CN113088159A - 一种防露点腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents

一种防露点腐蚀涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种防露点腐蚀涂料，由下法制得：1）用硅橡胶与γ氨基硅烷偶联剂反应，在30℃‑80℃，反应1‑5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂；2）以步骤1）的生成物端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂为双组分环氧树脂涂料的B组分；常温下液态环氧树脂中加入防锈颜料，填料，及其他助剂，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分；其中A/B=1/0.5‑2。本发明所用的涂料树脂是用硅橡胶通过γ氨基硅烷偶联剂反应，生成多氨基的环氧树脂固化剂。这种固化剂与环氧树脂反应生成具有空间网状结构的涂层材料。其中的环氧树脂链段与钢结构基材具有良好的粘结性。其硅橡胶链段则由于相分离作用处于本涂层材料的上层，使本涂层材料具有优良的憎水性。酸性水在本涂层材料表面呈珠状而随烟气一起排出。达到防露点腐蚀的目的。

Description

一种防露点腐蚀涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种防露点腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术
工业炉是现代工业企业在产品制造工艺过程中普遍应用的热源设备。工业炉所用燃料一般为天然气、炼厂干气、乳化重油、其他燃料油以及煤等。这些燃料燃烧所产生的高温尾气主要成分为氮气、CO2、水蒸气。高温尾气又称为烟道气。烟道气在烟道中流动并通过烟道壁面与壁面外低温流体进行热交换，完成对壁面外流体的加热。高温烟道气放出热量，自身温度随之下降。当烟道气温度下降到烟道气露点温度时，烟道气中的水蒸气将在烟道内壁冷凝成水滴。由于燃料中含有硫、氯等元素，在燃烧过程中产生SO2,HCl.这些气体溶解在烟道内壁冷凝水滴中形成酸性水，这些酸性水对钢结构烟道内壁有腐蚀作用。即所谓露点腐蚀。露点腐蚀对钢结构烟道造成严重危害，影响钢结构烟道使用寿命。在钢结构烟道内表面涂布防露点腐蚀涂料是防露点腐蚀的有效防腐蚀技术。
中国专利CN109370424A通过在涂料中加入石墨烯填料、片状屏蔽材料来防止酸性水对钢结构烟道基材的腐蚀，将酸性水与钢结构基材隔绝以达到防露点腐蚀的目的。所用的粘接树脂为有机硅树脂、环氧树脂。有机硅树脂与环氧树脂有亲水性，在使用过程中酸性水易凝结在涂层表面通过渗透作用进入涂层到达钢结构烟道基材表面发生腐蚀现象。中国专利CN110256967A通过在乳液中加入硅微粉、石墨粉，利用硅微粉的憎水性制成防露点腐蚀涂料，达到在换热板表面防露点腐蚀的目的。由于所用树脂为乳状液，成膜后防腐蚀涂层耐温性能不能满足换热板的工作温度条件。中国专利CN102675991A用乙丙橡胶作为主要的成膜物质，其弹性可满足热震要求，但粘接性不佳，对烟气的冲蚀抗性不足。
发明内容
本发明目的在于解决现有防露点腐蚀涂料存在的问题，提供一种与钢结构基材附着力好，表面憎水优异，具有弹性耐热震，对烟气具有良好的冲蚀抗性的防露点腐蚀涂料。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
一种防露点腐蚀涂料，由下法制得：
1）用硅橡胶与γ氨基硅烷偶联剂反应，在30℃-80℃，反应1-5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂（作为双组分环氧树脂涂料的B组分）。
2）以1）的生成物端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂为双组分环氧树脂涂料的B组分，常温下液态环氧树脂中加入防锈颜料，填料，及其他助剂，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分。A/B=1/0.5-2涂敷于热工设备表面，常温固化即成防露点腐蚀涂料。
所述的硅橡胶为二甲基硅橡胶，甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶，氟硅橡胶，室温硫化硅橡胶，液体硅橡胶。
所述的γ氨基硅烷偶联剂为H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3， H2NCH2CH2NH-(CH2)3SiMe(OCH3)2，PhNHCH3Si(OMe)3, PhNHCH3Si(OEt)3,H2N(CH2)4NHCH2Si(OEt)3，H2N(CH2)4NHCH2Si(OMe)3, H2NC3H6Si(OMe)3, H2NC3H6Si(OEt)3, MeHNC3H6Si(OEt)3, PhNHC3H6Si(OMe)3, H2N(CH2CH2NH)2(CH2)3Si(OCH3)2, H2NC6H4Si(OMe)3,
H2NC3H6OCMe2 CH=CHSi(OMe)3, H2NC2H4NHCH2 C6H4CH2CH2Si(OMe)3.
