CN111019414B - 一种无机防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机防腐涂料，其制备原料按重量份计的包括：磷酸二氢铝胶黏剂：80‑90份；固化剂：10‑15份；助剂：1‑4份；填料：1‑4份；蒸馏水：80‑90份；所述固化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镍的混合物；所述助剂为硼砂和聚二甲基硅氧烷的混合物；所述填料为铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的混合物。本发明提供的无机防腐涂料，可以在室温下实现自固化，无VOC释放，制备得到的涂料具有良好的防腐、耐热和耐水性能。

Description

一种无机防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐蚀涂料技术领域，特别涉及一种无机防腐涂料及其制备方法。
背景技术
钢铁等金属材料广泛应用于国民经济建设的各个领域，但由于其抗腐蚀性差也给限制了其的应用。其中，防腐涂层已经成为防止钢铁等金属材料腐蚀最常用、最有效的方法之一。防腐涂层材料是指涂覆于钢铁等金属材料表面能够固化形成坚韧保护膜的材料。但现今大部分有机涂料所含的污毒原材料在生产和应用过程中会散失到周围环境中，对人体和环境造成一定的危害，同时，有机涂料有限的耐高温性也较大的限制了其在某些高温领域的应用。近年来，水性硅酸盐类无机涂料得到了广泛的应用，但是，以硅酸盐为基体的无机耐盐涂层的完全固化仍需高温烘烤，而高温下硅酸盐成分会对金属底材产生腐蚀影响。而磷酸盐涂层作为一种新型无机涂层，与有机涂层、硅酸盐无机涂层相比，其凭借良好的附着力、耐高温性能以及无毒无污染、价格低廉、安全等优点而受到普遍关注。
磷酸盐类无机防腐涂层材料主要以磷酸盐胶黏剂，作为固化成膜基料，添加各类颜填料、助剂以及固化剂等配制而成。在航空航天、高温化工、电力传输和高温管道等领域的金属机械设备上，均需涂覆防腐性能优异、耐高温、耐氧化、附着力强等满足特殊用途的涂层材料进行保护，磷酸盐类防腐涂层材料较好的满足了此类特殊用途的需求，另外，由于其环境友好，在涂料行业得到了广泛应用。常用的磷酸胶黏剂主要有：磷酸镁胶黏剂、磷酸铝胶黏剂等。应用最广泛的是铝磷酸盐胶黏剂，若在铝磷酸盐胶黏剂中添加适量的固化剂，可以实现常温固化。
目前，磷酸盐涂层材料在推广应用存在以下问题，碱性金属氧化物固化剂的加入能够有效降低涂层固化温度，但是采用固化效果相对较差的低活性固化剂不能有效降低磷酸盐涂层温度，而强效固化剂则易引起固化反应速度过快而影响涂层固化后的整体性能无法成膜。因此需要设计出一种无机防腐涂料，其可以常温固化，固化时间相对缓慢，并且具有较好的耐水、耐盐雾等性能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种无机防腐涂料及其制备方法，其不仅可以常温固化，固化时间相对缓慢，并且防腐性好，具有较好的耐水、耐盐雾等性能。
本发明的技术方案如下：
一种无机防腐涂料，其制备原料按重量份计的包括：
磷酸二氢铝胶黏剂：80-90份；
固化剂：10-15份；
助剂：1-4份；
填料：4-8份；
蒸馏水：80-90份。
所述磷酸二氢铝胶黏剂为质量含量为25％的磷酸二氢铝水溶液。
所述固化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镍的混合物；所述氧化锌、氧化镁和氧化镍的质量比为1：1-3：5。
所述助剂为硼砂和聚二甲基硅氧烷的混合物；所述硼砂和聚二甲基硅氧烷的质量比为：1：2-5。
所述填料为铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的混合物；所述铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的质量比为10：6：1-3。
优选地，所述纳米二硫化钼的平均粒径为30-50nm。
进一步优选地，所述纳米二硫化钼的平均粒径为40nm。
所述防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)：将配方用量的60-70％的蒸馏水与磷酸二氢铝胶黏剂混合均匀后，得到混合物A；
(2)：将配方用量的固化剂、助剂、填料和剩余的蒸馏水混合均匀后，得到混合物B；
(3)边搅拌边向混合物A中加入混合物B后，即得到所述的无机防腐涂料。
本发明的有益效果为：
本发明提供的无机防腐涂料，可以在室温下实现自固化，无VOC释放，制备得到的涂料具有良好的耐腐蚀、耐盐雾、耐热和耐水性能。
本发明制备的无机防腐涂料，通过调整固化剂中氧化锌、氧化镁和氧化镍的比例，助剂中的硼砂和聚二甲基硅氧烷的比例，不仅可以降低固化温度，减缓固化过程，避免了固化反应过快而形成的无法成膜的问题，并且得到薄膜耐腐蚀和耐高温性好。本发明精选了纳米二氧化钼作为填料，通过调整填料的比例，可以提高涂层的耐腐蚀、耐热和耐水性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下列实施例中未注明具体条件的实验方法们通常按照常规条件进行操作。除非另行定义，文中所述实用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1一种无机防腐涂料
其制备原料按重量份计的包括：
磷酸二氢铝胶黏剂：80份；
固化剂：10份；
助剂：4份；
填料：4份；
蒸馏水：80份。
磷酸二氢铝胶黏剂为质量含量为25％的磷酸二氢铝水溶液。
固化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镍的混合物，所述氧化锌、氧化镁和氧化镍的质量比为1：3：5。
助剂为硼砂和聚二甲基硅氧烷的混合物，硼砂和聚二甲基硅氧烷的质量比为1：5。
