CN112143343A - 一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，包括以下步骤：步骤（1）、准备原料，原料包括以下重量百分比的材料：树脂50‑60%、填料23‑40%、流平剂1‑3%、固化剂4‑6%、偶联剂2‑3%、改性剂3‑5%；步骤（2）、将步骤（1）中的所有原料放入超细粉球磨机里混合研磨，混合研磨至颗粒尺寸1200目以上，得到耐磨耐腐蚀涂料。通过上述技术方案,涂料中选择性所用到的碳纳米管具有耐磨损、耐腐蚀和稳定性好等特性，纳米微晶石具有防渗透性和耐磨性好等特性，纳米海泡石粉具有高吸附性、高阻燃性、耐高温和耐磨性好等优点，纳米碳纤维具有耐磨性、耐腐蚀和高表面光度等优点，纳米陶瓷粉具有耐磨性、耐高温和耐腐蚀等优点。

Description

一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，属于涂料技术领域。

背景技术

传统的薄膜涂层种类包括氧化物薄膜、纳米金属层、金刚石薄膜等，然而这些涂层技术存在一定的问题：氧化物薄膜因其受制备技术限制会出现涂层过厚降低导热性、脆性大，热膨胀系数不匹配、制备过程可能会引入热中子、吸收截面较高的元素等问题；而纳米金属层在制备过程中厚度也难以控制且金属层亲水，抗腐蚀效果不明显；金刚石薄膜通过等离子体化学气相沉积制备，然而金刚石硬度大、脆性大易脱落，辐照后sp3键转变为sp2键这些问题不可避免，成为了其限制因素，因此对于提高材料耐磨耐腐蚀性能效果不明显。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)、准备原料，原料包括以下重量百分比的材料：树脂50-60％、填料23-40％、流平剂1-3％、固化剂4-6％、偶联剂2-3％、改性剂3-5％；

步骤(2)、将步骤(1)中的所有原料放入超细粉球磨机里混合研磨，混合研磨至颗粒尺寸1200目以上，得到耐磨耐腐蚀涂料。

所述树脂为E12型环氧树脂。

所述填料为纳米微晶石、纳米海泡石、纳米陶瓷粉的一种或几种。

所述流平剂为氟碳抗缩孔流平剂。

所述固化剂为双氰胺或喹肼。

所述偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷中的一种或两种。

所述改性剂为纳米碳纤维、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种。

本发明方法先进科学，本发明提供了一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，所述涂料包括树脂、填料、流平剂、固化剂、偶联剂、改性剂，其重量含量为树脂50-60％、填料23-40％、流平剂1-3％、固化剂4-6％、偶联剂2-3％和改性剂3-5％。

其中，树脂为E12型环氧树脂。环氧树脂是粉末的基料，是含高分子的固体树脂，其分子量大小、分布和杂质等直接影响了涂层的质量。填料为纳米微晶石、纳米海泡石或纳米陶瓷粉的一种或几种。填料是调制涂层的硬度、强度、耐磨性和尺寸稳定性等而加入的无机物，是涂料的主要原料。固化剂为双氰胺或喹肼。固化剂是使树脂在熔融状态下交联成网状的物质，固化反应的程度直接决定了涂层的性能。流平剂为氟碳抗缩孔流平剂。流平剂是增加树脂在熔过程过程中的流动性，增加涂层的平面度和减少针孔、桔皮等缺陷。偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷或异辛基三乙氧基硅烷中的一种或两种。偶联剂是起促进原料中界面的活性、增加各种原料之间、尤其是填充料与树脂之间的结合力。改性剂为纳米碳纤维、石墨烯或碳纳米管中的一种或几种。树脂、填料、流平剂、固化剂、偶联剂、改性剂按比例在超细粉球磨机里混合研磨，保证颗粒尺寸1200目以上即可。

通过上述技术方案,涂料中选择性所用到的碳纳米管具有耐磨损、耐腐蚀和稳定性好等特性，纳米微晶石具有防渗透性和耐磨性好等特性，纳米海泡石粉具有高吸附性、高阻燃性、耐高温和耐磨性好等优点，纳米碳纤维具有耐磨性、耐腐蚀和高表面光度等优点，纳米陶瓷粉具有耐磨性、耐高温和耐腐蚀等优点，再通过与环氧树脂、流平剂和偶联剂的混合使用，提高涂料的综合性能，达到耐磨耐腐蚀的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在制备过程中公害最少，无“三废”污染，涂层无毒、无害物、无污染，可用于自来水及食品用的管道和设备，是一种环境友好型涂料；

2、化学稳定好，耐油、耐酸、耐碱、耐盐、耐海水腐蚀；耐磨损性能好(比铸铁耐磨性高5倍，比一般涂料耐磨性高3倍)，并具有很高的抗剪切强度，在高压高流速的气、液输送中长期不破坏涂层；

