CN111675954B - 耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥及其制备方法和使用方法 - Google Patents

耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥及其制备方法和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及防腐材料领域，具体涉及耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥及其制备方法和使用方法，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分，所述A组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：陶瓷改性乙烯基酯树脂70％‑80％、甲基丙烯酸酯齐聚体1％‑5％、1，4‑丁二醇二甲基丙烯酸3％‑10％，纳米二氧化硅3％‑10％、丙烯酸钾盐3％‑10％、环烷酸钴1％‑3％，消泡剂0.5％‑3％、流平剂0.5％‑3％。本发明提供的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥及其制备方法和使用方法，其产生的涂层耐高温、耐化学腐蚀性好，抗腐蚀介质渗透性极佳，机械强度、耐磨性、耐冲刷性优异，固化收缩率极低，适用于苛刻重防腐体系耐磨区、耐冲刷区的防腐。

Description

耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥及其制备方法和使用 方法
技术领域
本发明涉及防腐材料领域，具体的涉及耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥及其制备方法和使用方法。
背景技术
在工业生产中，某些设备或部位因为同时承受着高腐蚀、高磨蚀和高冲刷，其磨损的速度较其他单一腐蚀条部位快5-10倍，比如脱硫系统喷淋区、搅拌区，石灰浆或矿浆输送管道、法兰及弯头，矿山设备、矿粉矿渣输送线等设备重防腐耐磨耐冲刷区域，为此市面上出现了一批耐腐蚀陶瓷涂料，虽然能够一定程度上提高耐腐蚀性，但是在实际使用过程中，其耐高温性、抗腐蚀介质渗透性、机械强度、耐高温性、耐磨性和耐冲刷性严重不足，且使用的温度范围有限，只适用于10摄氏度以上的气候，施工条件要求高。有鉴于，本案由此产生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥及其制备方法和使用方法，以解决背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分；
所述A组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：陶瓷改性乙烯基酯树脂70％-80％、甲基丙烯酸酯齐聚体1％-5％、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3％-10％，纳米二氧化硅3％-10％、丙烯酸钾盐3％-10％、环烷酸钴1％-3％，消泡剂0.5％-3％、流平剂0.5％-3％；
所述B组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：过氧化二苯甲酰70％-90％、纳米二氧化硅10％-30％；
所述C组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：陶瓷粉20％-40％、氧化铝10％-20％、纳米硅铝酸钾10％-20％、碳化硅20％-40％、氧化锆10％-20％；
优选的，所述陶瓷粉粒径为1000-3000目，氧化铝粒径为500-1000目，碳化硅粒径为200-800目，氧化锆粒径为500-1000目。
优选的，所述胶泥按照质量比A组分：B组分：C组分＝100：(1～3)：100进行混合制得，所述胶泥的密度为1.4～1.6×103kg/m3。
优选的，所述A、B、C三组分的每组包装有效成分总质量为20.3kg，其中A组分为10kg/桶，B组分为0.3kg/瓶，C组分为10kg/桶。
根据上述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的制备方法，其特征在于：
所述A组分的生产工艺包括如下步骤：
