CN115260872A - 一种低温节能防腐材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低温节能防腐材料及制备方法，所述低温节能防腐材料包括以下重量份数的原料：60份～100份环氧树脂，5份～10份固化剂，40份～60份改性复合材料及1份～2份流平剂，其中，所述改性复合材料是由微米级锌粉和纳米氧化锌通过所述环氧树脂粘结而成颗粒，所述颗粒的表面修饰有硅烷偶联剂。本发明中，以环氧树脂，固化剂，改性复合材料及流平剂为原料制备而成的粉末体系，可形成且可在长期光照、高湿和高腐蚀的环境下使用的涂层，其在体系中弥散均匀的改性复合材料，由微米级锌粉和纳米级氧化锌形成疏水结构，可以在高湿度环境下的具有防腐性，光照环境下进行光催化，提高体系的耐老性。

Description

一种低温节能防腐材料及制备方法
技术领域
本发明属于防腐材料领域，具体涉及一种低温节能防腐材料及制备方法。
背景技术
重度防腐材料为可作为在特殊环境下的保护材料，如装氟罐，在高湿环境下的轮船元件等均需采用喷涂重度防腐材料。富锌涂层材料因其在喷涂在钢材时，发生阳极反应，具有很好的防腐性，被广泛的应用于重度防腐材料。同时，现有研究发现，在富锌材料涂层中加入氧化锌，有利于提高富锌材料的防腐性能。
尽管如此，目前，材料在极限条件下防护，仍然是亟待解决的问题。而现有大多数防腐材料体系大多存在树脂粘结剂，在长期光照条件下，易于老化。与此同时，如若在长期光照和高湿环境下，更是会进一步缩短使用寿命。
发明内容
本发明提供一种低温节能防腐材料及制备方法，旨在提供一种可以在长期光照和高湿环境下，防腐功能效果好的防腐材料。
为达到上述目的，本发明提供一种低温节能防腐材料，所述低温节能防腐材料包括以下重量份数的原料：
60份～100份环氧树脂，5份～10份固化剂，40份～60份改性复合材料及1份～2份流平剂，其中，所述改性复合材料是由微米级锌粉和纳米氧化锌通过所述环氧树脂粘结而成颗粒，所述颗粒的表面修饰有硅烷偶联剂。
可选地，所述低温节能防腐材料还包括以下重量份数的原料：
9份～14份填料、0.5份～1份增光剂及0.5份～1.5份聚酰胺蜡。
可选地，所述环氧树脂包括酚醛改性的环氧树脂和双酚A环氧树脂；和/或，
所述固化剂为HT-808或A-601中的至少一种；和/或，
所述流平剂为丙烯酸酯流平剂；和/或，
所述锌粉的粒径为700目～800目；和/或，
所述硅烷偶联剂为二甲基二氯硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；和/或，
所述改性复合材料中，所述锌粉的重量份数为25份～35份，所述纳米氧化锌的重量份数为25份～35份，所述环氧树脂的重量份数为15份～30份。
可选地，所述填料包括以下重量份数的组分：
8份～12份氧化铝和0.8份～1.2份炭黑。
本发明还提供一种低温节能防腐材料的制备方法，所述低温节能防腐材料的制备方法包括以下步骤：
将所述微米级锌粉与所述环氧树脂置于分散液中进行分散，分散后，去除一部分分散液，得到浆料；
往所述浆料中加入纳米氧化锌和所述固化剂，干燥后，得到复合材料；
将所述复合材料粉碎，浸于硅烷偶联剂溶液中，使所述硅烷偶联剂接枝于所述复合材料，干燥后，再次粉粹，得到改性复合材料；
将所述改性复合材料以及流平剂混合，在混合的过程中，再次加入所述环氧树脂和所述固化剂，混合后熔融，冷却后，得到熔融混合物；
将所述熔融混合物进行粉碎，得到所述低温节能防腐材料。
可选地，所述将锌粉与环氧树脂置于分散液中进行分散，分散后，去除一部分分散液，得到浆料步骤中，所述锌粉与所述环氧树脂的质量比为1：(1.5～2.5)；和/或，
所述分散液为甲苯或丙酮中的至少一种；和/或，
采用烘干的方式去除一部分所述分散液。
可选地，所述将所述复合材料粉碎，浸于硅烷偶联剂溶液中，使所述硅烷偶联剂接枝于所述复合材料，干燥后，再次粉粹，得到改性复合材料的步骤包括：
将所述复合材料粉碎成700目～800目；
将所述复合材料在所述硅烷偶联剂溶液中浸没3h～5h，使所述硅烷偶联剂接枝于所述复合材料，其中，所述硅烷偶联剂溶液包括甲苯或丙酮中的至少一种；
将接枝后的所述复合材料干燥后，再次粉碎成700目～800目，得到所述改性复合材料。
可选地，所述将所述改性复合材料以及流平剂混合，在混合的过程中，再次加入所述环氧树脂和所述固化剂，混合后熔融，冷却后，得到熔融混合物的步骤中，所述混合的过程中，同时加入填料、增光剂及聚酰胺蜡；和/或，
