CN114316794A - 一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明专利公开了一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料，本发明专利以环氧改性有机硅树脂作为基料，并且辅助添加有碳化硅微粉、氧化锆陶瓷微粉以及玻璃鳞片作为颜填料，碳化硅微粉有很好的热稳定性，作为耐热颜填料碳化硅微粉的加入有效提高了涂膜的耐热性能，并且片状结构的玻璃鳞片能提高涂层的防腐性能，交阻抗测试表明，玻璃鳞片能有效地提高涂层的电阻，防腐性能较佳，而且在该涂料中还添加有氧化锆陶瓷微粉，该填料在涂层中主要起骨架的作用，并且它们是无机惰性填料，不参与涂料的固化反应，同时可以降低固化收缩率，并能与基体树脂紧密结合，形成致密的保护层，提高涂料内聚力和耐磨性等。
Description
技术领域
本发明专利涉及涂料技术领域，具体为一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆，所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。
随着工业的快速发展，高温设备在冶金、化工、能源、军工等领域得到广泛应用，高温设备表面的金属材料易与空气中的氧气发生氧化反应，产生锈蚀现象，成为各种化工厂事故的隐患，而且当金属表面产生锈蚀以后，会使金属表面的摩擦力增加，进而进一步加剧了金属材料的损耗，从而形成恶性循环。
发明专利内容
本发明专利的目的在于提供一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料，为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料，所述抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的组成部分按照质量百分比计为：环氧改性有机硅树脂40-50％，碳化硅微粉5-8％，白色云母粉6-10％，钛白粉5-15％，氧化锆陶瓷微粉2-5％，玻璃鳞片6-9％，滑石粉1-4％，偶联剂2.5-5％，固化剂2-6％，稀释剂7-14％。
优选的，所述抗高温耐磨防腐陶瓷涂料按重量份数包括如下组成部分：环氧改性有机硅树脂44份，碳化硅微粉7份，白色云母粉8份，钛白粉10份，氧化锆陶瓷微粉3份，玻璃鳞片7份，滑石粉3份，偶联剂3.6份，固化剂4份，稀释剂10.4份。
一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
(1)环氧改性有机硅树脂制备：向反应器中添加一定量的环氧树脂和甲苯，使环氧树脂溶解在甲苯中，然后反应器对其内部的混合溶液加热至120度后出现回流，此时向反应器内部添加定量催化剂，然后添加有机硅树脂和偶联剂，并且减压脱去缩合反应生成的水，最后在120度下恒温反应4小时，即可制得环氧改性有机硅树脂成品；
(2)颜填料研磨：将碳化硅微粉、白色云母粉、钛白粉、氧化锆陶瓷微粉、玻璃鳞片和滑石粉添加到球形研磨机中研磨一段时间；
(3)溶剂分散：将环氧改性有机硅树脂、部分稀释剂以及偶联剂添加到分散机中进行分散；
(4)涂料制备：将研磨后的颜填料投放到分散机中，将颜填料与分散机中的混合溶剂充分分散混合，并且在混合的过程中，添加固化剂和剩余稀释剂来调整涂料的粘稠度，在粘稠度调整完成后，向混合物中添加消泡剂和流平剂等助剂，并且持续分散一定时间后即可得到涂料成品。
优选的，所述步骤(1)中环氧树脂为6101环氧树脂，所述环氧改性有机硅树脂中有机硅树脂的含量为50％。
优选的，所述步骤(2)中，球形研磨机的研磨时间为30分钟，所述颜填料研磨后的目数为600目。
优选的，所述步骤(3)中分散机的转速为500r/min，所述分散机的分散时间为1h。
优选的，所述步骤(4)中，投放颜填料时分散机处于低速运行状态，此时分散机的转速为100r/min，所述颜填料添加完成后分散机处于高转速状态，此时分散机的转速为1000r/min，并且持续时间为2h。
优选的，所述步骤(4)中，添加固化剂以及稀释剂时分散机处于低速运行状态，此时分散机的转速为100r/min，所述稀释剂和固化剂添加完成后，分散机的转速恢复到中速状，此时分散机的转速为500r/min，且持续时间为10min。
