CN110218502A - 新环保高抗磨防腐材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂65‑100份、金属粉末5‑20份、填料20‑45份、增溶剂1‑10份、分散剂1‑10份、防腐剂1‑8份、成型剂1‑10份、促进剂1‑10份。

Description

新环保高抗磨防腐材料
技术领域
本发明涉及一种防腐材料，具体地，本发明涉及新环保高抗磨防腐材料。
背景技术
磨损、腐蚀、裂纹、铸造缺陷是金属材料零部件失效、报废最常见的形势，许多企业会因此而承受巨大损失。一般金属材料熔点高，所以直接用同种材质的金属修复受损部件一般需要在较高温度条件下进行，这样维修不便、代价高、而且效果并不一定好。随着我国工业化进程的加快，对金属修复用的粘结剂的需求也越来越多，而进口粘结剂价格昂贵，所以近年来有部分国内学者开始自主研发，并取得了不错的成果，有些产品已经得到了应用。
目前大多数的金属修复用的粘结剂为树脂粘结剂，然而树脂时间长后容易防霉，并且容易氧化产生变色等现象，另外，由于原材料本身性能缺陷以及不同材料结合力不足，这些粘结剂强度、硬度、韧性等性能有限，达不到一些修补的技术要求，因此，有必要对现有的粘结剂进行进一步改进，因此需要开发一种具有防霉、抗磨减摩性能的材料。
发明内容
本发明的目的在于提供新环保高抗磨防腐材料，其具有优异的防霉、抗磨减摩性能。
本发明提供新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂65-100份、金属粉末5-20份、填料20-45份、增溶剂1-10份、分散剂1-10份、防腐剂 1-8份、成型剂 1-10份、促进剂1-10份。
在一种实施方式中，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂70-90份、金属粉末8-18份、填料25-40份、增溶剂1-8份、分散剂3-7份、防腐剂 2-6份、成型剂 2-7份、促进剂3-7份；优选地，环氧树脂80份、金属粉末12份、填料32份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂4份、成型剂 5份、促进剂4份。
本发明中，所述环氧树脂购于江阴竹青化工有限公司。
在一种实施方式中，所述金属粉末包括纳米铁粉、铝粉、铜粉中的一种。
在一种实施方式中，所述填料包括云母粉、氧化石墨烯（购于南京吉仓纳米科技有限公司）、碳化硅粉、陶瓷小珠、石墨粉、白炭黑中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述填料还包括改性碳化硅粉、改性氧化石墨烯。
优选地，所述填料为碳化硅粉、陶瓷小珠、改性碳化硅粉、改性氧化石墨烯。
在一种实施方式中，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉、所述改性氧化石墨烯的重量比为1：（1-3）：（0.01-0.2）：（0.01-0.1）；优选地，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉、所述改性氧化石墨烯的重量比为1：（2-2.6）：（0.1-0.2）：（0.03-0.08）；更优选地，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉、所述改性氧化石墨烯的重量比为1：2.1：0.13：0.06。
所述改性碳化硅粉的制备方法如下：
将碳化硅粉与多巴胺按质量比1：6混合，并调节pH至8，浸泡，过滤，得预处理碳化硅粉，将预处理碳化硅粉与壳聚糖溶液按质量比1：10混合，浸泡，过滤，得预改性碳化硅粉；
所述壳聚糖溶液的制备方法为将壳聚糖与乙酸溶液按质量比1：5混合，调节pH至4，搅拌混合，得壳聚糖溶液。
所述改性氧化石墨烯的制备方法如下：
将氧化石墨烯、二甲基甲酰胺、甲苯、N,N-二异丙基乙胺（CAS: 7087-68-5）按重量比50∶32∶9∶4混合，超声处理30min，然后在100℃下反应40h，加入无水乙醇，静置，过滤，所得沉淀经洗涤，烘干处理后，得到改性氧化石墨烯。
在一种实施方式中，所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物（购于东莞市好运塑胶科技有限公司）。
在一种实施方式中，所述防腐剂包括2-(4-噻唑基)苯并咪唑、吡啶硫酮钠、吡啶硫酮锌、氨基甲酸-3-碘-2-丙炔丁酯、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或多种；优选地，所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑（购于上海柏卡化学技术有限公司）。
在一种实施方式中，所述成型剂为三硬脂酸甘油酯。
在一种实施方式中，所述促进剂牌号为DMP-30促进剂（购于常州亿佳新材料科技有限公司）。
新环保高抗磨防腐材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按重量份将环氧树脂、金属粉末、填料，升温至45℃，混合均匀；
2）向步骤1）中加入增溶剂、分散剂、防腐剂、成型剂、促进剂混合均匀。
本发明中通过改性碳化硅和改性氧化石墨烯，碳化硅和氧化石墨烯表面能降低能够和树脂进行良好的相容，碳化硅和氧化石墨烯粒径小，比表面积大，表面层内原子所占比例大，可与体系中的树脂产生强烈的物理化学作用，使复合材料可以承受更大拉力或冲击载荷，因而对粘结剂具有增强、增韧的能力。同时在体系中具有更好的稳定性和分散性，保证了填料在体系中分散的均匀性。本发明制备的粘结剂防霉性能好，同时具有优良的抗腐蚀性能、抗磨性能和防锈性能。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
实施例1