步骤A1：按如下重量份数称取原料：陶瓷改性乙烯基酯树脂70-80份、甲基丙烯酸酯齐聚体1-5份、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3-10份，纳米二氧化硅3-10份、丙烯酸钾盐3-10份、环烷酸钴1-3份，消泡剂0.5-3份、流平剂0.5-3份；
步骤A2：将步骤A1称取的陶瓷改性乙烯基酯树脂、甲基丙烯酸酯齐聚体、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸投入高压釜中，将高压釜密封好并试压，然后启动搅拌50-60r/min，开始加热，抽真空，升温至200℃时进行括链反应10-12小时，停止真空,冷却至80℃，得到陶瓷改性预聚酯；
步骤A3：然后将陶瓷改性预聚酯打入配料罐中，投加步骤A1称取的环烷酸钴，消泡剂、流平剂，启动高速分散，以700-800r/min持续搅拌10-15分钟后，投加步骤A1称取的纳米二氧化硅、丙烯酸钾盐，启动高速分散,以1200-1400r/min持续搅拌30分钟后，静置降温至40℃，出料，即得所述A组分；
所述B组分的生产工艺包括如下步骤：
步骤B1：按如下重量份数称取原料：过氧化二苯甲酰70-90份、纳米二氧化硅10-30份；
步骤B2：将步骤B1称取的过氧化二苯甲酰打入配料罐中，然后启动搅拌，转速为20-30r/min，缓慢将步骤B1称取的纳米二氧化硅加入配料罐，并持续搅拌20分钟，然后启动高速分散，以1200-1400r/min持续搅拌20分钟后，静置降温至40℃，出料，即得所述B组分；
所述C组分的生产工艺包括如下步骤：
步骤C1：按如下重量份数称取原料：陶瓷粉20-40份、氧化铝10-20份、纳米硅铝酸钾10-20份、碳化硅20-40份、氧化锆10-20份；
步骤C2：将步骤C1称取的陶瓷粉、氧化铝、纳米硅铝酸钾、碳化硅、氧化锆分别加入双锥混粉罐，启动混粉罐，转速20-30r/min，并持续混粉50-60分钟，静置降温至40℃，出料，即得所述C组分。
根据上述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)、将A、B组分按规定比例混合并搅拌均匀，然后逐渐加入规定比例的C组分并整体搅拌均匀；
步骤2)、使用抹刀或刮板按一定的角度，沿同一方向均匀涂抹，并压实、压紧及压平；
步骤3)、静置等待干燥。
优选的，所述步骤3)中，胶泥凝固前可用毡辊醮取少量稀释剂轻轻滚压，可使表面更平整美观。
优选的，所述A、B、C三组分单独包装，使用时，将A、B、C三组分按照质量比A组分：B组分：C组分＝100：(1～3)：100进行混合，开启搅拌300-600r/min，并持续搅拌3-5分钟，即得所述耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥。
优选的，使用时，A、B、C三组分的质量比中，B组分的质量比随着温度上升而递减，施工温度为5℃～40℃，且基材表面温度高于露点3℃以上，相对湿度85％以下，混合完成后胶泥使用有效时间为20～60min。
优选的，所述干燥的表干时间为2-5h，实干时间为24-45h。
由上述描述可知，本发明提供的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥及其制备方法和使用方法具有如下有益效果：1、胶泥耐腐蚀性能好，由于陶瓷涂层采用的基体树脂为陶瓷改性乙烯基酯树脂、甲基丙烯酸酯齐聚体、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸复合无，较普通环氧树脂更好的耐腐蚀性能，可用于脱硫系统喷淋区、搅拌区，石灰浆或矿浆输送管道、法兰及弯头，矿山设备、矿粉矿渣输送线等设备重防腐耐磨耐冲刷区域。
2、抗腐蚀介质渗透性极佳，抗水蒸汽渗透率比普通环氧树脂涂料高10～15倍，比普通环氧FRP高5-8倍。
3、具有较强的粘结强度，树脂基体与其中的陶瓷微粉之间的粘结强度较高，而且涂层与基材之间的粘结强度高，不易产生龟裂、分层或剥离，附着力和冲击强度较好，从而保证较好的耐蚀性，机械强度、耐磨性、耐冲刷性优异，固化收缩率极低。
4、耐高温性能好，涂层中由于含有许多陶瓷微粉，因此消除了涂层与基材之间的线膨胀系数的差别，适合于温度交变的重腐蚀环境。
5、耐磨性好。涂层在固化后的硬度很高，且有韧性，在粒子的冲刷耐磨性较好，且一旦发生涂层的破坏是局部的，其扩散趋势小，易于修复。
6、工艺性较好。由于胶泥涂层的固体成份和添加剂根据需要可以调节配比，使涂料能适应多种气候，多种工艺要求的配置方法。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
