CN113292901A - 用于高炉煤气发电机叶片的防腐涂料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于高炉煤气发电机叶片的防腐涂料及其制备方法和用途,防腐涂料包括重量比为100:20~40的A组分和B组分;A组分的原料包括环氧树脂、玻璃鳞片、颜填料、消泡剂、流平剂、触变剂、第一附着力促进剂和第一溶剂,环氧树脂包括重量比为4~6:1的双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂,双酚A型环氧树脂的环氧当量为185~210 g/mol,酚醛环氧树脂的环氧当量为175~210 g/mol,玻璃鳞片的粒径为200~800目,以及玻璃鳞片的径厚比为至少90;B组分的原料包括环氧固化剂、第二附着力促进剂和第二溶剂,环氧固化剂包括重量比为4~6:1酚醛胺环氧固化剂和改性胺环氧固化剂。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域,特别涉及用于高炉煤气发电机叶片的防腐涂料及其制备方法和用途。
背景技术
目前国内的炼钢厂普遍采用高炉冶炼的方法,生产过程中会产生大量的高炉煤气。由于高炉煤气是一种低热值的气体燃料,因此钢铁企业都会把它充分利用起来。高炉煤气不仅可以作为加热燃料使用,还能用于发电等其它用途,利用炼钢过程中产生的这部分副产能源不仅可以降低企业的能源消耗,还将改善钢铁企业对周边环境的污染。
通过高炉煤气发电的电机设备上有高速旋转的金属叶片,叶片表面需要做一定的防腐处理,否则在高炉煤气的高温(80℃以上)、高腐蚀(盐酸/硫酸)、高磨损(烟尘冲击)条件下,叶片很快将被腐蚀破坏掉,影响发电机的动平衡,进而影响发电机的发电效率。
为了防止高炉煤气发电机叶片出现腐蚀,常用的防腐措施主要分为三个方面:提高钢材本身的耐腐蚀性;使用有机、无机涂层和金属镀层;外加防腐药剂。相比较而言,在叶片表面涂覆高性能的防腐涂层是目前最经济而有效的方法。目前市面上针对高炉煤气发电机叶片防腐的涂料产品种类繁多,有无机陶瓷涂料、玻璃鳞片涂料、环氧涂料等,但防腐效果往往是顾此失彼,尤其是对于高炉煤气这种腐蚀介质非常复杂的情况,防腐性能更是大打折扣,普遍的防腐寿命为3-4个月。涂料失效后,需要定期停电维护,维护成本极高。
针对现有的高炉煤气发电机叶片防腐涂料产品,无机陶瓷涂料虽然耐温性和耐磨性较好,但耐酸性一般;现有玻璃鳞片涂料涂层整体的屏蔽性一般,耐酸性也一般;环氧涂料通常采用双酚A型环氧树脂和常规胺类固化剂,涂层耐温性一般。
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷,提供用于高炉煤气发电机叶片的防腐涂料及其制备方法和用途,本发明的防腐涂料具有优异的耐酸性、耐磨性和耐温性,用于高炉煤气发电机叶片,具有提高的防腐寿命。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
第一方面,本发明提供了用于高炉煤气发电机叶片的防腐涂料,其中,所述防腐涂料包括A组分和B组分,A组分和B组分的重量比为100:20~40;其中,
所述A组分的原料包括20~50重量份环氧树脂、20~40重量份玻璃鳞片、20~40重量份颜填料、0~0.5重量份消泡剂、0~1.0重量份流平剂、0~3重量份触变剂、0~3重量份(优选1~3重量份)第一附着力促进剂和5~20重量份第一溶剂,所述环氧树脂包括重量比为4~6:1的双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂,所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为185~210g/mol,所述酚醛环氧树脂的环氧当量为175~210g/mol,所述玻璃鳞片的粒径为200~800目,以及所述玻璃鳞片的径厚比为至少90;
所述B组分的原料包括70~90重量份环氧固化剂、0~3重量份(优选1~3重量份)第二附着力促进剂和5~30重量份第二溶剂,所述环氧固化剂包括重量比为4~6:1酚醛胺环氧固化剂和改性胺环氧固化剂。
本发明中,术语“改性胺环氧固化剂”,又称为“改性胺固化剂”或“改性胺”,是一种用于环氧树脂等固化的改性胺类固化剂。
针对用于高炉煤气发电机叶片的防腐涂料而言,酸性介质腐蚀、高温、高磨损是最主要的三个破坏因素。
