CN113757409A - 一种具有高耐腐蚀性的密封球阀及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高耐腐蚀性的密封球阀及其生产工艺,涉及密封球阀领域,通过首先制备防腐涂料,之后将输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯浸没于防腐涂料中,之后取出烘干,固化形成防腐涂层,经过打磨之后将表面具有防腐涂层输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯组装,得到该具有高耐腐蚀性的密封球阀;该密封球阀结构简单,易于生产与组装,通过将该密封球阀零部件上均固化形成防腐涂层,从而有效地将密封球阀进行保护,耐腐蚀性能明显提升,使用寿命长,解决了现有的球阀耐腐蚀性能不佳,在酸性、碱性的条件下易于腐蚀,导致球阀密封性严重下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及密封球阀领域,具体涉及一种具有高耐腐蚀性的密封球阀及其生产工艺。
背景技术
阀门在现代社会被广泛的应用,特别是在水暖管件技术领域,现有技术的阀门有很多种,主要有球阀、角阀、截止阀等,其中球阀结构较为简单,球阀的阀芯整体上呈对称的球状结构,中间有一个贯通整体的圆柱状通孔,在阀芯的外球面中心位置处横向开有一个和阀杆相连接阀杆槽,工作时转动阀杆使阀芯的圆柱状通孔对准球阀的进出口,停止工作的时候,反向转动阀杆使阀芯的球面对准球阀的进出口。即由于球阀的操作较为简便,在阀门技术领域应用的非常广泛;
但现有的球阀耐腐蚀性能不佳,在酸性、碱性的条件下易于腐蚀,导致球阀密封性严重下降,因此,亟需一种具有高耐腐蚀性的密封球阀及其生产工艺来解决以上问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题,本发明的目的在于提供一种具有高耐腐蚀性的密封球阀及其生产工艺:通过首先制备防腐涂料,之后将输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯浸没于防腐涂料中,之后取出烘干,固化形成防腐涂层,经过打磨之后将表面具有防腐涂层输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯组装,得到该具有高耐腐蚀性的密封球阀,解决了现有的球阀耐腐蚀性能不佳,在酸性、碱性的条件下易于腐蚀,导致球阀密封性严重下降的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,包括输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯,所述输入端外壳体、输出端外壳体的一端通过螺栓连接,所述输出端外壳体的顶部转动安装有手柄,所述手柄的一端贯穿至输出端外壳体的内腔且连接至球阀阀芯的顶部连接,所述球阀阀芯转动安装在输出端外壳体的内腔中,所述输入端外壳体、输出端外壳体以及球阀阀芯的内腔连通;
该具有高耐腐蚀性的密封球阀由以下步骤制备得到:
步骤一:按照重量份称取改性环氧树脂40-60份、丙烯酸5-15份、甲基丙烯酸甲酯50-100份、丙烯酸丁酯40-50份、十六烷3-8份、壬基酚聚氧乙烯醚4-8份、二叔丁基过氧化物12-18份、润湿分散剂1.2-3.5份、消泡剂1.2-3.0份、成膜助剂8-16份、固化剂1.5-8.5份以及碳纳米管10-30份,备用;
步骤二:将改性环氧树脂、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十六烷以及壬基酚聚氧乙烯醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中,在温度为20-30℃,搅拌速率为400-600r/min的条件下搅拌30-50min,之后在搅拌速率为1500-3000r/min的条件下剪切15-20min,之后边搅拌边逐滴加入二叔丁基过氧化物,控制滴加速率为1滴/s,滴加完毕后升温至60-70℃的条件下继续恒温搅拌2-4h,过滤,得到复合乳液;
步骤三:将润湿分散剂加入至复合乳液中,在搅拌速率为1200-1500r/min的条件下剪切10-15min,之后加入消泡剂,在搅拌速率为2500-3000r/min的条件下剪切25-35min,之后加入成膜助剂,在搅拌速率为1200-1500r/min的条件下剪切30-50min,之后加入固化剂以及碳纳米管继续搅拌30-50min,得到防腐涂料;