优选的，所述步骤(4)中，消泡剂分为两步骤添加，当粘稠度调整完成后将消泡剂的一部分添加到分散机中，此时分散机的转速为300r/min，且分散时间为5min，然后将剩余的消泡剂和流平剂持续性的添加到分散机中，所述流平剂和剩余消泡剂持续添加状态下分散机的转速为200r/min。
与现有技术相比，本发明专利的有益效果如下：
本发明专利以环氧改性有机硅树脂作为基料，并且辅助添加有碳化硅微粉、氧化锆陶瓷微粉以及玻璃鳞片作为颜填料，碳化硅微粉有很好的热稳定性，作为耐热颜填料碳化硅微粉的加入有效提高了涂膜的耐热性能，并且片状结构的玻璃鳞片能提高涂层的防腐性能，交阻抗测试表明，玻璃鳞片能有效地提高涂层的电阻，防腐性能较佳，而且在该涂料中还添加有氧化锆陶瓷微粉，该填料在涂层中主要起骨架的作用，并且它们是无机惰性填料，不参与涂料的固化反应，同时可以降低固化收缩率，并能与基体树脂紧密结合，形成致密的保护层，提高涂料内聚力和耐磨性等。
具体实施方式
下面将结合本发明专利中的实施例，对本发明专利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专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，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，都属于本发明专利保护的范围。
一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料，抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的组成部分按照质量百分比计为：环氧改性有机硅树脂40-50％，碳化硅微粉5-8％，白色云母粉6-10％，钛白粉5-15％，氧化锆陶瓷微粉2-5％，玻璃鳞片6-9％，滑石粉1-4％，偶联剂2.5-5％，固化剂2-6％，稀释剂7-14％；抗高温耐磨防腐陶瓷涂料按重量份数包括如下组成部分：环氧改性有机硅树脂44份，碳化硅微粉7份，白色云母粉8份，钛白粉10份，氧化锆陶瓷微粉3份，玻璃鳞片7份，滑石粉3份，偶联剂3.6份，固化剂4份，稀释剂10.4份，其制备方法包括如下步骤：
(1)环氧改性有机硅树脂制备：向反应器中添加一定量的环氧树脂和甲苯，使环氧树脂溶解在甲苯中，然后反应器对其内部的混合溶液加热至120度后出现回流，此时向反应器内部添加定量催化剂，然后添加有机硅树脂和偶联剂，并且减压脱去缩合反应生成的水，最后在120度下恒温反应4小时，即可制得环氧改性有机硅树脂成品；
(2)颜填料研磨：将碳化硅微粉、白色云母粉、钛白粉、氧化锆陶瓷微粉、玻璃鳞片和滑石粉添加到球形研磨机中研磨一段时间；
(3)溶剂分散：将环氧改性有机硅树脂、部分稀释剂以及偶联剂添加到分散机中进行分散；
(4)涂料制备：将研磨后的颜填料投放到分散机中，将颜填料与分散机中的混合溶剂充分分散混合，并且在混合的过程中，添加固化剂和剩余稀释剂来调整涂料的粘稠度，在粘稠度调整完成后，向混合物中添加消泡剂和流平剂等助剂，并且持续分散一定时间后即可得到涂料成品。
实施例一：
一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料，抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的组成部分按照质量百分比计为：环氧改性有机硅树脂40-50％，碳化硅微粉5-8％，白色云母粉6-10％，钛白粉5-15％，氧化锆陶瓷微粉2-5％，玻璃鳞片6-9％，滑石粉1-4％，偶联剂2.5-5％，固化剂2-6％，稀释剂7-14％；抗高温耐磨防腐陶瓷涂料按重量份数包括如下组成部分：环氧改性有机硅树脂44份，碳化硅微粉7份，白色云母粉8份，钛白粉10份，氧化锆陶瓷微粉3份，玻璃鳞片7份，滑石粉3份，偶联剂3.6份，固化剂4份，稀释剂10.4份，其制备方法包括如下步骤：