所述熔融混合的温度为130℃～160℃；和/或，
在所述冷却的过程中，进行挤出和压片。
本发明中，以环氧树脂，固化剂，改性复合材料及流平剂为原料制备而成的粉末体系，可形成且可在长期光照、高湿和高腐蚀的环境下使用的涂层，其在体系中弥散均匀的改性复合材料，由微米级锌粉和纳米级氧化锌形成疏水结构，可以在高湿度环境下的具有防腐性，光照环境下进行光催化，提高体系的耐老性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的制备流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。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。
鉴于现有的材料在极限条件下防护，仍然是亟待解决的问题。而现有大多数防腐材料体系大多存在树脂粘结剂，在长期光照条件下，易于老化。与此同时，如若在长期光照和高湿环境下，更是会进一步缩短使用寿命。
有鉴于此，本发明提供一种低温节能防腐材料及制备方法，旨在提供一种可以在长期光照和高湿环境下，防腐功能效果好的防腐材料。
为达到此目的，本发明提供一种低温节能防腐材料，所述低温节能防腐材料包括以下重量份数的原料：60份～100份环氧树脂，5份～10份固化剂，40份～60份改性复合材料及流平剂1份～2份，其中，所述改性复合材料是由锌粉和纳米氧化锌通过所述环氧树脂粘结而成颗粒，所述颗粒的表面修饰有硅烷偶联剂。
本发明中，以环氧树脂，固化剂，改性复合材料及流平剂为原料制备而成的粉末体系，可形成且可在长期光照、高湿和高腐蚀的环境下使用的涂层，其在体系中弥散均匀的改性复合材料，由微米级锌粉和纳米级氧化锌形成疏水结构，可以在高湿度环境下的具有防腐性，光照环境下进行光催化，提高体系的耐老性。
同时，需要说明的是，在本发明中，为增加改性复合材料在体系的复配性，改性复合材料中使用的环氧树脂与环氧树脂基底使用的材料相同。
在本发明中，所述低温节能防腐材料还包括以下重量份数的原料：
9份～14份填料、0.5份～1份增光剂及聚酰胺蜡0.5份～1.5份。
通过增加填料可进一步增强粉末体系形成涂层的强度，增光剂可以进一提高其涂层的亮度，而聚酰胺蜡可以使形成的涂层具有良好的表面性。
进一步，所述填料包括以下重量份数的组分：
8份～12份的氧化铝和0.8份～1.2份炭黑。
在本发明通过选用上述比例的氧化铝和炭黑可以进一步提高其强度和表面性。
在本发明中，所述环氧树脂包括双酚A环氧树脂和酚醛改性的环氧树脂，选用双酚A环氧树脂和酚醛改性的环氧树脂可以使形成的涂层具有很好的韧性与硬度，进一步，所述酚醛改性的环氧树脂的型号为ES-503，所述双酚A环氧树脂的型号为KD-405，选取上述两种环氧树脂可以进一步降低涂层形成的温度，减少固化时间，以此达到节能的目的。
在本发明中，所述固化剂为HT-808或A-601中的至少一种。
采用上述固化剂可以进一步提高固化速度，降低固化时间。
在本发明中，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂，例如BYK-358N等，采用上述流平剂，可以提高其流平性。
在本发明中，所述锌粉的粒径为700目～800目，所述硅烷偶联剂为二甲基二氯硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种时，采用上述技术方案，其高湿环境下的防腐性能更佳。
在本发明中，所述改性复合材料中，所述锌粉的重量份数为25份～35份，所述纳米氧化锌的重量份数为25份～35份，所述环氧树脂的重量份数为15份～30份。
采用上述比例，可以使纳米氧化锌均匀的与锌粉连接成一个整体后，硅烷偶联剂可以在其均匀的接枝。
此外，本发明还提供一种低温节能防腐材料的制备方法，所述低温节能防腐材料的制备方法包括以下步骤：
步骤S10：将所述微米级锌粉与所述环氧树脂置于分散液中进行分散，分散后，去除一部分分散液，得到浆料；
步骤S20：往所述浆料中加入纳米氧化锌和所述固化剂，干燥后，得到复合材料；
步骤S30：将所述复合材料粉碎，浸于硅烷偶联剂溶液中，使所述硅烷偶联剂接枝于所述复合材料，干燥后，再次粉粹，得到改性复合材料；
步骤S40：将所述改性复合材料以及流平剂混合，在混合的过程中，再次加入所述环氧树脂和所述固化剂，混合后熔融，冷却后，得到熔融混合物；
步骤S50：将所述熔融混合物进行粉碎，得到所述低温节能防腐材料。
