CN112920634A - 一种氟改性纳米防锈颜料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氟改性纳米防锈颜料，防锈颜料由聚四氟乙烯、高分子纳米材料、超细防锈颜料和纳米氧化锌组成，其各组分的重量比为10－20：5－10：30－40：6－10，按上述原料配比将聚四氟乙烯经过220度高温融化成液体在搅拌罐内搅拌，保持温度在220度，再加入硅烷偶联剂，低速搅拌，持续搅拌10分钟后，再加入高分子纳米材料继续搅拌10分钟，再加超细防锈颜料和纳米氧化锌，高速搅拌，彻底把材料溶解，冷却成型，在由三辊机压成片状，先经过粉碎机打成粉状，在由高强度粉碎机粉碎成纳米粉状，检查粉体的粒径，粒径要≤15微米，本发明具有防腐性增强，对大气无污染，对身体无害，又能提供长期的防腐功效，是一种环保型多功能的防锈材料。

Description

一种氟改性纳米防锈颜料
技术领域
本发明涉及化工颜料技术领域，具体涉及一种氟改性纳米防锈颜料。
背景技术
在目前一些桥梁，管道，储罐，海洋设施的防腐保护，主要是靠防腐涂料来起到保护作用，但是目前的防腐涂料主要是靠油漆的厚度来增加它的防腐性能，所以一般涂装的油漆较多，才能到达所需要的厚度，最少的厚度也有几百微米，高的可以达到几毫米，这样不仅造成油漆很大的浪费，而且施工困难，又污染环境，同时防腐的效果又达不到要求，只能短时间起到防腐作用，长时间钢铁的腐蚀很厉害。
迄今为止，国内的防锈颜料有磷酸锌，磷酸铝，锌粉，石墨烯、防腐涂料里面主要靠添加这些防锈颜料来起到保护钢制底材的作用，但是磷酸锌和磷酸铝只能起到短期的防护作用，长期的防护效果就比较差了。因高锌富锌底漆中的锌粉含量比较大，锌粉的排列定向不好，在油漆成膜后表面有很多的间隙，这样的产品在做耐盐雾试验，盐雾中的水汽会通过这间隙而渗透进去，从而雾气会从里到外渗出。这样板的表面效果会产生气泡，达不到较好的效果。低锌底漆因锌粉的含量比较少，而在添加一些代替锌粉的防锈材料比如磷铁粉、钛铁粉。这样会降低涂料的成本，因为原材料的特性不一样，油漆的排列变不均匀，油漆的致密性更差，这样的产品在做盐雾的试验时，雾气会从整个板面渗入。这样产品的表面很快会出现生锈、气泡的现象，也达不到好的效果。石墨烯因为颜色比较单一，制成的防腐涂料耐盐雾性能好，但是耐强酸强碱性能就比较差。
目前，有关方面通过对权威部门显示的数据进行计算，桥梁，管道，储罐，海洋设施的防腐保护有效和常用的方法就是在表面涂装防腐涂料来保护，但是防腐涂料的防腐性能比较单一，要起到好的效果要多到涂装，涂装的厚度要达到一定的要求才能起到好的效果，但是这就造成了涂料的使用量非常多，损耗也非常大，对环境污染也非常严重，也危害到人体的身心健康。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种氟改性纳米防锈颜料，该防锈颜料具有防腐性增强，对大气无污染，对身体无害，又能提供长期的防腐功效，是一种环保型多功能的防锈材料。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种氟改性纳米防锈颜料，防锈颜料由聚四氟乙烯、高分子纳米材料、超细防锈颜料和纳米氧化锌组成，其各组分的重量比为10－20：5－10：30－40：6－10。
进一步地，本发明所述高分子纳米材料采用纳米陶瓷微粉、纳米氧化钛、纳米气相二氧化硅中的一种或几种混合。
进一步地，本发明所述超细防锈颜料为铁粉和磷粉混合物，铁粉和磷粉重量比为7:3。
本发明氟改性纳米防锈颜料的制备方法是：以聚四氟乙烯、高分子纳米材料、超细防锈颜料和纳米氧化锌为原料，按如下步骤制备氟改性纳米防锈颜料：