本发明的防腐涂料具有优异的耐酸性、耐磨性和耐温性。特别地,本发明的防腐涂料中,采用特定比例的双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂,具有改进的耐温性。如果双酚A型环氧树脂含量过高,而酚醛环氧树脂含量过低,防腐涂料耐温性下降;反之,双酚A型环氧树脂含量过小,而酚醛环氧树脂含量过高,防腐涂料固化形成的涂膜的硬度过高发脆,涂膜附着力下降。进一步地,双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂的环氧当量低于下限值时,涂膜因交联密度过高而发脆,影响涂膜的附着力;反之,双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂的环氧当量高于上限值时,涂膜交联密度过低,影响涂膜的硬度和耐酸性。
本发明人发现,采用具有特定的径厚比的玻璃鳞片,涂膜具有改进的屏蔽性。不希望受理论限制,认为防腐涂料固化形成的涂膜中具有交叉排列的玻璃鳞片,腐蚀介质渗透涂膜时,路径受到层层阻隔,具有优异的抗渗透性能,进而可以提升涂膜整体的屏蔽性和耐酸性。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,术语“双酚A型环氧树脂”是指双酚A与环氧氯丙烷反应形成的环氧树脂,术语“酚醛环氧树脂”是指酚醛树脂与环氧氯丙烷反应形成的环氧树脂。
适合用于本发明的双酚A型环氧树脂中不挥发物含量为98~100重量%,25℃下粘度优选为10000~15000mPa·S,色泽号优选为0-2。
适合用于本发明的酚醛环氧树脂中不挥发物含量为98~100重量%,50℃下粘度优选为30000~50000mPa·S,色泽号优选为0-3。
所述双酚A型环氧树脂和所述酚醛环氧树脂中不挥发物含量过低,制备涂料的VOC含量较高,不符合国家的节能减排环保政策;粘度过低,所需要的触变剂量过大,影响涂料的耐酸性,粘度过高,取出双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂需要加热,甚至需要提高加热温度或延长加热时间,使得涂料制备工艺变得比较复杂;色泽号过高,会影响涂膜的颜色一致性。
本发明中,术语“径厚比”是指玻璃鳞片面上从一端到另一端的最大直线距离与厚度的比值。换言之,径厚比为玻璃鳞片的边缘两端点之间的最大直线距离与其厚度的比值。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,本发明对玻璃鳞片的形状没有特殊限定,可以采用本领域中任何已知形状的玻璃鳞片,只要达到本发明中限定的规格即可。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,本发明可以使用选自200目、300目、400目、500目、600目、700目和800目中的一种或多种的玻璃鳞片。本发明人发现,玻璃鳞片的分散性和径厚比可以影响防腐涂料的屏蔽性和耐酸性,并且玻璃鳞片径厚比越大,屏蔽性越好。
在一些实施方案中,所述玻璃鳞片的粒径为300~500目,所述玻璃鳞片的径厚比为90~110。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述玻璃鳞片为钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片。采用钛酸酯偶联剂对玻璃鳞片进行表面改性,可以提高玻璃鳞片在涂料中的分散性。
所述钛酸酯偶联剂可以为单烷氧基型钛酸酯偶联剂、单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂、整合型钛酸酯偶联剂或配位体型钛酸酯偶联剂,优选为单烷氧基型钛酸酯偶联剂。在一些具体实施方案中,所述钛酸酯偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯(TTS)。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,以玻璃鳞片的重量计,所述钛酸酯偶联剂的用量为1~3重量%。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片可以商购得到,也可以自制。在一些实施方案中,所述钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片由包括以下步骤的方法制得:(1)在60~80℃下,玻璃鳞片在浓度为3~8重量%,如5重量%的NaOH水溶液中浸泡,洗涤得到清洗后的玻璃鳞片;(2)将步骤(1)中制得的清洗后的玻璃鳞片置于浓度为10~20重量%的钛酸酯偶联剂的汽油溶液中浸泡,经过滤和烘干,得到钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片。
本发明中,步骤(1)中浸泡的时间为15~45分钟,洗涤至pH为7~8。