新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂80份、金属粉末12份、填料32份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂 4份、成型剂 5份、促进剂4份；
所述金属粉末为纳米铁粉；所述填料为碳化硅粉、陶瓷小珠、改性碳化硅粉、改性氧化石墨烯，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉、所述改性氧化石墨烯的重量比为1：2.1：0.13：0.06；所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物；所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑；所述成型剂为三硬脂酸甘油酯；所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
实施例2
新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂80份、金属粉末12份、填料25份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂 4份、成型剂 5份、促进剂4份；
所述金属粉末为纳米铁粉；所述填料为碳化硅粉、陶瓷小珠、改性碳化硅粉、改性氧化石墨烯，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉、所述改性氧化石墨烯的重量比为1：2.1：0.13：0.06；所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物；所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑；所述成型剂为三硬脂酸甘油酯；所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
实施例3
新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂80份、金属粉末12份、填料40份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂 4份、成型剂 5份、促进剂4份；
所述金属粉末为纳米铁粉；所述填料为碳化硅粉、陶瓷小珠、改性碳化硅粉、改性氧化石墨烯，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉、所述改性氧化石墨烯的重量比为1：2.1：0.13：0.06；所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物；所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑；所述成型剂为三硬脂酸甘油酯；所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
实施例4
新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂80份、金属粉末12份、填料32份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂 4份、成型剂 5份、促进剂4份；
所述金属粉末为纳米铁粉；所述填料为碳化硅粉、陶瓷小珠、改性碳化硅粉、改性氧化石墨烯，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉、所述改性氧化石墨烯的重量比为1：2：0.1：0.03；所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物；所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑；所述成型剂为三硬脂酸甘油酯；所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
实施例5
新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂80份、金属粉末12份、填料32份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂 4份、成型剂 5份、促进剂4份；
所述金属粉末为纳米铁粉；所述填料为碳化硅粉、陶瓷小珠、改性碳化硅粉、改性氧化石墨烯，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉、所述改性氧化石墨烯的重量比为1：2.6：0.2：0.08；所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物；所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑；所述成型剂为三硬脂酸甘油酯；所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
对比例1
新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂80份、金属粉末12份、填料32份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂 4份、成型剂 5份、促进剂4份；
