CN114517048A - 耐冲刷防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐冲刷防腐涂料及其制备方法和应用，涉及涂料技术领域。所述耐冲刷防腐涂料主要由纳米陶瓷粉、酚醛树脂、改性环氧胶黏剂、纳米有机蒙脱石粉、端羧基丁腈橡胶和改性环氧固化剂制得，其中上述耐冲刷防腐涂料中改性环氧胶黏剂包括液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物。该改性环氧胶黏剂能够有效提高涂料的粘结力和柔韧性，其与酚醛树脂配合使用能有效提高涂料的耐高温性能；同时纳米陶瓷粉能够有效提高涂料的耐磨性和耐冲刷性；纳米有机蒙脱石粉可以避免各组分在涂料中沉降。因此，由上述组分协同配合制得的耐冲刷防腐涂料具有成本低、强度高、韧性好、耐冲刷性能强，以及耐温性能好能长期在180℃下工作的优势。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种耐冲刷防腐涂料及其制备方法和应用。
背景技术
烟道支撑梁在实际生产过程中往往与喷淋管固定，但是随着喷嘴不断喷射，脱硫剂或冲洗水也会不断地振动，以致支撑梁和喷淋管腐蚀断裂的现象时有发生。因此要求烟道支撑梁具有很好的耐冲刷和防腐性能，现有烟道支撑梁往往采用不饱和树脂浸润玻璃丝布人工缠绕在支撑梁表面以进行表面保护处理，操作复杂、安全性及环保性均较差，且长期耐温在150℃以下。
陶瓷材料尤其是高性能陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、抗氧化等一系列优异性能。近年来，也有一些生产单位采用陶瓷涂料进行防腐处理，然而现有陶瓷涂料耐冲刷性能较差，无法有效对烟道支撑梁进行保护。
有鉴于此，研究开发出一种具有成本低、操作简单、高强度、韧性好，免去了复杂的加工步骤等优点的耐冲刷防腐涂料作为烟道支撑梁防腐涂层，变得十分必要和迫切。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种耐冲刷防腐涂料，所述耐冲刷防腐涂料主要由纳米陶瓷粉、酚醛树脂、改性环氧胶黏剂、纳米有机蒙脱石粉、端羧基丁腈橡胶和改性环氧固化剂制得，其中上述耐冲刷防腐涂料中改性环氧胶黏剂包括液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物。由上述组分协同配合制得的耐冲刷防腐涂料具有成本低、强度高、韧性好、耐冲刷性能强，以及耐温性能好能长期在180℃下工作的优势。
本发明的第二目的在于提供一种耐冲刷防腐涂料的制备方法。
本发明的第三目的在于提供一种耐冲刷防腐涂料的应用，所述耐冲刷防腐涂料可广泛应用于烟道支撑梁防腐涂层的制备过程中。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供的一种耐冲刷防腐涂料，所述耐冲刷防腐涂料主要由纳米陶瓷粉、酚醛树脂、改性环氧胶黏剂、纳米有机蒙脱石粉、端羧基丁腈橡胶和改性环氧固化剂制得；
其中，所述改性环氧胶黏剂包括液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物。
进一步的，所述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物包括：环氧树脂E-51100～105份、液态丁腈橡胶20～40份、硅烷偶联剂2～3份、聚丙二醇二缩水甘油醚10～15份；
优选地，所述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物包括：环氧树脂E-51100份、液态丁腈橡胶30份、硅烷偶联剂2份、聚丙二醇二缩水甘油醚12份。
进一步的，所述纳米陶瓷粉的粒径为20～50nm；
优选地，所述纳米有机蒙脱石粉的粒径为50～100nm。
进一步的，所述改性环氧固化剂包括芳香胺固化剂和脂肪胺混合改性固化剂，优选为593固化剂、T31固化剂，或低分子聚酰胺固化剂。
进一步的，所述耐冲刷防腐涂料包括以下组分：
纳米陶瓷粉100～105份、酚醛树脂30～40份、改性环氧胶黏剂70～80份、纳米有机蒙脱石粉10～15份、端羧基丁腈橡胶5-10份、改性环氧固化剂30～40份。
进一步的，所述耐冲刷防腐涂料包括以下组分：
纳米陶瓷粉100份、酚醛树脂35份、改性环氧胶黏剂75份、纳米有机蒙脱石粉12份、端羧基丁腈橡胶8份、改性环氧固化剂35份。
本发明提供的一种上述耐冲刷防腐涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(a)、在反应釜中，将酚醛树脂和改性环氧胶黏剂混匀制得中间体A；随后将纳米陶瓷粉、纳米有机蒙脱石粉加入中间体A中混匀，制得涂刷浆料；
