CN110804348A - 一种新型富锌防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型富锌防腐涂料，其原料组成按重量份数计包括：氯醚树脂30‑40份；溶剂为40‑50份；三聚磷酸铝5‑10份；磷酸锌3‑6份；锌粉60‑90份；六方氮化硼2‑5份；分散剂1‑5份。该涂料耐腐蚀、耐老化性能好，涂层的内塑性以及与基体的附着力高，涂层的致密度高，对基体保护作用大。

Description

一种新型富锌防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料腐蚀与防护领域，涉及一种新型富锌防腐涂料及其制备方法。
背景技术
全世界每年因腐蚀报废的钢结构及设备相当于钢年产量的约20-30％，造成了巨大的经济损失。部分腐蚀可以通过技术进步和选择改善防腐措施加以避免。常用的腐蚀防护方法有涂层保护、金属表面处理、电化学保护等。其中涂层保护是目前应用最广泛、最经济、最有效的腐蚀防护方法。
富锌防腐涂料既可以起到对腐蚀因子的屏蔽作用，在腐蚀前期又能够起到阴极保护作用，被广泛应用于电力、通信、石油、交通等领域。现阶段常用富锌防腐涂料多为环氧富锌防腐涂料，锌粉含量为85-95％，导致涂层存在与基体结合力较差、致密度不够等缺点。
发明内容
为了克服环氧富锌防腐涂料的弊端，本发明提供了一种新型富锌防腐涂料及其制备方法。
本发明所提供的新型富锌防腐涂料，其原料组成按重量份数计包括：氯醚树脂30-40份；溶剂40-50份；三聚磷酸铝5-10份；磷酸锌3-6份；锌粉60-90份；六方氮化硼2-5份；分散剂1-5份。
为了获得较好的溶解性，使得氯醚树脂快速溶解，所述溶剂优选为二甲苯与丙酮的混合物。
更优选的是，所述二甲苯与丙酮的质量比为3:1。
通过实验验证，不同粒径的锌粉混合可以涂层更加致密，防腐效果更好，因此锌粉采用由粒度为800目的锌粉与1500目的锌粉混合而成。
更进一步的是，所述800目锌粉与1500目锌粉的质量比为2:1。
为了防止涂料中三聚磷酸铝、磷酸锌、锌粉和氮化硼等无机颗粒的沉降和凝聚，使涂料形成安定悬浮液，因此在涂料中添加分散剂，所述分散剂选为BYK-AT204。
为了进一步提高涂层的致密度，所述六方氮化硼要经以下纳米化处理：
（1）按100-200ml浓硫酸中加入2-4g六方氮化硼和2-4g高锰酸钾的配比关系，将六方氮化硼、浓硫酸和高锰酸钾加入到容器内，混合均匀后将容器密封；
（2）将密封的容器放入超声波恒温水浴锅中，在80-95℃温度下超声24-36小时，得到悬浮液；
（3）将悬浮液转移至离心管，放入离心机中，以2500-4000r/min转速离心处理10-20min，去除上清液，得到离心后的沉淀物；
（4）向步骤（3）所得沉淀物中加入纯净水，按照步骤（3）的离心方式进行离心处理；
（5）重复步骤（4），直至上清液的pH值为7，去除上清液，得到沉淀物；
（6）将步骤（5）所得沉淀物放入真空干燥箱中，75-90℃温度下干燥24-48h，即得到纳米化处理的六方氮化硼。六方氮化硼经纳米化处理后形成二维氮化硼纳米片。
本发明还提供了一种制备新型富锌防腐涂料的方法，该方法包括以下步骤：
（a）按重量比配比关系取各组分；
（b）将氯醚树脂与溶剂混合均匀，制得树脂溶液；
（c）将三聚磷酸铝、磷酸锌、锌粉、六方氮化硼进行混合，并将混合后的物料行研磨至100 -800目，制得混合粉料；
（d）将树脂溶液和混合粉料进行混合，并加入分散剂，混合均匀后即得到新型富锌防腐涂料。
氯醚树脂由质量分数75％的氯乙烯与25％的异丁基乙烯基醚共聚反应而成，具有很好的耐腐蚀、耐老化性能，氯醚树脂醚键的存在增加了其内塑性、C-Cl键的存在增加了其与基体的附着力。氮化硼具有优异的稳定性和抗腐蚀性能，片状的二维氮化硼纳米片能够显著提高涂层的致密度。氯醚树脂和氮化硼的应用能显著弥补现有环氧富锌涂料的缺点。
本发明的有益效果是：1.氯醚树脂的加入提高了涂层的耐腐蚀、耐老化性能，增加了涂层的内塑性以及与基体的附着力；2.粒度为800目与1500目的锌粉进行混合，不同粒度锌粉的混合能够提高涂层的致密度，对基体起到更好的保护作用；3.二维氮化硼纳米片的加入能够很好的提高涂层的致密性和延长腐蚀因子扩散路径，能有效防止氧气、水、各种离子往基体的扩散以及基体金属离子的往外扩散，对基体起到了保护作用。
具体实施方式
以下通过实施例说明本发明技术方案的可实施性，而不应将本发明的保护范围限制在以下的具体实施例上。
实施例1：
新型富锌防腐涂料，其原料组成按重量份数计包括：氯醚树脂30份，溶剂40份，三聚磷酸铝10份，磷酸锌5份，锌粉80份，六方氮化硼2份，BYK-AT204分散剂2份；其中：溶剂由二甲苯与丙酮按3:1的质量比混合而成；锌粉由粒度为800目与1500目的锌粉按2:1的质量比混合而成。
所述六方氮化硼需要经过以下处理：
（1）按150ml浓硫酸中加入2g六方氮化硼和3g高锰酸钾的配比关系，将六方氮化硼、浓硫酸和高锰酸钾加入到500ml烧杯中，混合均匀后用封口膜将烧杯密封；
（2）将烧杯放入超声波恒温水浴锅中超声36小时，水温保持80℃恒温；得到悬浮液；
（3）将悬浮液转移至离心管，放入离心机中，以4000r/min转速离心10min，去除上清液，得到离心后的沉淀物；
（4）向步骤（3）所得沉淀物中加入纯净水，按照步骤（3）所述的离心方式进行离心处理；
（5）重复步骤（4），直至上清液pH为7，去除上清液，得到沉淀物；
（6）将步骤（5）所得沉淀物放入真空干燥箱中，75℃温度下干燥48h；就得到纳米化处理的六方氮化硼。
新型富锌防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
（a）按重量比配比关系取各组分；
（b）将氯醚树脂与溶剂混合，采用旋转式搅拌器以1200r/min的转速进行搅拌18分钟，制得树脂溶液；
（c）将三聚磷酸铝、磷酸锌、锌粉、氮化硼进行混合，采用超细层球磨机将混合后的物料研磨至600目，制得混合粉料；
（d）将树脂溶液和混合粉料进行混合，并加入分散剂，采用变频分散机以3000r/min的转速搅拌15分钟，即得到新型富锌防腐涂料。
实施例2
新型富锌防腐涂料，其原料组成按重量份数计包括：氯醚树脂40份，溶剂50份，三聚磷酸铝5份，磷酸锌3份，锌粉60份，氮化硼5份，BYK-AT204分散剂4份；其中：溶剂由二甲苯与丙酮按3:1的质量比混合而成；锌粉由粒度为800目与1500目的锌粉按2:1的质量比混合而成。
所述六方氮化硼需要经过以下处理：
（1）按200ml浓硫酸中加入4g六方氮化硼和4g高锰酸钾的配比关系，将六方氮化硼、浓硫酸和高锰酸钾加入到500ml烧杯中，混合均匀后用封口膜将烧杯密封；
（2）将烧杯放入超声波恒温水浴锅中超声24小时，水温保持95℃恒温；得到悬浮液；
（3）将悬浮液转移至离心管，放入离心机中，以3000r/min转速离心20min，去除上清液，得到离心后的沉淀物；
（4）向步骤（3）所得沉淀物中加入纯净水，按照步骤（3）所述的离心方式进行离心处理；
（5）重复步骤（4），直至上清液pH为7，去除上清液，得到沉淀物；
（6）将步骤（5）所得沉淀物放入真空干燥箱中，90℃温度下干燥36h；就得到纳米化处理的六方氮化硼。
新型富锌防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
（a）按重量比配比关系取各组分；
（b）将氯醚树脂与溶剂混合，采用旋转式搅拌器以1500r/min的转速进行搅拌15分钟，制得树脂溶液；
（c）将三聚磷酸铝、磷酸锌、锌粉、氮化硼进行混合，采用超细层球磨机将混合后的物料研磨至800目，制得混合粉料；
（d）将树脂溶液和混合粉料进行混合，并加入分散剂，采用变频分散机以2000r/min的转速搅拌18分钟，即得到新型富锌防腐涂料。
将上述实施例制得涂料进行检测，检测结果见下表如下：
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Claims (8)