填料为铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的混合物，铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的质量比为10：6：1。
纳米二硫化钼的平均粒径为50nm。
(1)：将配方用量的70％的蒸馏水与磷酸二氢铝胶黏剂混合均匀后，得到混合物A；
(2)：将配方用量的固化剂、助剂、填料和剩余的蒸馏水混合均匀后，得到混合物B；
(3)边搅拌边向混合物A中加入混合物B后，即得到所述的无机防腐涂料。
实施例2一种无机防腐涂料
其制备原料按重量份计的包括：
磷酸二氢铝胶黏剂：90份；
固化剂：15份；
助剂：1份；
填料：8份；
蒸馏水：90份。
磷酸二氢铝胶黏剂为质量含量为25％的磷酸二氢铝水溶液。
固化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镍的混合物，氧化锌、氧化镁和氧化镍的质量比为1：1：5。
助剂为硼砂和聚二甲基硅氧烷的混合物，硼砂和聚二甲基硅氧烷的质量比为1：2。
填料为铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的混合物，铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的质量比为10：6：3。
纳米二硫化钼的平均粒径为30nm。
其制备方法为：
(1)：将配方用量的60％的蒸馏水与磷酸二氢铝胶黏剂混合均匀后，得到混合物A；
(2)：将配方用量的固化剂、助剂、填料和剩余的蒸馏水混合均匀后，得到混合物B；
(3)边搅拌边向混合物A中加入混合物B后，即得到所述的无机防腐涂料。
实施例3一种无机防腐涂料
其制备原料按重量份计的包括：
磷酸二氢铝胶黏剂：85份；
固化剂：12份；
助剂：2份；
填料：6份；
蒸馏水：85份。
磷酸二氢铝胶黏剂为质量含量为25％的磷酸二氢铝水溶液。
固化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镍的混合物，氧化锌、氧化镁和氧化镍的质量比为1：2：5。
助剂为硼砂和聚二甲基硅氧烷的混合物，硼砂和聚二甲基硅氧烷的质量比为1：4。
填料为铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的混合物，铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的质量比为10：6：2。
纳米二硫化钼的平均粒径为40nm。
其制备方法为：
(1)：将配方用量的65％的蒸馏水与磷酸二氢铝胶黏剂混合均匀后，得到混合物A；
(2)：将配方用量的固化剂、助剂、填料和剩余的蒸馏水混合均匀后，得到混合物B；
(3)边搅拌边向混合物A中加入混合物B后，即得到所述的无机防腐涂料。
对比例1一种无机防腐涂料
其原料基本同实施例3，与实施例3的不同在于：氧化锌、氧化镁和氧化镍的质量比为1：1：1。
其制备方法基本同实施例3
对比例2一种无机防腐涂料
其原料基本同实施例3，与实施例3的不同在于：硼砂和聚二甲基硅氧烷的质量比为：1：6
其制备方法基本同实施例3
对比例3一种无机防腐涂料
其原料基本同实施例3，与实施例3的不同在于：铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的质量比为10：6：5。
其制备方法基本同实施例3
实验例1
将实施例1-3和对比例1-3制备得到的无机防腐涂料涂覆到钢板上，涂覆厚度约为150μm,在室温条件下，24小时通风干燥后，放置5天后全面固化后进行测试：
耐盐雾性试验：GB/T 1771-2007；
耐热性试验：GB/T 1735-2009；
耐水性试验：GB/T 1733-1993：
其性能及测试结果如表1所示：
表1
Figure GDA0003070008750000061
Figure GDA0003070008750000071
从上表中可以看出，本发明实施例1-3制备得到的无机防腐涂料不仅可以实现常温固化，并且得到的涂层具有优秀的耐盐雾、耐高温和耐水性能，优于对比例1-3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无机防腐涂料，其特征在于：其制备原料按重量份计的包括：
磷酸二氢铝胶黏剂：80-90份；
固化剂：10-15份；
助剂：1-4份；
填料：4-8份；
蒸馏水：80-90份；
所述固化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镍的混合物；所述氧化锌、氧化镁和氧化镍的质量比为1：1-3：5；
所述助剂为硼砂和聚二甲基硅氧烷的混合物；所述硼砂和聚二甲基硅氧烷的质量比为1：2-5；
所述填料为铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的混合物；所述铝酸钙、硫酸镁和纳米二硫化钼的质量比为10：6：1-3。
2.如权利要求1所述的无机防腐涂料，其特征在于：所述磷酸二氢铝胶黏剂为质量含量为25％的磷酸二氢铝水溶液。
3.如权利要求1所述的无机防腐涂料，其特征在于：所述纳米二硫化钼的平均粒径为30-50nm。
4.如权利要求1所述的无机防腐涂料，其特征在于：所述纳米二硫化钼的平均粒径为40nm。
5.如权利要求1-4任意一项所述的无机防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)：将配方用量的60-70％的蒸馏水与磷酸二氢铝胶黏剂混合均匀后，得到混合物A；
(2)：将配方用量的固化剂、助剂、填料和剩余的蒸馏水混合均匀后，得到混合物B；
(3)边搅拌边向混合物A中加入混合物B后，即得到所述的无机防腐涂料。
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