(b)在-5～35℃温度下，将端羧基丁腈橡胶、改性环氧固化剂加入涂刷浆料中混匀，得到耐冲刷防腐涂料。
进一步的，所述步骤(a)中反应釜的温度为80～120℃；
优选地，反应釜中酚醛树脂和改性环氧胶黏剂混匀的时间为1.5～2.5h；
优选地，反应釜中纳米陶瓷粉、纳米有机蒙脱石粉与中间体A混匀的时间为1.5～2.5h。
进一步的，所述制备方法还包括将步骤(b)制得的耐冲刷防腐涂料进行固化处理的步骤；
优选地，所述固化处理为20～30℃下24h。
本发明提供的一种上述耐冲刷防腐涂料在制备烟道支撑梁防腐涂层中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的耐冲刷防腐涂料，所述耐冲刷防腐涂料主要由纳米陶瓷粉、酚醛树脂、改性环氧胶黏剂、纳米有机蒙脱石粉、端羧基丁腈橡胶和改性环氧固化剂制得。上述耐冲刷防腐涂料中改性环氧胶黏剂包括液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物，将该改性环氧胶黏剂加入耐冲刷防腐涂料中能够有效提高涂料的粘结力和柔韧性，其与酚醛树脂配合使用能有效提高涂料的耐高温性能；同时纳米陶瓷粉能够有效提高涂料的耐磨性和耐冲刷性；纳米有机蒙脱石粉可以避免各组分在涂料中沉降；端羧基丁腈橡胶可以提高涂料的冲击性、改性环氧固化剂可以提高树脂的弯曲拉伸性能。因此，由上述组分协同配合制得的耐冲刷防腐涂料具有成本低、强度高、韧性好、耐冲刷性能强，以及耐温性能好能长期在180℃下工作的优势。
本发明提供的耐冲刷防腐涂料的制备方法，所述制备方法：首先在反应釜中，将酚醛树脂和改性环氧胶黏剂混匀制得中间体A；随后将纳米陶瓷粉、纳米有机蒙脱石粉加入中间体A中混匀，制得涂刷浆料；然后将端羧基丁腈橡胶、改性环氧固化剂加入涂刷浆料中混匀，得到耐冲刷防腐涂料。上述制备方法具有加工工艺简单、易于操作，适应工业化生产的优势。
本发明提供的耐冲刷防腐涂料可广泛应用于烟道支撑梁防腐涂层的制备过程中。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
根据本发明的一个方面，一种耐冲刷防腐涂料，所述耐冲刷防腐涂料主要由纳米陶瓷粉、酚醛树脂、改性环氧胶黏剂、纳米有机蒙脱石粉、端羧基丁腈橡胶和改性环氧固化剂制得；
其中，所述改性环氧胶黏剂包括液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物。
本发明提供的耐冲刷防腐涂料，所述耐冲刷防腐涂料主要由纳米陶瓷粉、酚醛树脂、改性环氧胶黏剂、纳米有机蒙脱石粉、端羧基丁腈橡胶和改性环氧固化剂制得。上述耐冲刷防腐涂料中改性环氧胶黏剂包括液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物，将该改性环氧胶黏剂加入耐冲刷防腐涂料中能够有效提高涂料的粘结力和柔韧性，其与酚醛树脂配合使用能有效提高涂料的耐高温性能；同时纳米陶瓷粉能够有效提高涂料的耐磨性和耐冲刷性；纳米有机蒙脱石粉可以避免各组分在涂料中沉降；端羧基丁腈橡胶可以提高涂料的冲击性；改性环氧固化剂可以提高树脂的弯曲拉伸性能。因此，由上述组分协同配合制得的耐冲刷防腐涂料具有成本低、强度高、韧性好、耐冲刷性能强，以及耐温性能好能长期在180℃下工作的优势。
在本发明的一种优选实施方式中，所述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物包括：环氧树脂E-51 100～105份、液态丁腈橡胶20～40份、硅烷偶联剂2～3份、聚丙二醇二缩水甘油醚10～15份；
作为一种优选的实施方式，上述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物中端羧基丁腈橡胶能够提高涂料的粘接力与柔韧性；硅烷偶联剂能够提高涂料与所施工钢管的粘接力；聚丙二醇二缩水甘油醚能稀释环氧树脂的粘度，同时提高材料的柔韧性；上述原料复配后的液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物具有较佳的粘结力和柔韧度，同时将其与酚醛树脂配合使用能有效提高涂料的耐高温性能。
在上述优选实施方式中，所述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物包括：环氧树脂E-51 100份、液态丁腈橡胶30份、硅烷偶联剂2份、聚丙二醇二缩水甘油醚12份。
本发明中，通过对各组分原料用量比例的进一步调整和优化，从而进一步优化了本发明液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物的技术效果。