本发明首先将锌粉和纳米氧化锌通过环氧树脂粘合，改性后得到改性复合材料，使其纳米氧化锌均匀的附着于锌粉上，后续进行改性，可以使在与、固化剂和流平剂熔融共混的过程中，可以均匀的分散在体系中，形成疏水防腐体系。
步骤S10，所述分散液为甲苯或丙酮中的至少一种，采取上述分散液可进一步提高分散液。需要说明的是，若环氧树脂为多种型号原料混合，则先将所有环氧树脂材料混合后，再与锌粉分散。
步骤S30包括：
步骤S301：将所述复合材料粉碎成700目～800目；
步骤S302：将所述复合材料在所述硅烷偶联剂溶液中浸没3h～5h，使所述硅烷偶联剂接枝于所述复合材料，其中，所述硅烷偶联剂溶液包括甲苯或丙酮中的至少一种；
步骤S303：将接枝后的所述复合材料干燥后，粉碎成700目～800目，得到所述改性复合材料。
在步骤S301中，采取的粉碎步骤可以使后续的纳米氧化锌均匀的附着在锌粉表面，步骤S303中的再次粉碎，则可以确保后续均匀的分散在粉末体系中。
步骤S40中，所述混合的过程中，同时加入填料、增光剂及聚酰胺蜡。
通过在混合过程中，加入填料、增光剂和聚酰胺腊，可以进一步的提高涂层的表面性质。
在步骤S40中，所述熔融混合的温度为130℃～160℃，在所述冷却的过程中，进行挤出和压片。
通过将熔融温度控制在130℃～160℃可进一步降低后续的固化时间。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1～实施例5
实施例1～实施例5提供的低温节能防腐材料，其原料和重量和份数由表1所示。
表1低温节能防腐材料制备原料和重量份数
Figure BDA0003802227460000071
Figure BDA0003802227460000081
实施例1～实施例5还提供上述低温节能防腐材料的制备方法，具体操作步骤如下，步骤中具体操作参数如表2所示。
步骤S10：将锌粉与环氧树脂置于分散液中进行分散，分散后，烘干去除一部分分散液，得到浆料；
步骤S20：往浆料中加入纳米氧化锌和固化剂，干燥后，得到第一复合材料；
步骤S301：将复合材料粉碎；
步骤S302：将复合材料在硅烷偶联剂溶液中浸没，使硅烷偶联剂接枝于复合材料；
步骤S303：将接枝后的所述复合材料干燥后，再次粉碎，得到改性复合材料。
步骤S40：将改性复合材料和流平剂按表1混合，在混合的过程中，再次加入环氧树脂和固化剂，混合后熔融，冷却后，得到熔融混合物；
步骤S50：将熔融混合物进行粉碎，得到低温节能防腐材料。
表2实施例1～实施例5低温节能防腐材料的制备参数
Figure BDA0003802227460000082
Figure BDA0003802227460000091
实施例6
本实施例提供一种低温节能防腐材料及制备方法，其组分与制备步骤与实施例1大体一致，唯一不同的是，未加入聚酰胺蜡。
对比例1
本对比例提供一种低温节能防腐材料及制备方法，其组分与制备步骤与实施例2大体一致，唯一不同的是，将改性复合材料替换成锌粉，制备步骤从S40开始。
实施例7
本实施例将实施例1～6及对比例1低温节能防腐材料进行检测。
具体测试项目如下：
(1)将实施例1～6的防腐材料采用静电喷涂工艺喷涂于钢材上，在4小时内进行烘干定型，观察烘干后表面，烘干温度如表3所示。
表3实施例1～6粉末烘干定型温度
实施例 烘干温度(℃) 表面
实施例1 160 表面完整、无小孔
实施例2 165 表面完整、无小孔
实施例3 170 表面完整、无小孔
实施例4 168 表面完整、无小孔
实施例5 172 表面完整、无小孔
实施例6 163 表面有小孔
从表3可以看出，实施例1～实施例6产品其固化烘干温度均在175℃以下，相较于现有大多数固化烘干温度在200℃以上的产品，节省了烘干过程的能耗；与此同时，在产品中加入聚酰胺蜡时，可以表面产生小空隙。
(2)按照GB/T1771-2007进行防腐性能测试，其中，在测试过程中，确保盐雾箱内的环境相对湿度在100％，其余操作均和国标记载一致，测试结果如表4所示。
表4防腐性能测试结果
Figure BDA0003802227460000101
Figure BDA0003802227460000111
(3)将实施例1～6和对比例1的涂料喷涂定型后，置于紫外环境，在50℃～60℃，相对湿度在100％的条件下加速老化1500小时，然后放置自然条件下暴晒3个月，实验结果如表5所示。
表5老化时间结果
老化实验结果
实施例1 不起泡、不生锈、不开裂、不剥离