1.一种新型富锌防腐涂料，其特征在于其原料组成按重量份数计包括：氯醚树脂30-40份；溶剂40-50份；三聚磷酸铝5-10份；磷酸锌3-6份；锌粉60-90份；六方氮化硼2-5份；分散剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的新型富锌防腐涂料，其特征在于：所述溶剂为二甲苯与丙酮的混合物。
3.根据权利要求2所述的新型富锌防腐涂料，其特征在于：所述二甲苯与丙酮的质量比为3:1。
4.根据权利要求1所述的新型富锌防腐涂料，其特征在于：所述锌粉由粒度为800目的锌粉与1500目的锌粉混合而成。
5.根据权利要求4所述的新型富锌防腐涂料，其特征在于：所述800目锌粉与1500目锌粉的质量比为2:1。
6.根据权利要求1所述的新型富锌防腐涂料，其特征在于：所述分散剂为BYK-AT204分散剂。
7.根据权利要求1所述的新型富锌防腐涂料，其特征在于：所述六方氮化硼要经以下处理：
（1）按100-200ml浓硫酸中加入2-4g六方氮化硼和2-4g高锰酸钾的配比关系，将六方氮化硼、浓硫酸和高锰酸钾加入到容器内，混合均匀后将容器密封；
（2）将密封的容器放入超声波恒温水浴锅中，在80-95℃温度下超声24-36小时，得到悬浮液；
（3）将悬浮液转移至离心管，放入离心机中，以2500-4000r/min转速离心处理10-20min，去除上清液，得到离心后的沉淀物；
（4）向步骤（3）所得沉淀物中加入纯净水，按照步骤（3）的离心方式进行离心处理；
（5）重复步骤（4），直至上清液的pH值为7，去除上清液，得沉淀物；
（6）将步骤（5）所得沉淀物放入真空干燥箱中，75-90℃温度下干燥24-48h，即得到处理后的六方氮化硼。
8.制备权利要求1-7任一项所述的新型富锌防腐涂料的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（a）按重量比配比关系取各组分；
（b）将氯醚树脂与溶剂混合均匀，制得树脂溶液；
（c）将三聚磷酸铝、磷酸锌、锌粉、六方氮化硼进行混合，并将混合后的物料行研磨至100 -800目，制得混合粉料；
（d）将树脂溶液和混合粉料进行混合，并加入分散剂，混合均匀后即得到新型富锌防腐涂料。
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