步骤四:将输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯浸没于防腐涂料中10-20min,之后取出烘干,固化形成防腐涂层,打磨,之后将表面具有防腐涂层输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯组装,得到该具有高耐腐蚀性的密封球阀。
作为本发明进一步的方案:所述润湿分散剂为分散剂5040,所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂,所述成膜助剂为十二碳醇酯,所述固化剂为间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷以及二氨基二苯基砜中的一种。
作为本发明进一步的方案:所述改性环氧树脂的制备过程如下:
A1:将丁香酚、氯仿加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在冰水浴以及搅拌速率为200-300r/min的条件下边搅拌边逐滴加入三氯化硼-苯溶液,升温至20-50℃的条件下继续搅拌反应10-15h,反应结束后将反应产物旋转蒸发去除溶剂,得到中间体1;
反应原理如下:
A2:将中间体1与环氧氯丙烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在常温以及搅拌速率为800-1000r/min的条件下边搅拌边加入苄基三乙基氯化铵,加入完毕后继续搅拌10-20min,之后升温至110-120℃的条件下继续搅拌反应2-3h,之后在搅拌速率为300-500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入氢氧化钠溶液,控制滴加速率为1滴/s,滴加完毕后降温至70-80℃的条件下继续搅拌反应4-5h,反应结束后将反应产物用蒸馏水洗涤2-3次,之后蒸发干燥,将蒸发产物加入至无水甲醇中,之后降温至-5℃并静置1-2h,过滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为50-80℃的条件下烘干至恒重,得到中间体2;
反应原理如下:
A3:将中间体2、KARSTEDT催化剂加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为40-45℃,搅拌速率为400-600r/min的条件下搅拌1-2h,之后边搅拌边加入三乙氧基硅烷,之后升温至100-105℃的条件下恒温搅拌反应20-30h,反应结束后将反应产物旋转蒸发,得到中间体3;
反应原理如下:
A4:将萘以及浓硫酸加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中,在温度为170-175℃,搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌2.5-4.5h,得到中间体4,反应结束后,之后加入氢氧化钠水溶液调节反应产物的pH为5-6,蒸发浓缩,之后用无水乙醇洗涤3-5次,过滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为50-80℃的条件下烘干至恒重,得到中间体5;
反应原理如下:
A5:将氢氧化钠和氢氧化钾加入至反应釜中,升温至210-215℃后加入中间体5和苯酚,通入氮气保护,在搅拌速率为500-800r/min的条件下边搅拌边升温,控制升温速率为2-5℃/min,升温至335-340℃的条件下恒温搅拌反应2-3h,反应结束后将反应产物降温至150℃以下,之后将反应产物加入至蒸馏水中冷却至40℃以下,加入硫酸调节反应产物pH为6-6.5,过滤,将滤饼用蒸馏水洗涤2-3次,之后将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为50-80℃的条件下烘干至恒重,得到中间体6;
反应原理如下:
A6:将中间体3和中间体6加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中,在温度为100-105℃,搅拌速率为400-600r/min的条件下搅拌30-50min,之后加入四丁基溴化铵,升温至120-125℃的条件下继续搅拌反应5-6h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入无水乙醇和去离子水,搅拌20-30min后静置分层,去除上层液体,之后向下层液体中加入无水硫酸镁进行干燥,旋转蒸发去除乙醇,得到改性环氧树脂。