(1)环氧改性有机硅树脂制备：向反应器中添加一定量的环氧树脂和甲苯，使环氧树脂溶解在甲苯中，然后反应器对其内部的混合溶液加热至120度后出现回流，此时向反应器内部添加定量催化剂，然后添加有机硅树脂和偶联剂，并且减压脱去缩合反应生成的水，最后在120度下恒温反应4小时，即可制得环氧改性有机硅树脂成品，步骤(1)中环氧树脂为6101环氧树脂，环氧改性有机硅树脂中有机硅树脂的含量为50％，随着有机硅在改性反应中加人比例的提高，改性树脂的耐温性能先提高后下降，当有机硅含量为50％时耐高温性能最佳，有机硅低聚物的主链为硅氧键，硅原子和氧原子形成的d-pπ键增加了高聚物的键能及其热稳定性，有机硅高聚物中硅原子所连接的羟基受热氧化后，高度交联且更加稳定，但这同时也使有机硅耐热涂料通气性良好，使其防腐性有所下降，为了同时满足耐高温和防腐性能，应当选择有机硅含量为50％的环氧改性有机硅树脂为基料；
(2)颜填料研磨：将碳化硅微粉、白色云母粉、钛白粉、氧化锆陶瓷微粉、玻璃鳞片和滑石粉添加到球形研磨机中研磨一段时间；
(3)溶剂分散：将环氧改性有机硅树脂、部分稀释剂以及偶联剂添加到分散机中进行分散；
(4)涂料制备：将研磨后的颜填料投放到分散机中，将颜填料与分散机中的混合溶剂充分分散混合，并且在混合的过程中，添加固化剂和剩余稀释剂来调整涂料的粘稠度，在粘稠度调整完成后，向混合物中添加消泡剂和流平剂等助剂，并且持续分散一定时间后即可得到涂料成品。
实施例二：
一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料，抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的组成部分按照质量百分比计为：环氧改性有机硅树脂40-50％，碳化硅微粉5-8％，白色云母粉6-10％，钛白粉5-15％，氧化锆陶瓷微粉2-5％，玻璃鳞片6-9％，滑石粉1-4％，偶联剂2.5-5％，固化剂2-6％，稀释剂7-14％；抗高温耐磨防腐陶瓷涂料按重量份数包括如下组成部分：环氧改性有机硅树脂44份，碳化硅微粉7份，白色云母粉8份，钛白粉10份，氧化锆陶瓷微粉3份，玻璃鳞片7份，滑石粉3份，偶联剂3.6份，固化剂4份，稀释剂10.4份，其制备方法包括如下步骤：
(1)环氧改性有机硅树脂制备：向反应器中添加一定量的环氧树脂和甲苯，使环氧树脂溶解在甲苯中，然后反应器对其内部的混合溶液加热至120度后出现回流，此时向反应器内部添加定量催化剂，然后添加有机硅树脂和偶联剂，并且减压脱去缩合反应生成的水，最后在120度下恒温反应4小时，即可制得环氧改性有机硅树脂成品，步骤(1)中环氧树脂为6101环氧树脂，环氧改性有机硅树脂中有机硅树脂的含量为50％，随着有机硅在改性反应中加人比例的提高，改性树脂的耐温性能先提高后下降，当有机硅含量为50％时耐高温性能最佳，有机硅低聚物的主链为硅氧键，硅原子和氧原子形成的d-pπ键增加了高聚物的键能及其热稳定性，有机硅高聚物中硅原子所连接的羟基受热氧化后，高度交联且更加稳定，但这同时也使有机硅耐热涂料通气性良好，使其防腐性有所下降，为了同时满足耐高温和防腐性能，应当选择有机硅含量为50％的环氧改性有机硅树脂为基料；
(2)颜填料研磨：将碳化硅微粉、白色云母粉、钛白粉、氧化锆陶瓷微粉、玻璃鳞片和滑石粉添加到球形研磨机中研磨一段时间，步骤(2)中，球形研磨机的研磨时间为30分钟，颜填料研磨后的目数为600目，随着碳化硅微粉加入量的增加，涂层的硬度也在增加，最后趋于稳定，硬度达到5H，涂层硬度是涂层抵抗外力而引起表面塑性变形的能力，涂层硬度越大，抵抗外力的能力越强，碳化硅微粉有很好的导热性和抗氧化性，加入碳化硅微粉可以提高涂层的耐热性，随着碳化硅微粉加人量的增加，涂层耐热性增强，并且加人7％碳化硅微粉涂层的性能达到最佳；
(3)溶剂分散：将环氧改性有机硅树脂、部分稀释剂以及偶联剂添加到分散机中进行分散，步骤(3)中分散机的转速为500r/min，分散机的分散时间为1h；
(4)涂料制备：将研磨后的颜填料投放到分散机中，将颜填料与分散机中的混合溶剂充分分散混合，并且在混合的过程中，添加固化剂和剩余稀释剂来调整涂料的粘稠度，在粘稠度调整完成后，向混合物中添加消泡剂和流平剂等助剂，并且持续分散一定时间后即可得到涂料成品。
实施例三：
一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料，抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的组成部分按照质量百分比计为：环氧改性有机硅树脂40-50％，碳化硅微粉5-8％，白色云母粉6-10％，钛白粉5-15％，氧化锆陶瓷微粉2-5％，玻璃鳞片6-9％，滑石粉1-4％，偶联剂2.5-5％，固化剂2-6％，稀释剂7-14％；抗高温耐磨防腐陶瓷涂料按重量份数包括如下组成部分：环氧改性有机硅树脂44份，碳化硅微粉7份，白色云母粉8份，钛白粉10份，氧化锆陶瓷微粉3份，玻璃鳞片7份，滑石粉3份，偶联剂3.6份，固化剂4份，稀释剂10.4份，其制备方法包括如下步骤：