所述的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂用化学式表达为
NH2(CH2)3Si(R1)2[Si(R)2O]mC(R1)2Si(CH2)3NH2.
其中R=甲基，乙烯基，苯基,-F。R1=甲氧基，乙氧基。 1<m<7000。
所述的常温下液态环氧树脂为脂肪族环氧树脂、芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂。
硅橡胶与γ氨基硅烷偶联剂反应的摩尔比为硅橡胶/γ氨基硅烷偶联剂=1/2-3.
所述的防锈颜料为防腐涂料常用的防锈颜料，所述的填料为防腐涂料常用的填料，所述的助剂为环氧树脂防腐涂料常用的助剂如消泡剂（2185消泡剂，BYK019, BYK093等）；分散剂：104S，BYK110，迪高Dispers 655等；流平剂：BYK306，BYK 378等；流变助剂：BYK420，聚酰胺蜡 ，BYK410，DeuRheo 2810等。其中树脂质量与颜料填料质量之比为1：1-2.5。
以A/B=1/0.5-2的配比制成防露点腐蚀涂料。
本发明的有益效果在于：
所用的涂料树脂是用硅橡胶通过γ氨基硅烷偶联剂反应，生成多氨基的环氧树脂固化剂。这种固化剂与环氧树脂反应生成具有空间网状结构的涂层材料。其中的环氧树脂链段与钢结构基材具有良好的粘结性，使得本发明制得的涂料附着力0级。其硅橡胶链段则由于相分离作用处于本涂层材料的上层，使本涂层材料具有优良的憎水性。酸性水在本涂层材料表面呈珠状而随烟气一起排出。达到防露点腐蚀的目的。用硅橡胶构成的涂层材料具有弹性，对烟气的冲蚀有良好的抗性。而且，用硅橡胶构成的涂层材料具有弹性，涂料柔韧性1级。弹性可满足热震要求。本发明所制成的涂层材料工作温度范围为-25℃－+250℃。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。本发明未特别声明部分的比例均为质量比，份数为质量份数。
一种硅橡胶改性的环氧树脂固化剂制备方法及其防露点腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）用硅橡胶与γ氨基硅烷偶联剂反应，在酸催化条件下，在30℃-80℃，反应1-5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。所述的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂用化学式表达为
NH2(CH2)3Si(R1)2[Si(R)2O]mC(R1)2Si(CH2)3NH2. 其中
R=甲基，乙烯基，苯基,-F。R1=甲氧基，乙氧基； 1<m<7000。
1）中所述的硅橡胶其化学结构式为
Figure 7762DEST_PATH_IMAGE001
式中X=-OH、Y=-CH=CH2 、-C6H5、-F。
2）以1）的生成物端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂为双组分环氧树脂涂料的B组分，常温下液态环氧树脂为双组分环氧树脂涂料的A组分，并在A组分中加入防锈颜料，填料，及其他助剂，制成双组分防露点腐蚀涂料，以A/B=1/0.5-2的配比制成防露点腐蚀涂料。
所述的常温下液态环氧树脂为脂肪族环氧树脂、芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂。其环氧基官能团数量可以是2，3，4或者更多。
在A组分中加入防锈颜料，填料，及其他助剂。所述的防锈颜料为防腐涂料常用的防锈颜料如磷酸锌，三聚磷酸铝，云母氧化铁等，所述的填料为防腐涂料常用的填料如钛白粉，超细沉淀硫酸钡，云母粉，二氧化硅、滑石粉等，所述的助剂为环氧树脂防腐涂料用的流平剂和颜料分散剂等。其中树脂质量与颜料填料质量之比为1：1-2.5。
实施例1
用硅橡胶(MQ1010)1份与H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)32份，在酸催化条件下（酸催化剂为37wt%盐酸，用量为反应体系的0.1wt%），在80℃反应1小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例2
用硅橡胶(MVQ1101)1份与H2NCH2CH2NH-(CH2)3SiMe(OCH3)23份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，30℃反应5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例3
用硅橡胶(MPVQ1201) 1份与PhNHCH3Si(OMe)32份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在80℃反应1小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例4
用硅橡胶（MPVQ1202）1份PhNHCH3Si(OEt)33份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在30℃反应5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例5
用硅橡胶(FMVQ1401) 1份， H2N(CH2)4NHCH2Si(OEt)32份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在80℃反应1小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例6