3、耐冲击强度高，受18焦耳的冲击时涂层无脱层、裂纹、损伤，可承受涂装件在安装、运输过程中的冲击；附着力强，将Φ30mm两圆柱体用该涂料结合，可承受5吨以上的拉力，减少由于应力腐蚀断裂和阴极剥离的破坏；

4、涂层的表面光滑、致密、阻力小，可使工件的粗糙度达到0.0025mm，从而使气液传输效率提高2％左右；涂层的机械性能好，可经车、刨、磨、铣等机械加工，达到所要求的精度和尺寸，适合于精密构件的防腐；

5、使用温度广泛(水中0～100℃，空气-40～150℃)，使用寿命长，性能价格远优于衬胶衬塑。

本发明涉及的涂料是熔融结合环氧热固性粉末涂料。这种固体粉末不含熔剂、无污染、储运方便，它具有热固性、经喷涂后在材料表面形成坚固的保护层，不仅能抵抗各种介质和烟雾的严重腐蚀，还具有耐磨、减阻、耐气蚀等特点，泵、风机和阀门等动力设备经过涂装后，还可获得节能等效益。

本发明中所用的填料是纳米微晶石、纳米海泡石或纳米陶瓷粉，这些材料的使用对涂料的综合性能有显著的提高。本发明中所用的改性剂纳米碳纤维、石墨烯或碳纳米管有其独特的优势，它们本身比较稳定且具有较强的化学惰性，还具有非常优异的热学、电学、光学、力学等诸多性能，特别是抗酸碱腐蚀性能力极强。另外由于石墨烯具有超疏水性、优异的抗渗透性，能够有效地阻隔氧气以及其他腐蚀介质的通过。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，有如下重量百分比的原料制成：

E12环氧树脂60％、填料纳米微晶石26％、氟碳抗缩孔流平剂3％、固化剂喹肼5％、偶联剂异丁基三乙氧基硅烷3％和改性剂纳米碳纤维3％。

其中纳米微晶石粉使用前先于60-70℃烘干机中干燥12h，然后使用球磨机球磨30min即可使用。然后将上述组分按比例在超细粉球磨机里混合研磨，保证最终颗粒尺寸1200目以上即可。

实施例2

一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，有如下重量百分比的原料制成：

E12环氧树脂55％、填料纳米微晶石32％、氟碳抗缩孔流平剂3％、固化剂喹肼5％、偶联剂异丁基三乙氧基硅烷2％和改性剂纳米碳纤维、石墨烯或碳纳米管3％。

其中纳米微晶石粉使用前先于60-70℃烘干机中干燥12h，然后使用球磨机球磨30min即可使用。然后将上述组分按比例在超细粉球磨机里混合研磨，保证最终颗粒尺寸1200目以上即可。

实施例3

一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，有如下重量百分比的原料制成：

E12环氧树脂50％、填料纳米微晶石37％、氟碳抗缩孔流平剂3％、固化剂喹肼5％、偶联剂异丁基三乙氧基硅烷2％和改性剂纳米碳纤维3％。

其中纳米微晶石粉使用前先于60-70℃烘干机中干燥12h，然后使用球磨机球磨30min即可使用。然后将上述组分按比例在超细粉球磨机里混合研磨，保证最终颗粒尺寸1200目以上即可。

按上述实施例方法，将填料换成纳米海泡石和纳米陶瓷粉，实施例各3个；再将以上9个按一批次处理，改性剂换成石墨烯和碳纳米管，实施例各9个。

表1—涂料物理机械性能与同类涂料的性能比：

表2—涂料耐化学腐蚀性能：

介质名称	介质浓度(％)	室温	60℃	90℃
					氯化纳	3.5	○	○	○
氢氧化钠	30	○	○	○
					硫酸钠	20	○	○	○
碳酸钠	饱和	○	○	○
					次氯酸钠	5	○	○	○
盐酸	31.5	○	○	○
					醋酸	10	○	○	△
硼酸	饱和	○	○	○
					磷酸	20	○	○	△
氢氯酸	5	△
					蒸馏水	0	○	○

以上结果是在不同温度下浸泡1000hrs时所得。注：○……优，△……良，×……差。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）、准备原料，原料包括以下重量百分比的材料：树脂50-60%、填料23-40%、流平剂1-3%、固化剂4-6%、偶联剂2-3%、改性剂3-5%；

步骤（2）、将步骤（1）中的所有原料放入超细粉球磨机里混合研磨，混合研磨至颗粒尺寸1200目以上，得到耐磨耐腐蚀涂料。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，其特征在于，所述树脂为E12型环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，其特征在于，所述填料为纳米微晶石、纳米海泡石、纳米陶瓷粉的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，其特征在于，所述流平剂为氟碳抗缩孔流平剂。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，其特征在于，所述固化剂为双氰胺或喹肼。

6.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，其特征在于，所述偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀涂料制备方法，其特征在于，所述改性剂为纳米碳纤维、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种。