所述金属粉末为纳米铁粉；所述填料为碳化硅粉、陶瓷小珠，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠的重量比为1：2.1；所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物；所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑；所述成型剂为三硬脂酸甘油酯；所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
对比例2
新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂80份、金属粉末12份、填料32份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂 4份、成型剂 5份、促进剂4份；
所述金属粉末为纳米铁粉；所述填料为碳化硅粉、陶瓷小珠、改性碳化硅粉，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉的重量比为1：2.1：0.13；所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物；所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑；所述成型剂为三硬脂酸甘油酯；所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
对比例3
新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂80份、金属粉末12份、填料32份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂 4份、成型剂 5份、促进剂4份；
所述金属粉末为纳米铁粉；所述填料为碳化硅粉、陶瓷小珠、改性氧化石墨烯，所述碳化硅粉与所述陶瓷小珠、所述改性碳化硅粉、所述改性氧化石墨烯的重量比为1：2.1：0.06；所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物；所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑；所述成型剂为三硬脂酸甘油酯；所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
对比例4
新环保高抗磨防腐材料，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂80份、金属粉末12份、填料32份、增溶剂6份、分散剂5份、防腐剂 4份、成型剂 5份、促进剂4份；
所述金属粉末为纳米铁粉；所述填料为改性碳化硅粉、改性氧化石墨烯，所述改性碳化硅粉与所述改性氧化石墨烯的重量比为0.13：0.06；所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物；所述防腐剂为2-(4-噻唑基)苯并咪唑；所述成型剂为三硬脂酸甘油酯；所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
防霉性能测试方法如下：将防霉剂置于室温环境下放置3个月，检测粘结剂中的霉菌含量。
腐蚀性能测试方法如下：将Fe条浸入密封的原液罐中，同时将一块钢放在1∶10稀释液中(密封罐)。将这些罐放在60℃烘箱中存放一昼夜，然后取出。看金属条有无腐蚀、掉色等现象，或者脱模剂有无变色、分层、胶状物质生成等。
最大无卡咬负荷测试根据GB/T3142-1982测试。
湿热防锈测试根据GB/T2117-95测试。
表1 性能测试结果
从上述数据可以看出，本发明提供的新环保高抗磨防腐材料，其具有优异的防霉、抗磨减摩性能。

Claims (10)

1.新环保高抗磨防腐材料，其特征在于，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂65-100份、金属粉末5-20份、填料20-45份、增溶剂1-10份、分散剂1-10份、防腐剂 1-8份、成型剂 1-10份、促进剂1-10份。
2.根据权利要求1所述新环保高抗磨防腐材料，其特征在于，按重量份计算，其制备原料至少包括：环氧树脂70-90份、金属粉末8-18份、填料25-40份、增溶剂1-8份、分散剂3-7份、防腐剂 2-6份、成型剂 2-7份、促进剂3-7份。
3.根据权利要求2所述新环保高抗磨防腐材料，其特征在于，所述金属粉末包括纳米铁粉、铝粉、铜粉中的一种。
4.根据权利要求2所述新环保高抗磨防腐材料，其特征在于，所述填料包括云母粉、氧化石墨烯、碳化硅粉、陶瓷小珠、石墨粉、白炭黑中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述新环保高抗磨防腐材料，其特征在于，所述填料还包括改性碳化硅粉、改性氧化石墨烯。
6.根据权利要求2所述新环保高抗磨防腐材料，其特征在于，所述增溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物。
7.根据权利要求2所述新环保高抗磨防腐材料，其特征在于，所述防腐剂包括2-(4-噻唑基)苯并咪唑、吡啶硫酮钠、吡啶硫酮锌、氨基甲酸-3-碘-2-丙炔丁酯、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述新环保高抗磨防腐材料，其特征在于，所述成型剂为三硬脂酸甘油酯。
9.根据权利要求2所述新环保高抗磨防腐材料，其特征在于，所述促进剂牌号为DMP-30促进剂。
10.根据1-9任一项所述新环保高抗磨防腐材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按重量份将环氧树脂、金属粉末、填料混合均匀；
2）向步骤1）中加入增溶剂、分散剂、防腐剂、成型剂、促进剂混合均匀。
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