CN113717610A - 一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料及其制备方法，其中纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于按重量份包括以下组分：环氧树脂30‑65份、鳞片锌粉20‑50份、有机膨润土3‑8份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷3‑12份、纳米钛1‑5份、纳米二氧化钛5‑10份、氟碳乳液5‑15份、固化剂8‑20份、溶剂10‑50份。本发明组分及含量合适，通过加入纳米钛、鳞片锌粉，有效提高涂料防腐性和力学性能；同时可以增加鳞片锌粉涂层的导电性，进一步提高漆膜电化学防腐效果。

Description

一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防腐涂料技术领域，具体涉及一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料，本发明还涉及一种制备上述纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的方法。

背景技术

富锌涂料广泛用于管道、桥梁、车辆、化工设备、船舶等的防腐蚀。富锌涂料根据成膜物质不同可分为有机富锌涂料和无机富锌涂料。环氧富锌涂料是有机富锌涂料中最重要的一种。由于锌的电极电位低于铁的电极电位，故环氧富锌涂料中的锌可起到牺牲阳极保护作用；另一方面环氧富锌涂层也阻碍了腐蚀介质的渗透，使得环氧富锌涂料有非常好防腐蚀作用。

但现有环氧富锌涂料在应用中存在一些问题，一方面由于锌粉的相对密度大，在环氧树脂中极易沉底，导致涂料涂装时的附着力差、均匀性差；整体导电性不均匀；另一方面现有富锌涂料中锌含量一般超过70％以上，因此存在涂层较脆，耐冲击性能差等力学性能缺陷。

故此，现有的纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料以及其制备方式均有待于进一步完善。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种组分及含量合适，通过加入纳米钛、鳞片锌粉，有效提高涂料防腐性和力学性能；同时可以增加鳞片锌粉涂层的导电性，进一步提高漆膜电化学防腐效果的纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料。

本发明另一个目的提供一种制备上述纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的方法。

就纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料而言，为了达到上述目的，本发明采用以下方案：一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于按重量份包括以下组分：环氧树脂30-65份、鳞片锌粉20-50份、有机膨润土3-8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3-12份、纳米钛1-5份、纳米二氧化钛5-10份、氟碳乳液5-15份、固化剂8-20份、溶剂10-50份。

作为本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的另一种改进，所述环氧树脂为双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、溴改性二酚基丙烷环氧树脂、石墨烯改性环氧树脂中的一种或两种以上的混合物。

作为本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的另一种改进，所述石墨烯改性环氧树脂按以下方法制备：按重量份数将1-10份石墨烯、90-99份环氧树脂，放入分散罐中混合，同时加入0.1-0.5份BYK-110分散剂、0 .2-1.5份十二烷基苯磺酸钠进行高速分散，分散均匀后加入砂磨珠将浆料研磨至细度≤10μm。

作为本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的另一种改进，所述鳞片锌粉为HD-ZA型鳞片状锌粉。

作为本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的另一种改进，所述固化剂为胺类固化剂。

作为本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的另一种改进，所述胺类固化剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、N,N´-二乙氨基丙胺、盖脘二胺、β-羟乙基乙二胺中的一种或两种以上的混合物。

作为本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的另一种改进，所述溶剂为酯类溶剂或醇类溶剂。

作为本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的另一种改进，所述脂类溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯或醋酸异丙酯中的一种。

作为本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的另一种改进，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、苯甲醇、乙二醇中的一种。

就制备方法而言，为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种制备如权利要求1至9中任意一项所述纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、往环氧树脂中缓慢滴加氟碳乳液，升温至60-80℃，恒温反应10-40分钟，冷却至40-50℃，加入纳米二氧化钛超声处理15-20分钟，得混合乳液；