本发明中,步骤(2)中浸泡在室温下进行,浸泡的时间优选为15~45分钟。另外,本发明中,步骤(2)中烘干的温度可以为80~100℃。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述A组分的原料还包括1~3重量份端羧基丁腈橡胶。本发明人发现,在防腐涂料中引入端羧基丁腈橡胶,进一步改善了耐磨性。不希望受理论限制,认为,端羧基丁腈橡胶在固化过程中,作为橡胶相析出,均匀分散在环氧树脂基体中,析出的端羧基丁腈橡胶可以与玻璃鳞片共同作用,提高了涂膜的耐冲击性能,进而改善了涂膜的耐磨性。
适合用于本发明的端羧基丁腈橡胶为液体端羧基丁腈橡胶,丙烯腈含量优选为25~30重量%,羧值为0.4~0.5mmol/g。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述颜填料选自氧化铁颜料、磷酸锌、有机蜡粉、滑石粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡和云母粉中的一种或多种。
在一些具体实施方案中,所述A组分包括4~6重量份氧化铁红、8~10重量份磷酸锌、1~3重量份有机蜡粉、2~5重量份滑石粉和2~10重量份沉淀硫酸钡。其中氧化铁红和磷酸锌为涂膜提供物理防锈和化学防锈功能,有机蜡粉可以提高涂膜的表面爽滑性、耐磨性和耐污性。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述消泡剂选自破泡聚硅氧烷溶液和不含有机硅的破泡聚合物溶液中的一种或多种。本发明的防腐涂料粘度通常较高,需要消泡能力较强的消泡剂,优选不含有机硅的破泡聚合物溶液为消泡剂。例如,可以采用购自毕克化学公司的、商品名为BYK-052N或BYK-051N的不含有机硅的破泡聚合物溶液。
使用时,所述A组分的原料包括0.1~0.5重量份,优选地0.2~0.5重量份消泡剂。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述流平剂选自聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液、聚丙烯酸酯溶液、丙烯酸酯共聚物溶液和氟改性丙烯酸酯共聚物溶液中的一种或多种。本发明的防腐涂料需要具有耐温性,优选聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液为流平剂,例如购自毕克化学公司的商品名为BYK-310或BYK-313的流平剂。
使用时,所述A组分的原料包括0.2~1.0重量份,优选地0.2~0.3重量份流平剂。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述触变剂选自有机膨润土、氢化蓖麻油、气相二氧化硅、改性脲和聚酰胺中的一种或多种。本发明的防腐涂料需要厚涂,涂料需要较强的触变性,优选聚酰胺为触变剂,例如,购自毕克化学公司的、商品名为BYK-431或BYK-430的触变剂。
使用时,所述A组分的原料包括0.5~3重量份,优选地1~2.5重量份触变剂。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述第一附着力促进剂选自N-(β-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。例如,购自道康宁公司的、商品名为6040的附着力促进剂(缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷)。
使用时,所述A组分的原料包括1~3重量份第一附着力促进剂。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述第一溶剂为芳香烃溶剂和醇溶剂的混合物。所述芳香烃溶剂选自甲苯和二甲苯中的至少一种。所述醇溶剂选自丙醇和丁醇中的至少一种。在一些实施方案中,所述第一溶剂为二甲苯和丁醇的混合物,其中,二甲苯的沸点范围为130~150℃,丁醇的沸点范围为110~130℃。
所述第一溶剂中芳香烃溶剂和醇溶剂的重量比为2~4:1。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,据认为,酚醛胺环氧固化剂可以提供优异耐酸性和耐温性,以及涂膜快速固化能力;改性胺环氧固化剂可以提供涂膜优异的柔韧性和基材附着力,以及调节涂膜固化的速度。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,术语“酚醛胺环氧固化剂”,又称为“酚醛胺固化剂”或“酚醛胺”,通常是指由酚和/或醛与胺发生曼尼希反应制备的环氧固化剂。本发明对酚醛胺环氧固化剂没有特别限制,可以采用本领域中任何已知的酚醛胺环氧固化剂。