在本发明的一种优选实施方式中，所述纳米陶瓷粉的粒径为20～50nm；
优选地，所述纳米有机蒙脱石粉的粒径为50～100nm。
在本发明的一种优选实施方式中，所述改性环氧固化剂包括芳香胺固化剂和脂肪胺混合改性固化剂，优选为593固化剂、T31固化剂，或低分子聚酰胺固化剂。
在本发明的一种优选实施方式中，所述耐冲刷防腐涂料包括以下组分：
纳米陶瓷粉100～105份、酚醛树脂30～40份、改性环氧胶黏剂70～80份、纳米有机蒙脱石粉10～15份、端羧基丁腈橡胶5-10份、改性环氧固化剂30～40份。
在本发明的一种优选实施方式中，所述耐冲刷防腐涂料包括以下组分：
纳米陶瓷粉100份、酚醛树脂35份、改性环氧胶黏剂75份、纳米有机蒙脱石粉12份、端羧基丁腈橡胶8份、改性环氧固化剂35份。
本发明中，通过对各组分原料用量比例的进一步调整和优化，从而进一步优化了本发明耐冲刷防腐涂料的技术效果。
根据本发明的一个方面，一种上述耐冲刷防腐涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(a)、在反应釜中，将酚醛树脂和改性环氧胶黏剂混匀制得中间体A；随后将纳米陶瓷粉、纳米有机蒙脱石粉加入中间体A中混匀，制得涂刷浆料；
(b)在-5～35℃温度下，将端羧基丁腈橡胶、改性环氧固化剂加入涂刷浆料中混匀，得到耐冲刷防腐涂料。
本发明提供的耐冲刷防腐涂料的制备方法，所述制备方法：首先在反应釜中，将酚醛树脂和改性环氧胶黏剂混匀制得中间体A；随后将纳米陶瓷粉、纳米有机蒙脱石粉加入中间体A中混匀，制得涂刷浆料；然后在-5～35℃温度下，将端羧基丁腈橡胶、改性环氧固化剂加入涂刷浆料中混匀，得到耐冲刷防腐涂料。上述制备方法具有加工工艺简单、易于操作，适应工业化生产的优势。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(a)中反应釜的温度为80～120℃；
优选地，反应釜中酚醛树脂和改性环氧胶黏剂混匀的时间为1.5～2.5h；
优选地，反应釜中纳米陶瓷粉、纳米有机蒙脱石粉与中间体A混匀的时间为1.5～2.5h。
在本发明的一种优选实施方式中，所述制备方法还包括将步骤(b)制得的耐冲刷防腐涂料进行固化处理的步骤；
优选地，所述固化处理为20～30℃下24h。
根据本发明的一个方面，一种上述耐冲刷防腐涂料在制备烟道支撑梁防腐涂层中的应用。
本发明提供的耐冲刷防腐涂料可广泛应用于烟道支撑梁防腐涂层的制备过程中。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行进一步地说明。
实施例1
一种液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物包括：环氧树脂E-51 100份、液态丁腈橡胶20份、硅烷偶联剂2份、聚丙二醇二缩水甘油醚10份；
所述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物的制备方法为将上述原料混匀，得到液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物。
实施例2
一种液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物包括：环氧树脂E-51 100份、液态丁腈橡胶40份、硅烷偶联剂3份、聚丙二醇二缩水甘油醚15份；
所述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物的制备方法为将上述原料混匀，得到液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物。
实施例3
一种液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物包括：环氧树脂E-51 100份、液态丁腈橡胶30份、硅烷偶联剂2份、聚丙二醇二缩水甘油醚12份；
所述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物的制备方法为将上述原料混匀，得到液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物。
实施例4
一种液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物，本实施例除不包括聚丙二醇二缩水甘油醚外，其余同实施例3。
实施例5～9
一种耐冲刷防腐涂料，包括以下组分：
注：所述实施例5～8中的改性环氧胶粘剂为实施例3制得的液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物。