反应原理如下:
作为本发明进一步的方案:步骤A1中的所述三氯化硼-苯溶液为三氯化硼溶解于苯所形成的质量分数为20-30%的溶液,所述丁香酚、氯仿以及三氯化硼的用量比为0.1mol:100mL:0.25mol。
作为本发明进一步的方案:步骤A2中的所述中间体1、环氧氯丙烷、苄基三乙基氯化铵以及氢氧化钠溶液的用量比为50g:250g:2.0g:85g,所述氢氧化钠溶液的质量分数为20-30%。
作为本发明进一步的方案:步骤A3中的所述中间体2、KARSTEDT催化剂以及三乙氧基硅烷的用量比为25.0g:1.5-3.5g:21.6g。
作为本发明进一步的方案:步骤A4中的所述萘、浓硫酸的用量比为1.0mol:150g,所述浓硫酸的质量分数为98%,所述氢氧化钠水溶液的摩尔浓度为1mol/L。
作为本发明进一步的方案:步骤A5中的所述氢氧化钠、氢氧化钾、中间体5以及苯酚的质量比为90g:45g:50g:0.5-1.5g,所述硫酸的质量分数为38%。
作为本发明进一步的方案:步骤A6中的所述中间体3、中间体6、无水乙醇和以及去离子水的用量比为0.3mol:0.1mol:200mL:500mL,所述四丁基溴化铵的加入量为中间体3、中间体6总重量的4-5%。
作为本发明进一步的方案:一种具有高耐腐蚀性的密封球阀的生产工艺,包括以下步骤:
步骤一:按照重量份称取改性环氧树脂40-60份、丙烯酸5-15份、甲基丙烯酸甲酯50-100份、丙烯酸丁酯40-50份、十六烷3-8份、壬基酚聚氧乙烯醚4-8份、二叔丁基过氧化物12-18份、润湿分散剂1.2-3.5份、消泡剂1.2-3.0份、成膜助剂8-16份、固化剂1.5-8.5份以及碳纳米管10-30份,备用;
步骤二:将改性环氧树脂、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十六烷以及壬基酚聚氧乙烯醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中,在温度为20-30℃,搅拌速率为400-600r/min的条件下搅拌30-50min,之后在搅拌速率为1500-3000r/min的条件下剪切15-20min,之后边搅拌边逐滴加入二叔丁基过氧化物,控制滴加速率为1滴/s,滴加完毕后升温至60-70℃的条件下继续恒温搅拌2-4h,过滤,得到复合乳液;
步骤三:将润湿分散剂加入至复合乳液中,在搅拌速率为1200-1500r/min的条件下剪切10-15min,之后加入消泡剂,在搅拌速率为2500-3000r/min的条件下剪切25-35min,之后加入成膜助剂,在搅拌速率为1200-1500r/min的条件下剪切30-50min,之后加入固化剂以及碳纳米管继续搅拌30-50min,得到防腐涂料;
步骤四:将输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯浸没于防腐涂料中10-20min,之后取出烘干,固化形成防腐涂层,打磨,之后将表面具有防腐涂层输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯组装,得到该具有高耐腐蚀性的密封球阀。
本发明的有益效果:
本发明的一种具有高耐腐蚀性的密封球阀及其生产工艺,通过首先制备防腐涂料,之后将输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯浸没于防腐涂料中,之后取出烘干,固化形成防腐涂层,经过打磨之后将表面具有防腐涂层输入端外壳体、输出端外壳体、手柄以及球阀阀芯组装,得到该具有高耐腐蚀性的密封球阀;该密封球阀结构简单,易于生产与组装,通过将该密封球阀零部件上均固化形成防腐涂层,从而有效地将密封球阀进行保护,耐腐蚀性能明显提升,使用寿命长;