在一些实施方案中,所述酚醛胺环氧固化剂为基于烃基酚的酚醛胺环氧固化剂,以及在一些实施方案中,所述酚醛胺环氧固化剂为基于腰果酚的酚醛胺环氧固化剂。适合用于本发明的酚醛胺环氧固化剂可以是购自卡德莱公司的的那些,例如商品名为LITE2010LV、NC-557、NC-566、NX-5454和NX-5198的酚醛胺环氧固化剂,优选为商品号为NX-5454的酚醛胺环氧固化剂。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述改性胺环氧固化剂选自改性脂环胺环氧固化剂、改性脂肪胺环氧固化剂和改性芳香胺环氧固化剂中的一种或多种。
在一些实施方案中,采用购自亨斯迈公司的牌号为Aradur的改性胺固化剂和改性芳香胺固化剂,优选牌号为Aradur的改性胺固化剂。例如,商品名为Aradur 2963、Aradur2965、Aradur 3225和Aradur3233的改性胺固化剂;商品名为Aradur 850的改性芳香胺固化剂。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述第二附着力促进剂可以与第一附着力促进剂相同或不同,可以选自N-(β-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。例如,购自道康宁公司的、商品名为6020的附着力促进剂(N-(β-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷)。
使用时,所述B组分的原料包括1~3重量份第二附着力促进剂。
根据本发明提供的防腐涂料,其中,所述第二溶剂为芳香烃溶剂和醇溶剂的混合物。所述芳香烃溶剂选自甲苯和二甲苯中的至少一种。所述醇溶剂选自丙醇和丁醇中的至少一种。在一些实施方案中,所述第二溶剂为二甲苯和丁醇的混合物,其中,二甲苯的沸点范围为130~150℃,丁醇的沸点范围为110~130℃。
所述第二溶剂中芳香烃溶剂和醇溶剂的重量比为2~4:1。
第二方面,本发明提供了所述防腐涂料的制备方法,其中,所述制备方法包括以下步骤:
S100、将A组分的原料混合、分散,制得A组分;
S200、将B组分的原料混合、分散,制得B组分。
根据本发明提供的制备方法,其中,步骤S100依次包括以下步骤:
S101、向配有高速搅拌机的容器中加入第一溶剂;
S102、在转速为300~500rpm的搅拌条件下,依次加入双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、任选的端羧基丁腈橡胶、消泡剂、流平剂和第一附着力促进剂,搅拌10~15分钟;
S103、在转速为500~800rpm的搅拌条件下,依次加入触变剂和颜填料,搅拌直至没有粉料漂浮于料浆表面,将转速提高到800~1000rpm,保持20~30分钟得到预混合物料;
S104、将预混合物料送至卧式砂磨机中进行研磨,研磨至细度60μm以下,得到研磨好的物料;在转速为500~800rpm的搅拌条件下,将玻璃鳞片加到研磨好的物料中并搅拌15~20分钟,得到分散后的物料;
S105、将分散后的物料过60目的滤网,得到A组分。
根据本发明提供的制备方法,其中,步骤S200依次包括以下步骤:
S201、向配有高速搅拌机的容器中加入第二溶剂;
S202、在转速为300~500rpm的搅拌条件下,依次加入酚醛胺环氧固化剂、改性胺环氧固化剂和第二附着力促进剂,搅拌15~20分钟,过200目滤网,得到B组分。
第三方面,本发明还提供了防腐涂料在高炉煤气发电机叶片防腐中的应用。
根据本发明提供的应用,其中,所述应用包括:将A组分和B组分按比例混合,搅拌均匀后,通过高压无气喷涂、空气喷涂、刷涂或辊涂的方式施加到高炉煤气发电机叶片,并固化。
根据本发明提供的应用,其中,所述高压无气喷涂的参数如下:喷孔宽幅为0.4~0.6mm,喷出压力为20~30MPa,以防腐涂料的重量计,稀释剂用量为0-5重量%,优选1-3重量%。
根据本发明提供的应用,其中,所述空气喷涂的参数如下:喷孔宽幅为3~4mm,喷出压力为0.3~0.5MPa,以防腐涂料的重量计,稀释剂用量为0-15重量%,优选5-10重量%。
根据本发明提供的应用,其中,所述刷涂或辊涂的参数如下:以防腐涂料的重量计,稀释剂用量为0-5重量%,优选1-3重量%。
根据本发明提供的应用,其中,所述稀释剂选自邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯和苯二甲酸二烯丙酯中的一种或多种。