所述耐冲刷防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(a)、在反应釜中，将酚醛树脂和改性环氧胶黏剂混匀2h，制得中间体A；随后将纳米陶瓷粉、纳米有机蒙脱石粉加入中间体A中混匀2h，制得涂刷浆料；
所述反应釜中的温度为80～120℃；
(b)在20℃温度下，将端羧基丁腈橡胶、改性环氧固化剂593加入涂刷浆料中混匀，得到耐冲刷防腐涂料。
实施例10
一种耐冲刷防腐涂料，所述耐冲刷防腐涂料除改性环氧胶粘剂为实施例4制得的液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物外，其余同实施例9。
对比例1
一种耐冲刷防腐涂料，所述耐冲刷防腐涂料除将改性环氧胶粘剂替换为环氧树脂E-51外，其余同实施例9。
对比例2
一种耐冲刷防腐涂料，所述涂料包括：15％-30％改性环氧树脂，10％-15％酚醛树脂，10％-15％混合固化剂，20％-30％陶瓷颗粒，25％-30％氮化硅颗粒，1％-3％偶联剂和消泡剂。
实验例1
为表明本申请制备得到的耐冲刷防腐涂料具有成本低、强度高、韧性好、耐冲刷性能强，以及耐温性能好能长期在180℃下工作的优势。现使用实施例5～10以及对比例1、2制备得到的耐冲刷防腐涂料进行检测实验，具体方法如下：
性能实验参考标准
GB/T 1447-2005、GB/T 1449-2005、GB/T 1451-2005、GB/T 5478-2008。
其检测性能如下表所示：
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种耐冲刷防腐涂料，其特征在于，所述耐冲刷防腐涂料主要由纳米陶瓷粉、酚醛树脂、改性环氧胶黏剂、纳米有机蒙脱石粉、端羧基丁腈橡胶和改性环氧固化剂制得；
其中，所述改性环氧胶黏剂包括液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物。
2.根据权利要求1所述的耐冲刷防腐涂料，其特征在于，所述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物包括：环氧树脂E-51 100～105份、液态丁腈橡胶20～40份、硅烷偶联剂2～3份、聚丙二醇二缩水甘油醚10～15份；
优选地，所述液态丁腈橡胶改性环氧树脂组合物包括：环氧树脂E-51100份、液态丁腈橡胶30份、硅烷偶联剂2份、聚丙二醇二缩水甘油醚12份。
3.根据权利要求1所述的耐冲刷防腐涂料，其特征在于，所述纳米陶瓷粉的粒径为20～50nm；
优选地，所述纳米有机蒙脱石粉的粒径为50～100nm。
4.根据权利要求1所述的耐冲刷防腐涂料，其特征在于，所述改性环氧固化剂包括芳香胺固化剂和脂肪胺混合改性固化剂，优选为593固化剂、T31固化剂，或低分子聚酰胺固化剂。
5.根据权利要求1～4任一项所述的耐冲刷防腐涂料，其特征在于，所述耐冲刷防腐涂料包括以下组分：
纳米陶瓷粉100～105份、酚醛树脂30～40份、改性环氧胶黏剂70～80份、纳米有机蒙脱石粉10～15份、端羧基丁腈橡胶5-10份、改性环氧固化剂30～40份。
6.根据权利要求5所述的耐冲刷防腐涂料，其特征在于，所述耐冲刷防腐涂料包括以下组分：
纳米陶瓷粉100份、酚醛树脂35份、改性环氧胶黏剂75份、纳米有机蒙脱石粉12份、端羧基丁腈橡胶8份、改性环氧固化剂35份。
7.一种根据权利要求1～6任一项所述的耐冲刷防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(a)、在反应釜中，将酚醛树脂和改性环氧胶黏剂混匀制得中间体A；随后将纳米陶瓷粉、纳米有机蒙脱石粉加入中间体A中混匀，制得涂刷浆料；
(b)在-5～35℃温度下，将端羧基丁腈橡胶、改性环氧固化剂加入涂刷浆料中混匀，得到耐冲刷防腐涂料。
8.根据权利要求7所述的耐冲刷防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中反应釜的温度为80～120℃；
优选地，反应釜中酚醛树脂和改性环氧胶黏剂混匀的时间为1.5～2.5h；
优选地，反应釜中纳米陶瓷粉、纳米有机蒙脱石粉与中间体A混匀的时间为1.5～2.5h。
9.根据权利要求7所述的耐冲刷防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括将步骤(b)制得的耐冲刷防腐涂料进行固化处理的步骤；
优选地，所述固化处理为20～30℃下24h。
10.一种根据权利要求1～6任一项所述的耐冲刷防腐涂料在制备烟道支撑梁防腐涂层中的应用。
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