在制备该密封球阀的过程中也制备了一种防腐涂料,通过将丁香酚在三氯化硼的作用下将甲氧基形成羟基,得到中间体1,之后中间体1与环氧氯丙烷反应生成中间体2,之后中间体2与三乙氧基硅烷发生硅氢加成反应,生成中间体3,通过萘与浓硫酸发生磺化反应,得到中间体4,之后加入氢氧化钠形成钠盐,得到中间体5,中间体5在碱的作用下生成中间体6,之后中间体3与中间体6发生聚合,形成超支化聚合物,得到改性环氧树脂,之后将改性环氧树脂与丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯聚合形成乳液,最终制备形成防腐涂料,该防腐涂料形成防腐涂层,可以将内部金属与介质有效隔绝,起到保护作用,实现防腐,同时通过向水性环氧树脂中引入硅氧键,利用硅氧键水解成硅羟基,与基材生成硅氧共价键,且可以自行发生交联反应的特性,提高涂层附着力、耐水性、韧性以及耐热性能等性质,同时硅羟基能够对碳纳米管进行改性,从而提升其分散性,碳纳米管优良的导电性,将阳极Fe失去的电子快速传送到防腐涂层的表面,将阴极反应转移到防腐涂层表面发生,可以阻碍金属阳极腐蚀反应的进行,使得电化学的腐蚀速率降低,该防腐涂料通过屏蔽作用以及阴极保护作用两者协同,实现对基材良好的保护,使得该密封球阀耐腐蚀性好,保证其密封性以及使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1是本发明中一种具有高耐腐蚀性的密封球阀的结构示意图;
图2是本发明中一种具有高耐腐蚀性的密封球阀的剖视图。
101、输入端外壳体;102、输出端外壳体;103、手柄;104、球阀阀芯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1:
请参阅图1-2所示,本实施例为一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,包括输入端外壳体101、输出端外壳体102、手柄103以及球阀阀芯104,输入端外壳体101、输出端外壳体102的一端通过螺栓连接,输出端外壳体102的顶部转动安装有手柄103,手柄103的一端贯穿至输出端外壳体102的内腔且连接至球阀阀芯104的顶部连接,球阀阀芯104转动安装在输出端外壳体102的内腔中,输入端外壳体101、输出端外壳体102以及球阀阀芯104的内腔连通。
实施例2:
本实施例为一种改性环氧树脂的制备方法,包括如下步骤:
A1:将0.1mol丁香酚、100mL氯仿加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在冰水浴以及搅拌速率为200r/min的条件下边搅拌边逐滴加入0.25mol三氯化硼溶解于苯所形成的质量分数为20%的三氯化硼-苯溶液,升温至20℃的条件下继续搅拌反应10h,反应结束后将反应产物旋转蒸发去除溶剂,得到中间体1;
A2:将50g中间体1与250g环氧氯丙烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在常温以及搅拌速率为800r/min的条件下边搅拌边加入2.0g苄基三乙基氯化铵,加入完毕后继续搅拌10min,之后升温至110℃的条件下继续搅拌反应2h,之后在搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐滴加入85g质量分数为20%的氢氧化钠溶液,控制滴加速率为1滴/s,滴加完毕后降温至70℃的条件下继续搅拌反应4h,反应结束后将反应产物用蒸馏水洗涤2次,之后蒸发干燥,将蒸发产物加入至无水甲醇中,之后降温至-5℃并静置1h,过滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为50℃的条件下烘干至恒重,得到中间体2;
A3:将25.0g中间体2、1.5gKARSTEDT催化剂加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为40℃,搅拌速率为400r/min的条件下搅拌1h,之后边搅拌边加入21.6g三乙氧基硅烷,之后升温至100℃的条件下恒温搅拌反应20h,反应结束后将反应产物旋转蒸发,得到中间体3;
A4:将1.0mol萘以及150g质量分数为98%的浓硫酸加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中,在温度为170℃,搅拌速率为300r/min的条件下搅拌2.5h,得到中间体4,反应结束后,之后加入摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应产物的pH为5,蒸发浓缩,之后用无水乙醇洗涤3次,过滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为50℃的条件下烘干至恒重,得到中间体5;