用硅橡胶(C156,SWS silicones)1份， H2N(CH2)4NHCH2Si(OMe)33份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在30℃反应5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例7
用硅橡胶DC-401,DOW Corning Corp.) 1份， H2N(CH2)4NHCH2Si(OEt)32份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在80℃反应1小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例8
用硅橡胶(SE-76,General Electric) 1份， H2N(CH2)4NHCH2Si(OMe)3,3份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在30℃反应5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例9
用硅橡胶(KE-76,越信化学工业株式会社) 1份， H2NC3H6Si(OMe)3,2份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在80℃反应1小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例10
用硅橡胶（KE-600，越信化学工业株式会社) 1份， H2NC3H6Si(OEt)3, 3份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在30℃反应5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例11
用硅橡胶(SE-30,General Electric) 1份， MeHNC3H6Si(OEt)3, 2份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在80℃反应1小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例12
用硅橡胶(FMVQ1402) 1份， PhNHC3H6Si(OMe)33份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在30℃反应5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例13
用硅橡胶(FMVQ1403)与1份， H2N(CH2CH2NH)2(CH2)3Si(OCH3)22份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在80℃反应1小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例14
用硅橡胶(FMVQ1402) 1份， H2NC6H4Si(OMe)33份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在30℃反应5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例15
用硅橡胶(FMVQ1403) 1份， H2NC3H6OCMe2 CH=CHSi(OMe)3,2份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在80℃反应1小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
实施例16
用硅橡胶(FMVQ1401) 1份， H2NC2H4NHCH2C6H4CH2CH2Si(OMe)33份，在0.1%盐酸(37%)催化条件下，在30℃反应5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。
上述实施例所合成的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂的性能如表1所示:
表1
Figure 268979DEST_PATH_IMAGE002
实施例17
常温下液态脂环族环氧树脂（环氧-269）1份中加入磷酸锌0.5份，0.5份超细沉淀硫酸钡，及0.01份BYK-333、0.01份BYK-331，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分。B组分为实施例1得到的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。A/B=1/1，常温下混合均匀，即为所述的防露点腐蚀涂料。
实施例18
常温下液态脂环族环氧树脂（环氧-206）1份中加入1份云母氧化铁，1份二氧化硅，及0.01份BYK-330、0.01份BYK-323，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分。B组分为实施例2得到的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。A/B=1/0.5，常温下混合均匀，即为所述的防露点腐蚀涂料。
实施例19
常温下液态脂环族环氧树脂（环氧-201）1份中加入0.5份三聚磷酸铝，0.5份钛白粉，及0.01份BYK-346、0.01份BYK-2150，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分。B组分为实施例3得到的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。A/B=1/2，常温下混合均匀，即为所述的防露点腐蚀涂料。