首先按上述原料配比将聚四氟乙烯经过220度高温融化成液体在搅拌罐内搅拌，保持温度在220度，再加入硅烷偶联剂，低速搅拌，持续搅拌10分钟后，再加入高分子纳米材料继续搅拌10分钟，再加超细防锈颜料和纳米氧化锌，高速搅拌，彻底把材料溶解，冷却成型，在由三辊机压成片状，先经过粉碎机打成粉状，在由高强度粉碎机粉碎成纳米粉状，检查粉体的粒径，粒径要≤15微米，再有超细振动筛过滤，包装，入库。
进一步地，本发明所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
进一步地，本发明所述硅烷偶联剂的用量为原料总重量1％-5％。
本发明通过偶联剂把无机物中的羟基与有机聚合物中的长分子链两种不同性质的材料偶联起来，从而改善生物材料的各种性能，也增加无机物和有机物之间的界面结合力。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明防锈材料聚合了多种防锈材料的性能和特点，特别是经过聚四氟乙烯进行改进，防腐性增强，尤其是耐强酸强碱性能特别好，耐温性也特别好，在防腐涂料中添加该产品的15％，耐温可以达到250度，涂层不开裂，粉化，对大气无污染，对身体无害，是一种环保型多功能的防锈材料。具有防锈转化和屏蔽作用，通过薄片粒子的相互重叠，使水分和腐蚀性介质扩散通道延申而受阻，能提供长期的防腐功效。
2、将本发明防锈颜料产品添加到防锈涂料中，与各种金属离子生成螯合物，在被涂物表面形成卓越的钝化物膜，能有效的改善涂膜附着力，提高耐盐雾性、防腐蚀性以及防起泡性。应用在防腐涂料中，只要在需要防锈产品上刷一层防腐涂料，就可以起到比普通防腐涂料较好的防腐效果。
本发明根据不同的添加量，采用四种配方为指标进行筛选实验数据如下表：
配方1 配方2 配方3 配方4
添加量 5％ 10％ 15％ 20％
耐50％碱性 72小时 144小时 168小时 240小时
耐50％盐酸 68小时 96小时 144小时 224小时
耐盐雾性 600小时 1000小时 1600小时 3000小时
耐250度高温 24H轻微边色 24H无变化 24H无变化 24H无变化
在相同的配方加入不同防锈颜料进行对比实验结果如下表：
Figure BDA0002924949070000041
由以上实验对比结果，可以明显看出加了本发明氟改性纳米防锈颜料和没加氟改性纳米防锈颜料的耐盐雾性能明显提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例1
将聚四氟乙烯、硅烷偶联剂、高分子纳米材料、超细防锈颜料和纳米氧化锌按10：1：5：40：6的配比，分别称取聚四氟乙烯10公斤，硅烷偶联剂1公斤，纳米陶瓷微粉5公斤，超细防锈颜料40公斤，纳米氧化锌6公斤，其中超细防锈颜料40公斤由28公斤的铁粉和12公斤的磷粉混合而成。
先将聚四氟乙烯10公斤经过220度高温融化成液体在搅拌罐内搅拌，保持温度220度下，再加入硅烷偶联剂1公斤低速持续搅拌10分钟，再加入纳米陶瓷微粉5公斤持续搅拌10分钟，再加超细防锈颜料40公斤和纳米氧化锌6公斤，高速搅拌，彻底把材料溶解，在冷却成型，由三辊机压成片状，先经过粉碎机打成粉状，在由高强度粉碎机粉碎成纳米粉状，检查粉体的粒径，粒径要≤15微米，再有超细振动筛过滤，包装，入库。
实施例1所得产品经过实验室测试，试验数据如下表：
检验项目 检验指标 检验结果
外观 灰色粉末 灰色粉末
密度25度g/cm ≥5 5.5
吸油量g/100g ≤20 10
筛余物(35um)％ ≤0.3 0.1
105度挥发物％ ≤0.5 0.2
PH值 7——10 9
实施例2
将聚四氟乙烯、硅烷偶联剂、高分子纳米材料、超细防锈颜料和纳米氧化锌按15：3：8：35：8的配比，分别称取聚四氟乙烯15公斤，硅烷偶联剂3公斤，高分子纳米材料8公斤，超细防锈颜料35公斤，纳米氧化锌8公斤，其中超细防锈颜料35公斤由24.5公斤的铁粉和10.5公斤的磷粉混合而成，高分子纳米材料8公斤由7公斤的纳米陶瓷微粉和1公斤的纳米氧化钛混合而成。