A5:将90g氢氧化钠和45g氢氧化钾加入至反应釜中,升温至210℃后加入50g中间体5和0.5g苯酚,通入氮气保护,在搅拌速率为500r/min的条件下边搅拌边升温,控制升温速率为2℃/min,升温至335℃的条件下恒温搅拌反应2h,反应结束后将反应产物降温至150℃以下,之后将反应产物加入至蒸馏水中冷却至40℃以下,加入质量分数为38%的硫酸调节反应产物pH为6,过滤,将滤饼用蒸馏水洗涤2次,之后将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为50℃的条件下烘干至恒重,得到中间体6;
A6:将0.3mol中间体3和0.1mol中间体6加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中,在温度为100℃,搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min,之后加入5.93g四丁基溴化铵,升温至120℃的条件下继续搅拌反应5h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入200mL无水乙醇和500mL去离子水,搅拌20min后静置分层,去除上层液体,之后向下层液体中加入无水硫酸镁进行干燥,旋转蒸发去除乙醇,得到改性环氧树脂。
实施例3:
本实施例为一种改性环氧树脂的制备方法,包括如下步骤:
A1:将0.1mol丁香酚、100mL氯仿加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在冰水浴以及搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐滴加入0.25mol三氯化硼溶解于苯所形成的质量分数为30%的三氯化硼-苯溶液,升温至50℃的条件下继续搅拌反应15h,反应结束后将反应产物旋转蒸发去除溶剂,得到中间体1;
A2:将50g中间体1与250g环氧氯丙烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在常温以及搅拌速率为1000r/min的条件下边搅拌边加入2.0g苄基三乙基氯化铵,加入完毕后继续搅拌20min,之后升温至120℃的条件下继续搅拌反应3h,之后在搅拌速率为500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入85g质量分数为30%的氢氧化钠溶液,控制滴加速率为1滴/s,滴加完毕后降温至80℃的条件下继续搅拌反应5h,反应结束后将反应产物用蒸馏水洗涤3次,之后蒸发干燥,将蒸发产物加入至无水甲醇中,之后降温至-5℃并静置2h,过滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为80℃的条件下烘干至恒重,得到中间体2;
A3:将25.0g中间体2、3.5gKARSTEDT催化剂加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为45℃,搅拌速率为600r/min的条件下搅拌2h,之后边搅拌边加入21.6g三乙氧基硅烷,之后升温至105℃的条件下恒温搅拌反应30h,反应结束后将反应产物旋转蒸发,得到中间体3;
A4:将1.0mol萘以及150g质量分数为98%的浓硫酸加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中,在温度为175℃,搅拌速率为500r/min的条件下搅拌4.5h,得到中间体4,反应结束后,之后加入摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应产物的pH为6,蒸发浓缩,之后用无水乙醇洗涤5次,过滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为80℃的条件下烘干至恒重,得到中间体5;
A5:将90g氢氧化钠和45g氢氧化钾加入至反应釜中,升温至215℃后加入50g中间体5和1.5g苯酚,通入氮气保护,在搅拌速率为800r/min的条件下边搅拌边升温,控制升温速率为5℃/min,升温至340℃的条件下恒温搅拌反应3h,反应结束后将反应产物降温至150℃以下,之后将反应产物加入至蒸馏水中冷却至40℃以下,加入质量分数为38%的硫酸调节反应产物pH为6.5,过滤,将滤饼用蒸馏水洗涤3次,之后将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为80℃的条件下烘干至恒重,得到中间体6;