本发明所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥，包括A组分、B组分和C组分；
所述A组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：陶瓷改性乙烯基酯树脂70％-80％、甲基丙烯酸酯齐聚体1％-5％、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3％-10％，纳米二氧化硅3％-10％、丙烯酸钾盐3％-10％、环烷酸钴1％-3％，消泡剂0.5％-3％、流平剂0.5％-3％；
所述B组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：过氧化二苯甲酰70％-90％、纳米二氧化硅10％-30％；
所述C组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：陶瓷粉20％-40％、氧化铝10％-20％、纳米硅铝酸钾10％-20％、碳化硅20％-40％、氧化锆10％-20％；
所述陶瓷粉粒径为1000-3000目，氧化铝粒径为500-1000目，碳化硅粒径为200-800目，氧化锆粒径为500-1000目。
所述胶泥按照质量比A组分：B组分：C组分＝100：(1～3)：100进行混合制得，所述胶泥的密度为1.4～1.6×103kg/m3。
所述A、B、C三组分的每组包装有效成分总质量为20.3kg，其中A组分为10kg/桶，B组分为0.3kg/瓶，C组分为10kg/桶。
耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥需按国家规定储运，储存环境应干燥、阴凉、通风、避免高温及阳光照射，远离火源。包装容器须密闭，在25℃的条件下，有效储存期为12个月。
根据上述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的制备方法，其特征在于：
所述A组分的生产工艺包括如下步骤：
步骤A1：按如下重量份数称取原料：陶瓷改性乙烯基酯树脂70-80份、甲基丙烯酸酯齐聚体1-5份、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3-10份，纳米二氧化硅3-10份、丙烯酸钾盐3-10份、环烷酸钴1-3份，消泡剂0.5-3份、流平剂0.5-3份；
步骤A2：将步骤A1称取的陶瓷改性乙烯基酯树脂、甲基丙烯酸酯齐聚体、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸投入高压釜中，将高压釜密封好并试压，然后启动搅拌50-60r/min，开始加热，抽真空，升温至200℃时进行括链反应10-12小时，停止真空,冷却至80℃，得到陶瓷改性预聚酯；
步骤A3：然后将陶瓷改性预聚酯打入配料罐中，投加步骤A1称取的环烷酸钴，消泡剂、流平剂，启动高速分散，以700-800r/min持续搅拌10-15分钟后，投加步骤A1称取的纳米二氧化硅、丙烯酸钾盐，启动高速分散,以1200-1400r/min持续搅拌30分钟后，静置降温至40℃，出料，即得所述A组分；
所述B组分的生产工艺包括如下步骤：
步骤B1：按如下重量份数称取原料：过氧化二苯甲酰70-90份、纳米二氧化硅10-30份；
步骤B2：将步骤B1称取的过氧化二苯甲酰打入配料罐中，然后启动搅拌，转速为20-30r/min，缓慢将步骤B1称取的纳米二氧化硅加入配料罐，并持续搅拌20分钟，然后启动高速分散，以1200-1400r/min持续搅拌20分钟后，静置降温至40℃，出料，即得所述B组分；
所述C组分的生产工艺包括如下步骤：
步骤C1：按如下重量份数称取原料：陶瓷粉20-40份、氧化铝10-20份、纳米硅铝酸钾10-20份、碳化硅20-40份、氧化锆10-20份；
步骤C2：将步骤C1称取的陶瓷粉、氧化铝、纳米硅铝酸钾、碳化硅、氧化锆分别加入双锥混粉罐，启动混粉罐，转速20-30r/min，并持续混粉50-60分钟，静置降温至40℃，出料，即得所述C组分。
根据上述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的使用方法，包括以下步骤：
步骤1)、将A、B组分按规定比例混合并搅拌均匀，然后逐渐加入规定比例的C组分并整体搅拌均匀；
步骤2)、使用抹刀或刮板按一定的角度(30-60度)，沿同一方向均匀涂抹，并压实、压紧及压平；涂抹前所有待涂装表面应保持清洁干燥，无油污、灰尘及其它化学介质。
步骤3)、静置等待干燥。
所述步骤3)中，胶泥凝固前可用毡辊醮取少量稀释剂轻轻滚压，可使表面更平整美观。