S2、将鳞片锌粉除油烘干处理后，加入纳米钛，在研磨机中搅拌研磨10-35分钟，过滤、烘干得纳米钛改性鳞片锌粉；

S3、将步骤S1中的混合乳液、步骤S2中的改性鳞片锌粉和有机膨润土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、固化剂、溶剂加入搅拌容器中900～1400rpm高速分散，时间为1-3小时，即可。

综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的组分及含量合适，使得产品防腐效果相对传统球状锌粉防腐效果好很多；纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料中添加了合适份量的纳米钛粉，从而能大大提高涂料防腐性和力学性能，同时可以增加鳞片锌粉涂层的导电性，进一步提高漆膜电化学防腐效果。本发明产品涂料施工时间放置部沉降，涂层均匀，漆面平滑，即可以作为底漆，也可以作为面漆。本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料成本低，性能稳定，不仅具有耐酸碱、盐等介质腐蚀的特有功能，还具有耐油、耐水、抗老化等特性，附着力强，抗冲击性好，柔韧性好。本发明纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料可以用于化工设备、油田管道、海洋设施、以及钢铁结构、门窗、扶梯、储罐、集装箱、桥梁、地下工程等防腐装饰。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1

一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料，按重量份包括以下组分：双酚F环氧树脂30份、HD-ZA型鳞片状锌粉20份、有机膨润土3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、纳米钛1份、纳米二氧化钛5份、氟碳乳液5份、乙二胺8份、乙酸乙酯10份。

实施例2

一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料，按重量份包括以下组分：氢化双酚A环氧树脂65份、HD-ZA型鳞片状锌粉50份、有机膨润土8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷12份、纳米钛5份、纳米二氧化钛10份、氟碳乳液15份、二乙烯三胺20份、甲醇50份。

实施例3

一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料，按重量份包括以下组分：羟甲基双酚A型环氧树脂50份、HD-ZA型鳞片状锌粉35份、有机膨润土5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷7份、纳米钛3份、纳米二氧化钛8份、氟碳乳液10份、β-羟乙基乙二胺14份、醋酸异丙酯30份。

实施例4

一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料，按重量份包括以下组分：环氧树脂为双酚F环氧树脂和溴改性二酚基丙烷环氧树脂的混合物65份、HD-ZA型鳞片状锌粉50份、有机膨润土8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷12份、纳米钛1份、纳米二氧化钛5份、氟碳乳液15份、乙二胺和N,N´-二乙氨基丙胺的混合物10份、乙二醇20份。

实施例5

一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料，按重量份包括以下组分：石墨烯改性环氧树脂65份、HD-ZA型鳞片状锌粉20份、有机膨润土8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷12份、纳米钛1份、纳米二氧化钛5份、氟碳乳液15份、N,N´-二乙氨基丙胺20份、乙酸戊酯50份。

其中石墨烯改性环氧树脂按以下方法制备：按重量份数将5份石墨烯、95份环氧树脂，放入分散罐中混合，同时加入0.1份BYK-110分散剂、0 .2份十二烷基苯磺酸钠进行高速分散，分散均匀后加入砂磨珠将浆料研磨至细度≤10μm。

本发明实施例1-5中的纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料，可以采用实施例6-8任意一种制备方法制备。

实施例6

本发明一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、往环氧树脂中缓慢滴加氟碳乳液，升温至60℃，恒温反应10分钟，冷却至40℃，加入纳米二氧化钛超声处理15分钟，得混合乳液；

S2、将鳞片锌粉除油烘干处理后，加入纳米钛，在研磨机中搅拌研磨10分钟，过滤、烘干得纳米钛改性鳞片锌粉；

S3、将步骤S1中的混合乳液、步骤S2中的改性鳞片锌粉和有机膨润土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、固化剂、溶剂加入搅拌容器中900rpm高速分散，时间为1小时，即可。

实施例7

本发明一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、往环氧树脂中缓慢滴加氟碳乳液，升温至80℃，恒温反应40分钟，冷却至50℃，加入纳米二氧化钛超声处理20分钟，得混合乳液；