A6:将0.3mol中间体3和0.1mol中间体6加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中,在温度为105℃,搅拌速率为600r/min的条件下搅拌50min,之后加入7.41g四丁基溴化铵,升温至125℃的条件下继续搅拌反应6h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入200mL无水乙醇和500mL去离子水,搅拌30min后静置分层,去除上层液体,之后向下层液体中加入无水硫酸镁进行干燥,旋转蒸发去除乙醇,得到改性环氧树脂。
实施例4:
请参阅图1-2所示,本实施例为一种具有高耐腐蚀性的密封球阀的生产工艺,包括以下步骤:
步骤一:按照重量份称取来自于实施例2中的改性环氧树脂40份、丙烯酸5份、甲基丙烯酸甲酯50份、丙烯酸丁酯40份、十六烷3份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、二叔丁基过氧化物12份、润湿分散剂1.2份、消泡剂1.2份、成膜助剂8份、固化剂1.5份以及碳纳米管10份,备用;
步骤二:将改性环氧树脂、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十六烷以及壬基酚聚氧乙烯醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中,在温度为20℃,搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min,之后在搅拌速率为1500r/min的条件下剪切15min,之后边搅拌边逐滴加入二叔丁基过氧化物,控制滴加速率为1滴/s,滴加完毕后升温至60℃的条件下继续恒温搅拌2h,过滤,得到复合乳液;
步骤三:将润湿分散剂加入至复合乳液中,在搅拌速率为1200r/min的条件下剪切10min,之后加入消泡剂,在搅拌速率为2500r/min的条件下剪切25min,之后加入成膜助剂,在搅拌速率为1200r/min的条件下剪切30min,之后加入固化剂以及碳纳米管继续搅拌30min,得到防腐涂料;
步骤四:将输入端外壳体101、输出端外壳体102、手柄103以及球阀阀芯104浸没于防腐涂料中10min,之后取出烘干,固化形成防腐涂层,打磨,之后将表面具有防腐涂层输入端外壳体101、输出端外壳体102、手柄103以及球阀阀芯104组装,得到该具有高耐腐蚀性的密封球阀。
实施例5:
请参阅图1-2所示,本实施例为一种具有高耐腐蚀性的密封球阀的生产工艺,包括以下步骤:
步骤一:按照重量份称取来自于实施例3中的改性环氧树脂60份、丙烯酸15份、甲基丙烯酸甲酯100份、丙烯酸丁酯50份、十六烷8份、壬基酚聚氧乙烯醚8份、二叔丁基过氧化物18份、润湿分散剂3.5份、消泡剂3.0份、成膜助剂16份、固化剂8.5份以及碳纳米管30份,备用;
步骤二:将改性环氧树脂、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十六烷以及壬基酚聚氧乙烯醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中,在温度为30℃,搅拌速率为600r/min的条件下搅拌50min,之后在搅拌速率为3000r/min的条件下剪切20min,之后边搅拌边逐滴加入二叔丁基过氧化物,控制滴加速率为1滴/s,滴加完毕后升温至70℃的条件下继续恒温搅拌4h,过滤,得到复合乳液;
步骤三:将润湿分散剂加入至复合乳液中,在搅拌速率为1500r/min的条件下剪切15min,之后加入消泡剂,在搅拌速率为3000r/min的条件下剪切35min,之后加入成膜助剂,在搅拌速率为1500r/min的条件下剪切50min,之后加入固化剂以及碳纳米管继续搅拌50min,得到防腐涂料;
步骤四:将输入端外壳体101、输出端外壳体102、手柄103以及球阀阀芯104浸没于防腐涂料中20min,之后取出烘干,固化形成防腐涂层,打磨,之后将表面具有防腐涂层输入端外壳体101、输出端外壳体102、手柄103以及球阀阀芯104组装,得到该具有高耐腐蚀性的密封球阀。
对比例1:
对比例1与实施例5的不同之处在于,不添加改性环氧树脂。
对比例2:
对比例2与实施例5的不同之处在于,使用双酚A型环氧树脂代替改性环氧树脂。
