CN116355531B - 一种耐酸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酸涂料及其制备方法和应用,属于涂料技术领域。本发明提供的耐酸涂料包括主漆和固化剂,主漆包括全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯、醋酸丁酯、甲基异丁基酮、硫酸钡、钛白粉、分散剂Tech‑598、消泡剂Tech‑369、白炭黑和氮化硼;所述全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯由全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂进行酯化反应制得。本发明涂料的耐强酸性源于全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯,全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯的聚合物链上含有氟碳键,氟碳键将整个聚合物主体包裹住,由于氟原子的高电负性,难以被腐蚀,所以全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯表现优异的耐酸性。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种耐酸涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着工业技术进步,金属材料的使用越来越广泛,金属及其构件的腐蚀问题已遍及国民经济的各个领域,给人类社会造成了巨大损失。为了减少腐蚀的损失,人们采取了很多防护措施,但迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护,在各种防腐技术中,涂料的防腐技术应用最广泛。涂料防腐以其施工简便、经济适用、不受设备面积、形状的约束等特点而被广泛的应用。
现有耐酸涂料均存在耐酸性差的问题,如常见的双酚A环氧树脂体系,交联度低,本身含苯环等易受强氧化剂腐蚀的结构,又如乙烯基防腐涂料,存在苯环、酯基等被强氧化剂腐蚀的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种耐酸涂料及其制备方法和应用。本发明提供的涂料长期耐硫酸和浓硝酸,涂层不损害,不易被腐蚀。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种耐酸涂料,包括独立分装的主漆和固化剂,所述主漆和固化剂的质量比为10:1,
所述主漆包括以下质量份数的组分:
全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯45份、醋酸丁酯10份、甲基异丁基酮5份、硫酸钡15份、钛白粉20份、分散剂Tech-5981份、消泡剂Tech-3690.4份、白炭黑0.6份和氮化硼3份;
所述全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯由全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂进行酯化反应制得。
优选地,所述全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂的质量比为1:5。
优选地,所述全氟聚醚羧酸具有式I所示的结构:
其中n=1~10。
优选地,所述聚丁二烯环氧树脂为液体聚丁二烯橡胶改性环氧树脂EPP-175。
优选地,所述酯化反应的温度为90~120℃,时间为2~12h。
优选地,所述酯化反应在催化剂条件下进行,所述催化剂为季铵盐或三苯基膦。
优选地,所述固化剂为HDI固化剂。
本发明还提供了上述技术方案所述的耐酸涂料的制备方法,包括以下步骤:
将全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯、醋酸丁酯和甲基异丁基酮混合,得到第一混合料;
将所述第一混合料、分散剂Tech-598和消泡剂Tech-369混合,得到第二混合料;
将所述第二混合料、硫酸钡、钛白粉和氮化硼混合,得到第三混合料;
将所述第三混合料和白炭黑混合,得到所述主漆;
提供所述固化剂,得到所述耐酸涂料。
本发明还提供了上述技术方案所述的耐酸涂料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的耐酸涂料在耐浓硫酸和浓硝酸腐蚀中的应用,所述浓硫酸的质量分数为70~98%,所述浓硝酸的质量分数为60~68%。
优选地,所述应用包括应用于浓硫酸、浓硝酸生产车间地面、储存仓库地面、浓酸废水池、浓酸生产设备管道和零配件。