所述A、B、C三组分单独包装，使用时，将A、B、C三组分按照质量比A组分：B组分：C组分＝100：(1～3)：100进行混合，开启搅拌300-600r/min，并持续搅拌3-5分钟，即得所述耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥。
使用时，A、B、C三组分的质量比中，B组分的质量比随着温度上升而递减，施工温度为5℃～40℃，且基材表面温度高于露点3℃以上，相对湿度85％以下，混合完成后胶泥使用有效时间为20～60min。
B组分加量的部分数值如下表
Figure BDA0002578193070000081
当温度处于各温度区间内时，其B组分含量按照区间内随温度等温变化，比如温度为10℃时，其B组分含量＝3.0％-(10-5)/(15-5)*(3.0％-1.8％)，其他温度参考上述计算方法。
所述干燥的表干时间为2-5h，实干时间为24-45h。
干燥时间随温度变化部分数据如下：
Figure BDA0002578193070000082
多层涂装间隔时间部分数据如下：
Figure BDA0002578193070000083
耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥适用基材为碳钢等金属或混凝土等非金属(须配套底涂)。稀释剂采用复合稀释剂23号(比如佐敦23号稀释剂)，清洁剂采用复合稀释剂23号、二甲苯、天那水等有机溶剂。
本发明提供的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥及其制备方法和使用方法具有如下有益效果：1、胶泥耐腐蚀性能好，由于陶瓷涂层采用的基体树脂为陶瓷改性乙烯基酯树脂、甲基丙烯酸酯齐聚体、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸复合无，较普通环氧树脂更好的耐腐蚀性能。
2、抗腐蚀介质渗透性极佳，抗水蒸汽渗透率比普通环氧树脂涂料高10～15倍，比普通环氧FRP高5-8倍。
3、具有较强的粘结强度，树脂基体与其中的陶瓷微粉之间的粘结强度较高，而且涂层与基材之间的粘结强度高，不易产生龟裂、分层或剥离，附着力和冲击强度较好，从而保证较好的耐蚀性，机械强度、耐磨性、耐冲刷性优异，固化收缩率极低。
4、耐高温性能好，涂层中由于含有许多陶瓷微粉，因此消除了涂层与基材之间的线膨胀系数的差别，适合于温度交变的重腐蚀环境。长期使用(6个月以上)承受最高温度110℃，短期使用(6个月以下)承受最高温度180℃。
5、耐磨性好。涂层在固化后的硬度很高，且有韧性，在粒子的冲刷耐磨性较好，且一旦发生涂层的破坏是局部的，其扩散趋势小，易于修复。
耐磨性数据如下：负重：2KG，磨刷次数：3000次，磨耗量：0.008g；负重：800g，磨刷次数：500次，磨耗量：0.005g。
耐冲刷性数据如下：采用喷砂法，空气压力：8kg，角度：30°，距离：15cm，冲刷时间：1min，损耗量：0.10g。
6、工艺性较好。由于胶泥涂层的固体成份和添加剂根据需要可以调节配比，使涂料能适应多种气候，多种工艺要求的配置方法。
上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分;
所述A组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：陶瓷改性乙烯基酯树脂70%-80%、甲基丙烯酸酯齐聚体1%-5%、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3%-10%，纳米二氧化硅3%-10%、丙烯酸钾盐3%-10%、环烷酸钴1%-3%，消泡剂0.5%-3%、流平剂0.5%-3%；
所述B组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：过氧化二苯甲酰70%-90%、纳米二氧化硅10%-30%;
所述C组分的原料配方以重量份计，包括如下组分：陶瓷粉20%-40%、氧化铝10%-20%、纳米硅铝酸钾10%-20%、碳化硅20%-40%、氧化锆10%-20%。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥，其特征在于：所述陶瓷粉粒径为1000-3000目，氧化铝粒径为500-1000目，碳化硅粒径为200-800目，氧化锆粒径为500-1000目。