参照标准为GB/T 1727-1992测试实施例4-5以及对比例1-2中的密封球阀置于5%H2SO4(w/v),10%NaOH(w/v),3.5%NaCI(w/v)和蒸馏水四种不同的介质中浸泡,宏观观察其耐介质腐蚀性能;耐盐雾性参照标准为ASTM-B117,测试温度为35℃,调制盐雾沉降量为1.5mL/g,盐雾浓度为5%,观察其腐蚀情况变化:
样品 | 5%H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>/d | 10%NaOH/d | 3.5%NaCI/d | 蒸馏水/d | 5%盐雾/d |
实施例4 | 69 | 103 | 115 | 127 | 102 |
实施例5 | 81 | 126 | 131 | 154 | 117 |
对比例1 | 11 | 23 | 20 | 25 | 19 |
对比例2 | 23 | 41 | 55 | 48 | 37 |
参阅上表数据,通过实施例、对比例2与对比例1相比,可以得知添加环氧树脂至涂料中有利于对密封球阀的耐腐蚀性能有效地提升,通过实施例与对比例2相比,可以得知本发明中的改性环氧树脂较常用的双酚A型环氧树脂的耐腐蚀性提升更加更显,因此,本发明中的密封球阀耐腐蚀性能优良。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,其特征在于:包括输入端外壳体(101)、输出端外壳体(102)、手柄(103)以及球阀阀芯(104),所述输入端外壳体(101)、输出端外壳体(102)的一端通过螺栓连接,所述输出端外壳体(102)的顶部转动安装有手柄(103),所述手柄(103)的一端贯穿至输出端外壳体(102)的内腔且连接至球阀阀芯(104)的顶部连接,所述球阀阀芯(104)转动安装在输出端外壳体(102)的内腔中,所述输入端外壳体(101)、输出端外壳体(102)以及球阀阀芯(104)的内腔连通;
该具有高耐腐蚀性的密封球阀由以下步骤制备得到:
步骤一:按照重量份称取改性环氧树脂40-60份、丙烯酸5-15份、甲基丙烯酸甲酯50-100份、丙烯酸丁酯40-50份、十六烷3-8份、壬基酚聚氧乙烯醚4-8份、二叔丁基过氧化物12-18份、润湿分散剂1.2-3.5份、消泡剂1.2-3.0份、成膜助剂8-16份、固化剂1.5-8.5份以及碳纳米管10-30份,备用;
步骤二:将改性环氧树脂、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十六烷以及壬基酚聚氧乙烯醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中搅拌,之后边搅拌边逐滴加入二叔丁基过氧化物,滴加完毕后升温并继续恒温搅拌,过滤,得到复合乳液;
步骤三:将润湿分散剂加入至复合乳液中搅拌,之后依次加入消泡剂、成膜助剂、固化剂以及碳纳米管继续搅拌,得到防腐涂料;
步骤四:将输入端外壳体(101)、输出端外壳体(102)、手柄(103)以及球阀阀芯(104)浸没于防腐涂料中,之后取出烘干,固化形成防腐涂层,打磨,之后将表面具有防腐涂层输入端外壳体(101)、输出端外壳体(102)、手柄(103)以及球阀阀芯(104)组装,得到该具有高耐腐蚀性的密封球阀。
2.根据权利要求1所述的一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,其特征在于,所述改性环氧树脂的制备过程如下:
A1:将丁香酚、氯仿加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,边搅拌边逐滴加入三氯化硼-苯溶液,升温并继续搅拌反应,反应结束后将反应产物旋转蒸发,得到中间体1;
A2:将中间体1与环氧氯丙烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,边搅拌边加入苄基三乙基氯化铵,加入完毕后继续搅拌,之后升温并继续搅拌反应,之后边搅拌边逐滴加入氢氧化钠溶液,滴加完毕后降温并继续搅拌反应,反应结束后将反应产物用蒸馏水洗涤,之后蒸发干燥,将蒸发产物加入至无水甲醇中,之后降温、静置、过滤,将滤饼放置于真空干燥箱中烘干至恒重,得到中间体2;
A3:将中间体2、催化剂加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中搅拌,之后边搅拌边加入三乙氧基硅烷,之后升温并恒温搅拌反应,反应结束后将反应产物旋转蒸发,得到中间体3;