(1)环氧改性有机硅树脂制备：向反应器中添加一定量的环氧树脂和甲苯，使环氧树脂溶解在甲苯中，然后反应器对其内部的混合溶液加热至120度后出现回流，此时向反应器内部添加定量催化剂，然后添加有机硅树脂和偶联剂，并且减压脱去缩合反应生成的水，最后在120度下恒温反应4小时，即可制得环氧改性有机硅树脂成品，步骤(1)中环氧树脂为6101环氧树脂，环氧改性有机硅树脂中有机硅树脂的含量为50％，随着有机硅在改性反应中加人比例的提高，改性树脂的耐温性能先提高后下降，当有机硅含量为50％时耐高温性能最佳，有机硅低聚物的主链为硅氧键，硅原子和氧原子形成的d-pπ键增加了高聚物的键能及其热稳定性，有机硅高聚物中硅原子所连接的羟基受热氧化后，高度交联且更加稳定，但这同时也使有机硅耐热涂料通气性良好，使其防腐性有所下降，为了同时满足耐高温和防腐性能，应当选择有机硅含量为50％的环氧改性有机硅树脂为基料；
(2)颜填料研磨：将碳化硅微粉、白色云母粉、钛白粉、氧化锆陶瓷微粉、玻璃鳞片和滑石粉添加到球形研磨机中研磨一段时间，步骤(2)中，球形研磨机的研磨时间为30分钟，颜填料研磨后的目数为600目，随着碳化硅微粉加入量的增加，涂层的硬度也在增加，最后趋于稳定，硬度达到5H，涂层硬度是涂层抵抗外力而引起表面塑性变形的能力，涂层硬度越大，抵抗外力的能力越强，碳化硅微粉有很好的导热性和抗氧化性，加入碳化硅微粉可以提高涂层的耐热性，随着碳化硅微粉加人量的增加，涂层耐热性增强，并且加人7％碳化硅微粉涂层的性能达到最佳；
(3)溶剂分散：将环氧改性有机硅树脂、部分稀释剂以及偶联剂添加到分散机中进行分散，步骤(3)中分散机的转速为500r/min，分散机的分散时间为1h；
(4)涂料制备：将研磨后的颜填料投放到分散机中，将颜填料与分散机中的混合溶剂充分分散混合，并且在混合的过程中，添加固化剂和剩余稀释剂来调整涂料的粘稠度，在粘稠度调整完成后，向混合物中添加消泡剂和流平剂等助剂，并且持续分散一定时间后即可得到涂料成品，步骤(4)中，投放颜填料时分散机处于低速运行状态，此时分散机的转速为100r/min，颜填料添加完成后分散机处于高转速状态，此时分散机的转速为1000r/min，并且持续时间为2h，步骤(4)中，添加固化剂以及稀释剂时分散机处于低速运行状态，此时分散机的转速为100r/min，稀释剂和固化剂添加完成后，分散机的转速恢复到中速状，此时分散机的转速为500r/min，且持续时间为10min，步骤(4)中，消泡剂分为两步骤添加，当粘稠度调整完成后将消泡剂的一部分添加到分散机中，此时分散机的转速为300r/min，且分散时间为5min，然后将剩余的消泡剂和流平剂持续性的添加到分散机中，流平剂和剩余消泡剂持续添加状态下分散机的转速为200r/min，固化剂用量的增大可以提高漆膜固化速度，固化剂用量为6％和8％时，漆膜表干时间相差不大，但实干性能相差较大，且耐高温性能固化剂6％时更好，并且固化剂用量为4％和8％时涂膜实干后仍粘手、易沾灰，不仅影响美观，更不利于施工，故固化剂最佳用量为6％。
尽管已经示出和描述了本发明专利的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明专利的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料，其特征在于：所述抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的组成部分按照质量百分比计为：环氧改性有机硅树脂40-50％，碳化硅微粉5-8％，白色云母粉6-10％，钛白粉5-15％，氧化锆陶瓷微粉2-5％，玻璃鳞片6-9％，滑石粉1-4％，偶联剂2.5-5％，固化剂2-6％，稀释剂7-14％。
2.根据权利要求1所述的一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料，其特征在于：所述抗高温耐磨防腐陶瓷涂料按重量份数包括如下组成部分：环氧改性有机硅树脂44份，碳化硅微粉7份，白色云母粉8份，钛白粉10份，氧化锆陶瓷微粉3份，玻璃鳞片7份，滑石粉3份，偶联剂3.6份，固化剂4份，稀释剂10.4份。