先将聚四氟乙烯15公斤经过220度高温融化成液体在搅拌罐内搅拌，保持温度220度下，再加入硅烷偶联剂3公低速持续搅拌10分钟，再加入高分子材料8公斤持续搅拌10分钟，再加超细防锈颜料35公斤和纳米氧化锌8公斤，高速搅拌，彻底把材料溶解，在冷却成型，由三辊机压成片状，先经过粉碎机打成粉状，在由高强度粉碎机粉碎成纳米粉状，检查粉体的粒径，粒径要≤15微米，再有超细振动筛过滤，包装，入库。
高分子纳米材料采用纳米陶瓷微粉、纳米氧化钛、纳米气相二氧化硅
实施例2所得产品经过实验室测试，试验数据如下表：
检验项目 检验指标 检验结果
外观 灰色粉末 灰色粉末
密度25度g/cm ≥5 5.3
吸油量g/100g ≤20 15
筛余物(20um)％ ≤0.3 0.1
105度挥发物％ ≤0.5 0.2
PH值 7——10 9
实施例3
将聚四氟乙烯、硅烷偶联剂、高分子纳米材料、超细防锈颜料和纳米氧化锌按20：5：10：30：10的配比，分别称取聚四氟乙烯20公斤，硅烷偶联剂5公斤，高分子纳米材料10公斤，超细防锈颜料30公斤，纳米氧化锌10公斤，其中超细防锈颜料30公斤由21公斤的铁粉和9公斤的磷粉混合而成，高分子纳米材料10公斤由8公斤的纳米陶瓷微粉、1公斤的纳米氧化钛和1公斤的纳米气相二氧化硅混合而成。
先将聚四氟乙烯20公斤经过220度高温融化成液体在搅拌罐内搅拌，保持温度220度下，再加入硅烷偶联剂5公低速持续搅拌10分钟，再加入高分子材10公斤持续搅拌10分钟，再加超细防锈颜料30公斤和纳米氧化锌10公斤，高速搅拌，彻底把材料溶解，在冷却成型，由三辊机压成片状，先经过粉碎机打成粉状，在由高强度粉碎机粉碎成纳米粉状，检查粉体的粒径，粒径要≤15微米，再有超细振动筛过滤，包装，入库。
实施例3所得产品经过实验室测试，试验数据如下表：
检验项目 检验指标 检验结果
外观 灰色粉末 灰色粉末
密度25度g/cm ≥5 5
吸油量g/100g ≤20 18
筛余物(10um)％ ≤0.3 0.2
105度挥发物％ ≤0.5 0.2
PH值 7——10 8
上述实施例仅为本发明的优选实施方式，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氟改性纳米防锈颜料，其特征在于，防锈颜料由聚四氟乙烯、高分子纳米材料、超细防锈颜料和纳米氧化锌组成，其各组分的重量比为10－20：5－10：30－40：6－10。
2.根据权利要求1所述的一种氟改性纳米防锈颜料，其特征在于：所述高分子纳米材料采用纳米陶瓷微粉、纳米氧化钛、纳米气相二氧化硅中的一种或几种混合。
3.根据权利要求1所述的一种氟改性纳米防锈颜料，其特征在于：所述超细防锈颜料为铁粉和磷粉的混合物，铁粉和磷粉重量比为7:3。
4.根据权利要求1所述的一种氟改性纳米防锈颜料的制备方法，其特征在于：以聚四氟乙烯、高分子纳米材料、超细防锈颜料和纳米氧化锌为原料，按如下步骤制备氟改性纳米防锈颜料：
首先按上述原料配比将聚四氟乙烯经过220度高温融化成液体在搅拌罐内搅拌，保持温度在220度，再加入硅烷偶联剂，低速搅拌，持续搅拌10分钟后，再加入高分子纳米材料继续搅拌10分钟，再加超细防锈颜料和纳米氧化锌，高速搅拌，彻底把材料溶解，冷却成型，在由三辊机压成片状，先经过粉碎机打成粉状，在由高强度粉碎机粉碎成纳米粉状，检查粉体的粒径，粒径要≤15微米，再有超细振动筛过滤，包装，入库。
5.根据权利要求1所述的一种氟改性纳米防锈颜料的制备方法，其特征在于：所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求4或5所述的一种氟改性纳米防锈颜料的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂的用量为原料总重量1%-5%。
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