本发明具有以下优势:本发明的防腐涂料具有优异的耐酸性、耐磨性和耐温性,用于高炉煤气发电机叶片,具有提高的防腐寿命。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例和对比例中采用原料如表1所示。然而,实施例和对比例中所采用的原料不限于表1所示的原料,其中实施例和对比例可以在括号中标出所用原料。
表1原料
实施例1~5
1、制备A组分
1.1、向配有高速搅拌机的容器中加入第一溶剂。
1.2、在转速为400rpm的搅拌条件下,依次加入双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、端羧基丁腈橡胶、消泡剂、流平剂和第一附着力促进剂,搅拌15分钟。
1.3、在转速为650rpm的搅拌条件下,依次加入触变剂和颜填料,搅拌直至没有粉料漂浮于料浆表面(约20分钟),将转速提高到900rpm,使料浆以轴为中心形成漩涡,保持25分钟,以对各种粉料进行充分的润湿分散,得到预混合物料。
1.4、将预混合物料送至卧式砂磨机中进行研磨,研磨至细度60μm以下,得到研磨好的物料;在转速为650rpm的搅拌条件下,将玻璃鳞片加到研磨好的物料中并搅拌20分钟,得到分散后的物料。
1.5、将分散后的物料过60目的滤网,得到组分A。
2、制备B组分
2.1、向配有高速搅拌机的容器中加入第二溶剂;
2.2、在转速为400rpm的搅拌条件下,依次加入酚醛胺环氧固化剂、改性胺环氧固化剂和第二附着力促进剂,搅拌20分钟,过200目滤网,得到组分B。
实施例1~5的防腐涂料的配方见表2。
表2实施例1~5的防腐涂料的配方(重量份)
实施例6
采用与实施例3基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:将玻璃鳞片过500目筛,得到500目的玻璃鳞片,将其代替300目的玻璃鳞片。
实施例7
采用与实施例3基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:步骤1.2中端羧基丁腈橡胶的用量为3重量份。
实施例8
采用与实施例7基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:采用钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片代替玻璃鳞片。
钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片的制备方法如下:
(1)在70℃下,将玻璃鳞片在浓度为5重量%的NaOH水溶液中浸泡为30分钟,洗涤至pH为7~8,得到清洗后的玻璃鳞片。
(2)将步骤(1)中制得的清洗后的玻璃鳞片置于浓度为15重量%的三异硬脂酰基钛酸异丙酯的汽油溶液中浸泡20分钟,过滤后在90℃烘干,得到钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片。
称量处理前后玻璃鳞片的重量,基于处理前玻璃鳞片的重量计,所述钛酸酯偶联剂的量为2重量%。
实施例9
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:采用双酚A型环氧树脂3代替双酚A型环氧树脂1,采用酚醛环氧树脂2代替酚醛环氧树脂1。
实施例10
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:步骤1.2中端羧基丁腈橡胶的用量为2重量份;采用钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片代替玻璃鳞片。钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片的制备方法同实施例7。
对比例1
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:双酚A型环氧树脂1的用量为30重量份,酚醛环氧树脂1的用量为0。
对比例2
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:双酚A型环氧树脂1的用量为0,酚醛环氧树脂1的用量为30。
对比例3
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:采用双酚A型环氧树脂2(环氧当量为450~560g/mol)代替双酚A型环氧树脂1。
对比例4
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:步骤2.2中酚醛胺环氧固化剂的用量为75重量份,改性胺环氧固化剂的用量为0。
对比例5
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:步骤2.2中酚醛胺环氧固化剂的用量为0,改性胺环氧固化剂的用量为75重量份。