实施例20
常温下液态脂肪族环氧树脂（1,2-环氧-4-乙烯基环己烷（UVR-6100））1份中加入1份磷酸锌，1份云母粉，及0.01份BYK-344、0.01份BYK-R605、，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分。B组分为实施例4得到的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。A/B=1/1，常温下混合均匀，即为所述的防露点腐蚀涂料。
实施例21
常温下液态脂肪族环氧树脂（3,4-环氧环己烷羧酸甲酯（S-30））1份中加入0.5份磷酸锌，0.5份硅微粉，及0.01份BYK-344、0.01份BYK-R605，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分。B组分为实施例5得到的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。A/B=1/0.5，常温下混合均匀，即为所述的防露点腐蚀涂料。
实施例22
常温下液态脂肪族环氧树脂四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯（S-182）（CY183）1份中加入1份三聚磷酸铝，1份云母氧化铁，及0.01份BYK-344、0.01份BYK-R605，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分。B组分为实施例6得到的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。A/B=1/2，常温下混合均匀，即为所述的防露点腐蚀涂料。
实施例23
常温下液态芳香族环氧树脂CYD-128T971份中加入0.5份三聚磷酸铝，0.5份钛白粉，及0.01份BYK-088、0.01份BYK-410，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分。B组分为实施例7得到的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。A/B=1/1，常温下混合均匀，即为所述的防露点腐蚀涂料。
实施例24
常温下液态芳香族环氧树脂（CYDCN-195）1份中加入1份磷酸锌，1份钛白粉，及0.01份BYK-A500、0.01份BYK-320，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分。B组分为实施例8得到的端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂。A/B=1/0.5，常温下混合均匀，即为所述的防露点腐蚀涂料。
上述实施例17-实施例24所制成的防露点腐蚀涂料性能如表2
表2
Figure 203437DEST_PATH_IMAGE003

Claims (7)

1.一种防露点腐蚀涂料的制备方法，其特征在于：
用硅橡胶与γ氨基硅烷偶联剂反应，在30℃-80℃，反应1-5小时，生成端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂；
以步骤1）的生成物端氨基硅橡胶环氧树脂固化剂为双组分环氧树脂涂料的B组分；常温下液态环氧树脂中加入防锈颜料、填料和助剂，制成双组分防露点腐蚀涂料的A组分；其中A/B=1/0.5-2。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的硅橡胶为二甲基硅橡胶，甲基乙烯硅橡胶，甲基苯基乙烯硅橡胶，氟硅橡胶，室温硫化硅橡胶或液体硅橡胶。
3.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述的γ氨基硅烷偶联剂为H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3、H2NCH2CH2NH-(CH2)3SiMe(OCH3)2、PhNHCH3Si(OMe)3、PhNHCH3Si(OEt)3、H2N(CH2)4NHCH2Si(OEt)3、H2N(CH2)4NHCH2Si(OMe)3、H2NC3H6Si(OMe)3、H2NC3H6Si(OEt)3、MeHNC3H6Si(OEt)3、PhNHC3H6Si(OMe)3、H2N(CH2CH2NH)2(CH2)3Si(OCH3)2、H2NC6H4Si(OMe)3、H2NC3H6OCMe2CH=CHSi(OMe)3或 H2NC2H4NHCH2 C6H4CH2CH2Si(OMe)3。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于；所述的常温下液态环氧树脂为脂肪族环氧树脂、芳香族环氧树脂或脂环族环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：硅橡胶与γ氨基硅烷偶联剂反应的摩尔比为硅橡胶/γ氨基硅烷偶联剂=1/2-3。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于：所述的防锈颜料为防腐涂料常用的防锈颜料，所述的填料为防腐涂料常用的填料，所述的助剂为环氧树脂防腐涂料用流平剂和颜料分散剂。
7.由权利要求1至6任一项制备方法制备得到的防露点腐蚀涂料。
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