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将双酚A型环氧树脂与水滑石-聚苯胺复合材料、云母粉于1500r/min高速混合均匀,得到组分A;
(2)将剩余原料混合均匀得到组分B;
(3)将组分A、组分B混合后用双螺杆挤出机熔融挤出,粉碎、研磨至200目,即得防腐粉末涂料。
双螺杆挤压机从进料段到机头分为六个加热区域,工作温度依次为:100℃,120℃,140℃,160℃,135℃,115℃。
对比例4
一种防腐粉末涂料,与实施例1相比,仅用聚苯胺替代改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料,具体由下述重量份的原料制成:
双酚A型环氧树脂E-1240,聚苯胺10,云母粉25,BYK-333有机硅流平剂0.5,BYK-A525有机硅消泡剂0.2,双氰胺固化剂8,2-甲基咪唑0.5,安息香0.01。
防腐粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将双酚A型环氧树脂与聚苯胺、云母粉于1500r/min高速混合均匀,得到组分A;
(2)将剩余原料混合均匀得到组分B;
(3)将组分A、组分B混合后用双螺杆挤出机熔融挤出,粉碎、研磨至200目,即得防腐粉末涂料。
双螺杆挤压机从进料段到机头分为六个加热区域,工作温度依次为:100℃,120℃,140℃,160℃,135℃,115℃。
对比例5
一种防腐粉末涂料,与实施例1相比,仅用云母粉替代改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料,具体由下述重量份的原料制成:
双酚A型环氧树脂E-1240,云母粉35,BYK-333有机硅流平剂0.5,BYK-A 525有机硅消泡剂0.2,双氰胺固化剂8,2-甲基咪唑0.5,安息香0.01。
防腐粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将双酚A型环氧树脂与云母粉于1500r/min高速混合均匀,得到组分A;
(2)将剩余原料混合均匀得到组分B;
(3)将组分A、组分B混合后用双螺杆挤出机熔融挤出,粉碎、研磨至200目,即得防腐粉末涂料。
双螺杆挤压机从进料段到机头分为六个加热区域,工作温度依次为:100℃,120℃,140℃,160℃,135℃,115℃。
将实施例1、实施例2以及对比例1-5制得的粉末涂料分别静电喷涂在钢板表面,然后于165℃固化15min,对形成的涂膜进行性能测试。耐盐雾测试方法参照GB/T 1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测试》,将钢板放入到温度为(35±2)℃、PH为6.5、氯化钠质量浓度为(50±5)g/L的盐雾箱中,每隔72h检查一次;附着力测试方法参照GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》。测试结果如表1所示。
表1涂膜性能测试结果
2000h时划线处单向锈蚀 附着性
实施例1 ≤0.9mm 0级
实施例2 ≤0.7mm 0级
对比例1 ≤1.7mm 0级
对比例2 ≤1.5mm 1级
对比例3 ≤1.9mm 1级
对比例4 ≤2.3mm 1级
对比例5 ≤2.9mm 2级

Claims (7)

1.一种防腐粉末涂料,其特征在于,由下述重量份的原料制成:
双酚A型环氧树脂40-50,改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料10-15,填料25-35,有机硅流平剂0.5-2,有机硅消泡剂0.2-1,固化剂8-10,固化促进剂0.5-1,安息香0.01-0.02。
2.根据权利要求1所述的一种防腐粉末涂料,其特征在于,所述改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料的制备方法如下:
(a)将2-2.5g硝酸锌、0.8-1g硝酸铝、0.3-0.4g钼酸铵加入100-150mL水中搅拌溶解完全,得到混合液A;
(b)将4-5g苯胺、2.5-3.5g十六烷基三甲基溴化铵加入100-150mL氢氧化钠溶液中搅拌分散均匀,得到混合液B;
(c)将混合液A与混合液B加入聚四氟乙烯高压反应釜中混合均匀,然后在120-140℃条件下水热反应6-10h,冷却后离心,将所得沉淀洗涤至中性,然后在70-80℃真空干燥12-24h,即得。
3.根据权利要求2所述的一种防腐粉末涂料,其特征在于,所述氢氧化钠溶液的浓度为0.01-0.02mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种防腐粉末涂料,其特征在于,所述填料选自云母粉、石英粉、重晶石粉、钛白粉中的一种或者几种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种防腐粉末涂料,其特征在于,所述固化剂为双氰胺固化剂,固化促进剂为2-甲基咪唑。
6.权利要求1所述的防腐粉末涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将双酚A型环氧树脂与改性钼插层水滑石-聚苯胺复合材料、填料于1500-2000r/min高速混合均匀,得到组分A;
(2)将剩余原料混合均匀得到组分B;
(3)将组分A、组分B混合后用双螺杆挤出机熔融挤出,粉碎、研磨至200-300目,即得防腐粉末涂料。
7.根据权利要求6所述的防腐粉末涂料的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤压机从进料段到机头分为六个加热区域,工作温度依次为:100-110℃,120-130℃,140-150℃,160-165℃,135-145℃,115-125℃。
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