对比例6
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:将购自东鹏公司的商品名为DPS-2109的线性双酚A酚醛树脂(羟基当量118~122g/eq,熔融粘度15~30(150℃),色度小于等于2)来代替酚醛环氧树脂1。
对比例7
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:酚醛环氧树脂1的用量为15重量份。
对比例8
采用与实施例1基本相同的方法制备防腐涂料,不同之处仅在于:采用购自文安天荣的300目的径厚比为60的玻璃鳞片代替原玻璃鳞片。
实施例1~9和对比例1~8的A组分和B组分按比例混合,搅拌均匀后,进行测试。主要技术指标及测试方法见表3。
表3防腐涂料的技术指标和测试方法
测试所采用的测试样板的制备见表4。
表4测试样板的制备
实施例1~9和对比例1~8的防腐涂料的性能测试结果见表5~7。
表5实施例1~4的防腐涂料的性能
表6实施例5~9的防腐涂料的性能
表7对比例1~8的防腐涂料的性能
由表5-6可以看出,由实施例1~9制得的防腐涂料性能均可以满足技术指标要求。由表7可知,对比例1由于环氧树脂全部采用了双酚A型环氧树脂,涂膜的耐温性较差,80℃下耐酸性能未达到要求;对比例2由于环氧树脂全部采用了酚醛环氧树脂,涂膜固化后的硬度过高,内应力增大,基材附着力变差,未达到要求;对比例3由于将双酚A型环氧树脂1换为双酚A型环氧树脂2(南通星辰0191-75X),树脂的环氧当量过高,导致最终涂膜的交联密度较低,涂膜的硬度和耐酸性较差,树脂的不挥发物含量为75%,含有较多的溶剂,导致最终涂料的VOC含量超过200g/L,未达到要求;对比例4由于环氧固化剂全部采用了酚醛胺环氧固化剂,涂料的固化速度过快,23℃下的适用期不超过2小时,未达到要求;对比例5由于环氧固化剂全部采用了改性胺环氧固化剂,涂膜的硬度、耐磨性、耐酸性较差,未达到要求。最优选的,例如,实施例8,进一步地,在所述防腐涂料中加入端羧基丁腈橡胶,并且所述玻璃鳞片采用酞酸酯偶联剂改性,漆膜的表干时间适中,有利于施工,实干时间缩短,耐磨性和附着力显著提高,且适用期长,VOC含量降低。
另外,由实施例1和对比例7可以看出,当双酚A型环氧树脂与酚醛环氧树脂过小时,耐磨性和附着力均不符合要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。
Claims (10)
1.用于高炉煤气发电机叶片的防腐涂料,其中,所述防腐涂料包括A组分和B组分,A组分和B组分的重量比为100:20~40;其中,
所述A组分的原料包括20~50重量份环氧树脂、20~40重量份玻璃鳞片、20~40重量份颜填料、0~0.5重量份消泡剂、0~1.0重量份流平剂、0~3重量份触变剂、0~3重量份第一附着力促进剂和5~20重量份第一溶剂,所述环氧树脂包括重量比为4~6:1的双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂,所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为185~210g/mol,所述酚醛环氧树脂的环氧当量为175~210g/mol,所述玻璃鳞片的粒径为200~800目,以及所述玻璃鳞片的径厚比为至少90;
所述B组分的原料包括70~90重量份环氧固化剂、0~3重量份第二附着力促进剂和5~30重量份第二溶剂,所述环氧固化剂包括重量比为4~6:1酚醛胺环氧固化剂和改性胺环氧固化剂。
2.根据权利要求1所述的防腐涂料,其中,所述双酚A型环氧树脂的25℃下粘度为10000~15000mPa·S;所述酚醛环氧树脂的50℃下粘度为30000~50000mPa·S;
优选地,所述玻璃鳞片的粒径为300~500目,所述玻璃鳞片的径厚比为90~110;
优选地,所述玻璃鳞片为钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片;
更优选地,所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂、单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂、整合型钛酸酯偶联剂或配位体型钛酸酯偶联剂,例如三异硬脂酰基钛酸异丙酯;
更优选地,以玻璃鳞片的重量计,所述钛酸酯偶联剂的用量为1~3重量%;