A4:将萘以及浓硫酸加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中搅拌反应,反应结束后,之后加入氢氧化钠水溶液调节反应产物的pH,蒸发浓缩,之后用无水乙醇洗涤,过滤,将滤饼放置于真空干燥箱中烘干至恒重,得到中间体5;
A5:将氢氧化钠和氢氧化钾加入至反应釜中,升温后加入中间体5和苯酚,通入氮气保护,边搅拌边升温,升温至目标温度后恒温搅拌反应,反应结束后将反应产物降温、冷却,加入硫酸调节反应产物pH,过滤,将滤饼用蒸馏水洗涤,之后将滤饼放置于真空干燥箱中烘干至恒重,得到中间体6;
A6:将中间体3和中间体6加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中搅拌,之后加入四丁基溴化铵,升温并继续搅拌反应,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入无水乙醇和去离子水,搅拌后静置分层,去除上层液体,之后向下层液体中加入无水硫酸镁进行干燥,旋转蒸发,得到改性环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,其特征在于,步骤A1中的所述三氯化硼-苯溶液为三氯化硼溶解于苯所形成的质量分数为20-30%的溶液,所述丁香酚、氯仿以及三氯化硼的用量比为0.1mol:100mL:0.25mol。
4.根据权利要求2所述的一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,其特征在于,步骤A2中的所述中间体1、环氧氯丙烷、苄基三乙基氯化铵以及氢氧化钠溶液的用量比为50g:250g:2.0g:85g,所述氢氧化钠溶液的质量分数为20-30%。
5.根据权利要求2所述的一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,其特征在于,步骤A3中的所述中间体2、催化剂以及三乙氧基硅烷的用量比为25.0g:1.5-3.5g:21.6g。
6.根据权利要求2所述的一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,其特征在于,步骤A4中的所述萘、浓硫酸的用量比为1.0mol:150g,所述浓硫酸的质量分数为98%,所述氢氧化钠水溶液的摩尔浓度为1mol/L。
7.根据权利要求2所述的一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,其特征在于,步骤A5中的所述氢氧化钠、氢氧化钾、中间体5以及苯酚的质量比为90g:45g:50g:0.5-1.5g,所述硫酸的质量分数为38%。
8.根据权利要求2所述的一种具有高耐腐蚀性的密封球阀,其特征在于,步骤A6中的所述中间体3、中间体6、无水乙醇和以及去离子水的用量比为0.3mol:0.1mol:200mL:500mL,所述四丁基溴化铵的加入量为中间体3、中间体6总重量的4-5%。
9.根据权利要求1所述的一种具有高耐腐蚀性的密封球阀的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:按照重量份称取改性环氧树脂40-60份、丙烯酸5-15份、甲基丙烯酸甲酯50-100份、丙烯酸丁酯40-50份、十六烷3-8份、壬基酚聚氧乙烯醚4-8份、二叔丁基过氧化物12-18份、润湿分散剂1.2-3.5份、消泡剂1.2-3.0份、成膜助剂8-16份、固化剂1.5-8.5份以及碳纳米管10-30份,备用;
步骤二:将改性环氧树脂、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十六烷以及壬基酚聚氧乙烯醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中搅拌,之后边搅拌边逐滴加入二叔丁基过氧化物,滴加完毕后升温并继续恒温搅拌,过滤,得到复合乳液;
步骤三:将润湿分散剂加入至复合乳液中搅拌,之后依次加入消泡剂、成膜助剂、固化剂以及碳纳米管继续搅拌,得到防腐涂料;
步骤四:将输入端外壳体(101)、输出端外壳体(102)、手柄(103)以及球阀阀芯(104)浸没于防腐涂料中,之后取出烘干,固化形成防腐涂层,打磨,之后将表面具有防腐涂层输入端外壳体(101)、输出端外壳体(102)、手柄(103)以及球阀阀芯(104)组装,得到该具有高耐腐蚀性的密封球阀。
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