S2、将鳞片锌粉除油烘干处理后，加入纳米钛，在研磨机中搅拌研磨35分钟，过滤、烘干得纳米钛改性鳞片锌粉；

S3、将步骤S1中的混合乳液、步骤S2中的改性鳞片锌粉和有机膨润土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、固化剂、溶剂加入搅拌容器中1400rpm高速分散，时间为3小时，即可。

实施例8

本发明一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、往环氧树脂中缓慢滴加氟碳乳液，升温至70℃，恒温反应25分钟，冷却至45℃，加入纳米二氧化钛超声处理18分钟，得混合乳液；

S2、将鳞片锌粉除油烘干处理后，加入纳米钛，在研磨机中搅拌研磨10-35分钟，过滤、烘干得纳米钛改性鳞片锌粉；

S3、将步骤S1中的混合乳液、步骤S2中的改性鳞片锌粉和有机膨润土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、固化剂、溶剂加入搅拌容器中1100rpm高速分散，时间为1-3小时，即可。

对比例1

环氧富锌底漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂45-75份、锌粉30-70

份、纳米氧化锌5-10份、纳米二氧化硅5-10份、纳米二氧化钛5-10份、乳化沥青5-15份、甲基硅酸钾5-10份、固化剂10-20份、溶剂10-50份；其中，环氧树脂为双酚F环氧树脂，乳化沥青的pH为10-12，固含量20-40％，固化剂为乙二胺。

对比例2

环氧云铁漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂50-80份、云母氧化铁灰38-56份、超细滑石粉5-12份、钛白粉8-15份、固化剂15-30份、溶剂20-30份；其中，环氧树脂为双酚F环氧树脂，固化剂为乙二胺。

上述实施例1-5及对比例1-2制备的防腐涂料性能比较如下表所示：

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于按重量份包括以下组分：环氧树脂30-65份、鳞片锌粉20-50份、有机膨润土3-8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3-12份、纳米钛1-5份、纳米二氧化钛5-10份、氟碳乳液5-15份、固化剂8-20份、溶剂10-50份。

2.根据权利要求1所述的一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于所述环氧树脂为双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、溴改性二酚基丙烷环氧树脂、石墨烯改性环氧树脂中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于所述石墨烯改性环氧树脂按以下方法制备：按重量份数将1-10份石墨烯、90-99份环氧树脂，放入分散罐中混合，同时加入0.1-0.5份BYK-110分散剂、0 .2-1.5份十二烷基苯磺酸钠进行高速分散，分散均匀后加入砂磨珠将浆料研磨至细度≤10μm。

4.根据权利要求1所述的一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于所述鳞片锌粉为HD-ZA型鳞片状锌粉。

5.根据权利要求1所述的一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于所述固化剂为胺类固化剂。

6.根据权利要求5所述的一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于所述胺类固化剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、N,N´-二乙氨基丙胺、盖脘二胺、β-羟乙基乙二胺中的一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于所述溶剂为酯类溶剂或醇类溶剂。

8.根据权利要求7所述的一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于所述脂类溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、 乙酸戊酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯或醋酸异丙酯中的一种。

9.根据权利要求7所述的一种纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料,其特征在于所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、苯甲醇、乙二醇中的一种。

10.一种制备如权利要求1至9中任意一项所述纳米钛改性鳞片锌粉防腐涂料的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、往环氧树脂中缓慢滴加氟碳乳液，升温至60-80℃，恒温反应10-40分钟，冷却至40-50℃，加入纳米二氧化钛超声处理15-20分钟，得混合乳液；

S2、将鳞片锌粉除油烘干处理后，加入纳米钛，在研磨机中搅拌研磨10-35分钟，过滤、烘干得纳米钛改性鳞片锌粉；

S3、将步骤S1中的混合乳液、步骤S2中的改性鳞片锌粉和有机膨润土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、固化剂、溶剂加入搅拌容器中900～1400rpm高速分散，时间为1-3小时，即可。