3.根据权利要求1所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥，其特征在于：所述胶泥按照质量比A组分：B组分：C组分=100 ：（1～3）：100进行混合制得，所述胶泥的密度为1.4～1.6×103 kg/m3。
4.根据权利要求1所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥，其特征在于：所述A、B、C三组分的每组包装有效成分总质量为20.3kg，其中A组分为 10kg/桶，B组分为 0.3kg/瓶，C组分为10kg/桶。
5.根据权利要求1至4任一项所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的制备方法，其特征在于：
所述A组分的生产工艺包括如下步骤：
步骤A1：按如下重量份数称取原料：陶瓷改性乙烯基酯树脂70-80份、甲基丙烯酸酯齐聚体1-5份、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3-10份，纳米二氧化硅3-10份、丙烯酸钾盐3-10份、环烷酸钴1-3份，消泡剂0.5-3份、流平剂0.5-3份；
步骤A2：将步骤A1称取的陶瓷改性乙烯基酯树脂、甲基丙烯酸酯齐聚体、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸投入高压釜中，将高压釜密封好并试压，然后启动搅拌50-60r/min，开始加热，抽真空，升温至200℃时进行括链反应10-12小时，停止真空,冷却至80℃，得到陶瓷改性预聚酯；
步骤A3：然后将陶瓷改性预聚酯打入配料罐中，投加步骤A1称取的环烷酸钴，消泡剂、流平剂，启动高速分散，以700-800r/min持续搅拌10-15分钟后，投加步骤A1称取的纳米二氧化硅、丙烯酸钾盐，启动高速分散,以1200-1400r/min持续搅拌30分钟后，静置降温至40℃，出料，即得所述A组分；
所述B组分的生产工艺包括如下步骤：
步骤B1：按如下重量份数称取原料：过氧化二苯甲酰70-90份、纳米二氧化硅10-30份；
步骤B2：将步骤B1称取的过氧化二苯甲酰打入配料罐中，然后启动搅拌，转速为20-30r/min，缓慢将步骤B1称取的纳米二氧化硅加入配料罐，并持续搅拌20分钟，然后启动高速分散，以1200-1400r/min持续搅拌20分钟后，静置降温至40℃，出料，即得所述B组分；
所述C组分的生产工艺包括如下步骤：
步骤C1：按如下重量份数称取原料：陶瓷粉20-40份、氧化铝10-20份、纳米硅铝酸钾10-20份、碳化硅20-40份、氧化锆10-20份；
步骤C2：将步骤C1称取的陶瓷粉、氧化铝、纳米硅铝酸钾、碳化硅、氧化锆分别加入双锥混粉罐，启动混粉罐，转速20-30r/min，并持续混粉50-60分钟，静置降温至40℃，出料，即得所述C组分。
6.根据权利要求1至3任一项所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）、将A、B组分按规定比例混合并搅拌均匀，然后逐渐加入规定比例的C组分并整体搅拌均匀；
步骤2）、使用抹刀或刮板按一定的角度，沿同一方向均匀涂抹，并压实、压紧及压平；
步骤3）、静置等待干燥。
7.根据权利要求6所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的使用方法，其特征在于：所述步骤3）中，胶泥凝固前可用毡辊醮取少量稀释剂轻轻滚压，可使表面更平整美观。
8.根据权利要求1所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的使用方法，其特征在于：所述A、B、C三组分单独包装，使用时，将A、B、C三组分按照质量比A组分：B组分：C组分=100 ：（1～3）：100进行混合，开启搅拌300-600r/min，并持续搅拌3-5分钟，即得所述耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥。
9.根据权利要求1所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的使用方法，其特征在于：使用时，A、B、C三组分的质量比中，B组分的质量比随着温度上升而递减，施工温度为5℃～40℃，且基材表面温度高于露点3℃以上，相对湿度85%以下，混合完成后胶泥使用有效时间为20～60min。
10.根据权利要求6所述的耐磨耐冲刷的重防腐纳米化陶瓷胶泥的使用方法，其特征在于：所述干燥的表干时间为2-5h，实干时间为24-45h。
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