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：
(1)环氧改性有机硅树脂制备：向反应器中添加一定量的环氧树脂和甲苯，使环氧树脂溶解在甲苯中，然后反应器对其内部的混合溶液加热至120度后出现回流，此时向反应器内部添加定量催化剂，然后添加有机硅树脂和偶联剂，并且减压脱去缩合反应生成的水，最后在120度下恒温反应4小时，即可制得环氧改性有机硅树脂成品；
(2)颜填料研磨：将碳化硅微粉、白色云母粉、钛白粉、氧化锆陶瓷微粉、玻璃鳞片和滑石粉添加到球形研磨机中研磨一段时间；
(3)溶剂分散：将环氧改性有机硅树脂、部分稀释剂以及偶联剂添加到分散机中进行分散；
(4)涂料制备：将研磨后的颜填料投放到分散机中，将颜填料与分散机中的混合溶剂充分分散混合，并且在混合的过程中，添加固化剂和剩余稀释剂来调整涂料的粘稠度，在粘稠度调整完成后，向混合物中添加消泡剂和流平剂等助剂，并且持续分散一定时间后即可得到涂料成品。
4.根据权利要求3所述的一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中环氧树脂为6101环氧树脂，所述环氧改性有机硅树脂中有机硅树脂的含量为50％。
5.根据权利要求3所述的一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，球形研磨机的研磨时间为30分钟，所述颜填料研磨后的目数为600目。
6.根据权利要求3所述的一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中分散机的转速为500r/min，所述分散机的分散时间为1h。
7.根据权利要求3所述的一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，投放颜填料时分散机处于低速运行状态，此时分散机的转速为100r/min，所述颜填料添加完成后分散机处于高转速状态，此时分散机的转速为1000r/min，并且持续时间为2h。
8.根据权利要求3所述的一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，添加固化剂以及稀释剂时分散机处于低速运行状态，此时分散机的转速为100r/min，所述稀释剂和固化剂添加完成后，分散机的转速恢复到中速状，此时分散机的转速为500r/min，且持续时间为10min。
9.根据权利要求3所述的一种抗高温耐磨防腐陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，消泡剂分为两步骤添加，当粘稠度调整完成后将消泡剂的一部分添加到分散机中，此时分散机的转速为300r/min，且分散时间为5min，然后将剩余的消泡剂和流平剂持续性的添加到分散机中，所述流平剂和剩余消泡剂持续添加状态下分散机的转速为200r/min。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115537121A (zh) * | 2022-10-24 | 2022-12-30 | 冀红艳 | 一种天然树脂改性防腐纳米陶瓷涂料 |
| CN115651496A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-01-31 | 裕克施乐塑料制品（太仓）有限公司 | 一种锚固型耐磨增强浸涂液及使用方法 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN100999645A (zh) * | 2007-01-08 | 2007-07-18 | 孙启明 | 纳米陶瓷防水耐候高机械强度保护层涂料 |
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2021
- 2021-12-20 CN CN202111558615.2A patent/CN114316794A/zh active Pending
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