实施例2 不起泡、不生锈、不开裂、不剥离
实施例3 不起泡、不生锈、不开裂、不剥离
实施例4 不起泡、不生锈、不开裂、不剥离
实施例5 不起泡、不生锈、不开裂、不剥离
实施例6 不起泡、不生锈、不开裂、不剥离
对比例1 起泡、生锈、开裂、轻微剥离
相较于对比例1而言，实施例1～6采用了改性复合材料，在高湿环境下，其耐腐蚀的时间提高至1350小时以上，经过老化实验后，依旧不起泡、不生锈、不开裂、不剥离。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，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，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种低温节能防腐材料，其特征在于，所述低温节能防腐材料包括以下重量份数的原料：
60份～100份环氧树脂，5份～10份固化剂，40份～60份改性复合材料及1份～2份流平剂，其中，所述改性复合材料是由微米级锌粉和纳米氧化锌通过所述环氧树脂粘结而成颗粒，所述颗粒的表面修饰有硅烷偶联剂。
2.如权利要求1所述的低温节能防腐材料，其特征在于，所述低温节能防腐材料还包括以下重量份数的原料：
9份～14份填料、0.5份～1份增光剂及0.5份～1.5份聚酰胺蜡。
3.如权利要求1所述的低温节能防腐材料，其特征在于，所述环氧树脂包括酚醛改性的环氧树脂和双酚A环氧树脂；和/或，
所述固化剂为HT-808或A-601中的至少一种；和/或，
所述流平剂为丙烯酸酯流平剂；和/或，
所述锌粉的粒径为700目～800目；和/或，
所述硅烷偶联剂为二甲基二氯硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；和/或，
所述改性复合材料中，所述锌粉的重量份数为25份～35份，所述纳米氧化锌的重量份数为25份～35份，所述环氧树脂的重量份数为15份～30份。
4.如权利要求2所述的低温节能防腐材料，其特征在于，所述填料包括以下重量份数的组分：
8份～12份氧化铝和0.8份～1.2份炭黑。
5.一种低温节能防腐材料的制备方法，其特征在于，所述低温节能防腐材料的制备方法包括以下步骤：
将所述微米级锌粉与所述环氧树脂置于分散液中进行分散，分散后，去除一部分分散液，得到浆料；
往所述浆料中加入纳米氧化锌和所述固化剂，干燥后，得到复合材料；
将所述复合材料粉碎，浸于硅烷偶联剂溶液中，使所述硅烷偶联剂接枝于所述复合材料，干燥后，再次粉粹，得到改性复合材料；
将所述改性复合材料以及流平剂混合，在混合的过程中，再次加入所述环氧树脂和所述固化剂，混合后熔融，冷却后，得到熔融混合物；
将所述熔融混合物进行粉碎，得到所述低温节能防腐材料。
6.如权利要求5所述的低温节能防腐材料的制备方法，其特征在于，所述将锌粉与环氧树脂置于分散液中进行分散，分散后，去除一部分分散液，得到浆料步骤中，所述锌粉与所述环氧树脂的质量比为1：(1.5～2.5)；和/或，
所述分散液为甲苯或丙酮中的至少一种；和/或，
采用烘干的方式去除一部分所述分散液。
7.如权利要求5所述的低温节能防腐材料的制备方法，其特征在于，所述将所述复合材料粉碎，浸于硅烷偶联剂溶液中，使所述硅烷偶联剂接枝于所述复合材料，干燥后，再次粉粹，得到改性复合材料的步骤包括：
将所述复合材料粉碎成700目～800目；
将所述复合材料在所述硅烷偶联剂溶液中浸没3h～5h，使所述硅烷偶联剂接枝于所述复合材料，其中，所述硅烷偶联剂溶液包括甲苯或丙酮中的至少一种；
将接枝后的所述复合材料干燥后，再次粉碎成700目～800目，得到所述改性复合材料。
8.如权利要求5所述的低温节能防腐材料的制备方法，其特征在于，所述将所述改性复合材料以及流平剂混合，在混合的过程中，再次加入所述环氧树脂和所述固化剂，混合后熔融，冷却后，得到熔融混合物的步骤中，所述混合的过程中，同时加入填料、增光剂及聚酰胺蜡；和/或，
所述熔融混合的温度为130℃～160℃；和/或，
在所述冷却的过程中，进行挤出和压片。
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CN115746664A (zh) * 2022-11-23 2023-03-07 新乡学院 铝合金表面硅烷改性纳米粒子环氧树脂涂层的制备方法

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