本发明提供了一种耐酸涂料,包括独立分装的主漆和固化剂,所述主漆和固化剂的质量比为10:1,所述主漆包括以下质量份数的组分:全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯45份、醋酸丁酯10份、甲基异丁基酮5份、硫酸钡15份、钛白粉20份、分散剂Tech-5981份、消泡剂Tech-3690.4份、白炭黑0.6份和氮化硼3份;所述全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯由全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂进行酯化反应制得。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明的耐强酸性源于全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯,全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯由全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂进行酯化反应制得,全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯的聚合物链上含有氟碳键,氟碳键将整个聚合物主体包裹住,由于氟原子的高电负性,难以被腐蚀,所以全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯表现优异的耐酸性。
实施例的数据表明,本发明提供的耐酸涂料可长期耐高浓度硫酸和硝酸;涂层不损害,可应用于硫酸、硝酸生产车间地面、储存仓库地面、浓酸废水池、浓酸生产设备管道、零配件;且应用方式灵活:(1)根据现场情况:可厚涂,可薄涂;(2)根据底材情况:可滚涂、可刮涂。
具体实施方式
本发明提供了一种耐酸涂料,包括独立分装的主漆和固化剂,所述主漆和固化剂的质量比为10:1,
所述主漆包括以下质量份数的组分:
全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯45份、醋酸丁酯10份、甲基异丁基酮5份、硫酸钡15份、钛白粉20份、分散剂Tech-5981份、消泡剂Tech-3690.4份、白炭黑0.6份和氮化硼3份;
所述全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯由全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂进行酯化反应制得。
在本发明中,若无特殊说明,使用的原料均为本领域市售商品。
在本发明中,所述全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂的质量比优选为1:5。
在本发明中,所述全氟聚醚羧酸优选具有式I所示的结构:
其中n=1~10。
在本发明中,所述全氟聚醚羧酸(CAS号51798-33-5)优选购自福州泰普达新材料有限公司。
在本发明中,所述聚丁二烯环氧树脂(CAS号129288-65-9)优选为液体聚丁二烯橡胶改性环氧树脂EPP-175,购自络合高新材料(上海)有限公司,所述聚丁二烯环氧树脂的分子结构除含有环氧基、羟基外,还含有不饱和键。
在本发明中,所述酯化反应的温度优选为90~120℃,时间优选为2~12h。
在本发明中,所述酯化反应优选在催化剂条件下进行,所述催化剂优选为季铵盐或三苯基膦。本发明对所述催化剂的用量没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的用量即可。
在本发明中,所述酯化反应的过程中,所述聚丁二烯环氧树脂先发生环氧开环,再进行酯化反应,反应原理如式II所示:
在本发明中,所述固化剂优选为HDI固化剂。
本发明还提供了上述技术方案所述的耐酸涂料的制备方法,包括以下步骤:
将全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯、醋酸丁酯和甲基异丁基酮混合,得到第一混合料;
将所述第一混合料、分散剂Tech-598和消泡剂Tech-369混合,得到第二混合料;
将所述第二混合料、硫酸钡、钛白粉和氮化硼混合,得到第三混合料;
将所述第三混合料和白炭黑混合,得到所述主漆;
提供所述固化剂,得到所述耐酸涂料。
在本发明中,所述第三混合料的细度优选为30微米以下。
在本发明中,所述第三混合料和白炭黑混合后所得物料的细度优选为30微米以下。
在本发明中,所述第三混合料和白炭黑混合后优选还包括过200目滤网。
本发明还提供了上述技术方案所述的耐酸涂料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的耐酸涂料在耐浓硫酸和浓硝酸腐蚀中的应用,所述浓硫酸的质量分数为70~98%,所述浓硝酸的质量分数为60~68%。
在本发明中,所述应用优选包括应用于浓硫酸、浓硝酸生产车间地面、储存仓库地面、浓酸废水池、浓酸生产设备管道和零配件。
本发明对所述应用的具体方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可,具体的如滚涂或刮涂,对所述滚涂或刮涂的厚度没有特殊的限定。
为了进一步说明本发明,下面结合实例对本发明提供的耐酸涂料及其制备方法和应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
制备全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯树脂
以全氟聚醚羧酸(福州泰普达新材料有限公司)和聚丁二烯环氧树脂(液体聚丁二烯橡胶改性环氧树脂EPP-175,络合高新材料(上海)有限公司)为原料,反应温度90℃,时间为12h,催化剂季铵盐制备全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯树脂,全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂的质量比为1:5。