更优选地,所述钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片由包括以下步骤的方法制得:(1)在60~80℃下,玻璃鳞片在浓度为3~8重量%,如5重量%的NaOH水溶液中浸泡,洗涤得到清洗后的玻璃鳞片;(2)将步骤(1)中制得的清洗后的玻璃鳞片置于浓度为10~20重量%的钛酸酯偶联剂的汽油溶液中浸泡,经过滤和烘干,得到钛酸酯偶联剂改性的玻璃鳞片。
3.根据权利要求1或2所述的防腐涂料,其中,所述A组分的原料还包括2~5重量份端羧基丁腈橡胶;
优选地,所述端羧基丁腈橡胶为液体端羧基丁腈橡胶,丙烯腈含量优选为25~30重量%,羧值为0.4~0.5mmol/g。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的防腐涂料,其中,所述颜填料选自氧化铁颜料、磷酸锌、有机蜡粉、滑石粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡和云母粉中的一种或多种;
优选地,所述A组分包括4~6重量份氧化铁红、8~10重量份磷酸锌、1~3重量份有机蜡粉、2~5重量份滑石粉和2~10重量份沉淀硫酸钡。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的防腐涂料,其中,所述A组分的原料包括0.1~0.5重量份,优选地0.2~0.5重量份消泡剂;
优选地,所述消泡剂选自破泡聚硅氧烷溶液和不含有机硅的破泡聚合物溶液中的一种或多种;
优选地,所述A组分的原料包括0.2~1.0重量份,优选地0.2~0.3重量份流平剂;更优选地,所述流平剂选自聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液、聚丙烯酸酯溶液、丙烯酸酯共聚物溶液和氟改性丙烯酸酯共聚物溶液中的一种或多种;
优选地,所述A组分的原料包括0.5~3重量份,优选地1~2.5重量份触变剂;更优选地,所述触变剂选自有机膨润土、氢化蓖麻油、气相二氧化硅、改性脲和聚酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的防腐涂料,其中,所述第一附着力促进剂和所述第二附着力促进剂各自独立地选自N-(β-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种;
优选地,所述A组分的原料包括1~3重量份第一附着力促进剂;
优选地,所述B组分的原料包括1~3重量份第二附着力促进剂;
优选地,所述第一溶剂和所述第二溶剂各自独立地为芳香烃溶剂和醇溶剂的混合物;更优选地,所述芳香烃溶剂选自甲苯和二甲苯中的至少一种,所述醇溶剂选自丙醇和丁醇中的至少一种;进一步优选地,所述第一溶剂和所述第二溶剂各自独立地为二甲苯和丁醇的混合物,其中二甲苯和丁醇重量比为2~4:1。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的防腐涂料,其中,所述酚醛胺环氧固化剂为购自卡德莱公司的、商品名为NX-5454的酚醛胺环氧固化剂,所述改性胺环氧固化剂选自改性脂环胺环氧固化剂、改性脂肪胺环氧固化剂和改性芳香胺环氧固化剂中的一种或多种。
8.权利要求1至7中任一项所述的防腐涂料的制备方法,其中,所述制备方法包括以下步骤:
S100、将A组分的原料混合、分散,制得A组分;
S200、将B组分的原料混合、分散,制得B组分。
9.根据权利要求8所述的防腐涂料的制备方法,其中,步骤S100依次包括以下步骤:
S101、向配有高速搅拌机的容器中加入第一溶剂;
S102、在转速为300~500rpm的搅拌条件下,依次加入双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、任选的端羧基丁腈橡胶、消泡剂、流平剂和第一附着力促进剂,搅拌10~15分钟;
S103、在转速为500~800rpm的搅拌条件下,依次加入触变剂和颜填料,搅拌直至没有粉料漂浮于料浆表面,将转速提高到800~1000rpm,保持20~30分钟得到预混合物料;
S104、将预混合物料送至卧式砂磨机中进行研磨,研磨至细度60μm以下,得到研磨好的物料;在转速为500~800rpm的搅拌条件下,将玻璃鳞片加到研磨好的物料中并搅拌15~20分钟,得到分散后的物料;
S105、将分散后的物料过60目的滤网,得到A组分;
优选地,步骤S200依次包括以下步骤:
S201、向配有高速搅拌机的容器中加入第二溶剂;
S202、在转速为300~500rpm的搅拌条件下,依次加入酚醛胺环氧固化剂、改性胺环氧固化剂和第二附着力促进剂,搅拌15~20分钟,过200目滤网,得到B组分。
10.权利要求1至7中任一项所述的防腐涂料的在高炉煤气发电机叶片防腐中的应用。
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