主漆包括以下质量份数的组分:
全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯45份、醋酸丁酯10份、甲基异丁基酮5份、硫酸钡15份、钛白粉20份、分散剂Tech-5981份、消泡剂Tech-3690.4份、白炭黑0.6份和氮化硼3份;
固化剂:HDI固化剂。
主漆和固化剂的质量比为10:1。
耐酸涂料的制备方法:
步骤S1、称取配方质量份的全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯树脂加入罐内,并加入配方质量份的醋酸丁酯和甲基异丁基酮;
步骤S2、向罐内加入配方质量份的分散剂Tech-598、消泡剂Tech-369,并搅拌均匀;
步骤S3、向罐内加入配方质量份的钛白粉、硫酸钡、氮化硼,在高速分散下搅拌60分钟,至细度达到30微米以下;
步骤S4、向罐内加入白炭黑,继续分散60分钟,至细度达到30微米以下;
步骤S5、将罐内涂料在200目滤网过滤即得主漆;
步骤S6、提供固化剂。
将制得的耐酸涂料涂覆于硫酸生产车间地面,用于质量分数为98%的浓硫酸进行腐蚀(25℃、480h):漆膜无起泡、无脱落、无锈蚀。
将制得的耐酸涂料涂覆于硝酸生产车间地面,用于质量分数为68%的浓硝酸进行腐蚀(25℃、480h):漆膜无起泡、无脱落、无锈蚀。
对比例1
与实施例1相同,区别仅在于将全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯树脂替换为双酚A环氧树脂。
将制得的耐酸涂料涂覆于硫酸生产车间地面,用于质量分数为98%的浓硫酸进行腐蚀(25℃、48h):漆膜起泡、脱落、锈蚀。
将制得的耐酸涂料涂覆于硝酸生产车间地面,用于质量分数为68%的浓硝酸进行腐蚀(25℃、24h):漆膜起泡、脱落、锈蚀。
对比例2
与实施例1相同,区别仅在于全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯树脂的质量份数为50份。
将制得的耐酸涂料涂覆于硫酸生产车间地面,用于质量分数为98%的浓硫酸进行腐蚀(25℃、360h):漆膜起泡、脱落、锈蚀。
将制得的耐酸涂料涂覆于硝酸生产车间地面,用于质量分数为68%的浓硝酸进行腐蚀(25℃、240h):漆膜起泡、脱落、锈蚀。
对比例3
与实施例1相同,区别仅在于全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯树脂的质量份数为40份。
将制得的耐酸涂料涂覆于硫酸生产车间地面,用于质量分数为98%的浓硫酸进行腐蚀(25℃、160h):漆膜起泡、脱落、锈蚀。
将制得的耐酸涂料涂覆于硝酸生产车间地面,用于质量分数为68%的浓硝酸进行腐蚀(25℃、120h):漆膜起泡、脱落、锈蚀。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种耐酸涂料,其特征在于,包括独立分装的主漆和固化剂,所述主漆和固化剂的质量比为10:1,
所述主漆具体为以下质量份数的组分:
全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯45份、醋酸丁酯10份、甲基异丁基酮5份、硫酸钡15份、钛白粉20份、分散剂Tech-5981份、消泡剂Tech-3690.4份、白炭黑0.6份和氮化硼3份;
所述全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯由全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂进行酯化反应制得;
所述全氟聚醚羧酸和聚丁二烯环氧树脂的质量比为1:5;
所述全氟聚醚羧酸具有式I所示的结构:
其中n=1~10;
所述聚丁二烯环氧树脂为液体聚丁二烯橡胶改性环氧树脂EPP-175;
所述酯化反应的温度为90~120℃,时间为2~12h;
所述酯化反应在催化剂条件下进行,所述催化剂为季铵盐或三苯基膦;
所述固化剂为HDI固化剂。
2.权利要求1所述的耐酸涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将全氟聚醚羧酸聚丁二烯环氧酯、醋酸丁酯和甲基异丁基酮混合,得到第一混合料;
将所述第一混合料、分散剂Tech-598和消泡剂Tech-369混合,得到第二混合料;
将所述第二混合料、硫酸钡、钛白粉和氮化硼混合,得到第三混合料;
将所述第三混合料和白炭黑混合,得到所述主漆;
提供所述固化剂,得到所述耐酸涂料。
3.权利要求1所述的耐酸涂料或权利要求2所述的制备方法制备得到的耐酸涂料在耐浓硫酸和浓硝酸腐蚀中的应用,其特征在于,所述浓硫酸的质量分数为70~98%,所述浓硝酸的质量分数为60~68%。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述应用包括应用于浓硫酸、浓硝酸生产车间地面、储存仓库地面、浓酸废水池、浓酸生产设备管道和零配件。
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