CN116875102A - 改性填料、防锈保护涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性填料、防锈保护涂料及其制备方法和应用。所述改性填料由硅灰石粉、纳米氧化锌和改性剂制备而成；所述改性剂为石油磺酸钙和/或十二烷基苯磺酸钙。所述防锈保护涂料包含如下组分：成膜物质、防锈颜料、所述的改性填料、助剂以及溶剂。本发明通过在防锈保护涂料中加入本发明所述的改性填料，相比于加入未改性的由硅灰石粉和纳米氧化锌组成的填料，可以大幅提高防锈保护涂料的附着力，从而使所得防锈保护涂料在具有一定抗菌作用的同时具有优异的附着力。
Description
技术领域
本发明属于防锈保护涂料技术领域，特别是涉及一种改性填料、防锈保护涂料及其制备方法和应用。
背景技术
金属过滤网是采用多层金属网为滤材，彼此交叉叠合而成的过滤网。其具有安全、坚固、使用寿命长、以及阻力低、可反复清洗、经济性高等优点，得到了广泛的应用。如，其可以广泛用于空调粗尘过滤、工业空气通风设备之初级过滤、耐高温系统的过滤等。
不锈钢丝、铝丝、铁丝、铜丝或合金丝是制备金属过滤网的常见金属材料；但研究发现，所述的金属材料如不经过防锈处理，其制备得到的金属过滤网防锈性能较差；尤其是在苛刻的环境下使用，更容易生锈。因此，提供一种用于制备金属过滤网的防锈保护涂料具有重要的应用价值。
中国发明专利CN1260367A提供了一种无毒防锈涂料，用于防止金属表面锈蚀，其组分包括成膜物质、主防锈颜料亚磷酸氢钙、辅助防锈颜料无毒磷酸盐、体质填料、溶剂和助剂。该涂料不仅无毒，并且防锈效果好。但是，发明人在研究中发现，该涂料不具有抗菌性能，有待进一步提高。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种附着力好的、具有抗菌性能的防锈保护涂料。
为了实现上述发明目的，本发明包括如下技术方案。
本发明首先提供了一种改性填料，所述改性填料由硅灰石粉、纳米氧化锌和改性剂制备而成；所述改性剂为石油磺酸钙和/或十二烷基苯磺酸钙。
为了解决专利CN1260367A所述的无毒防锈涂料不具备抗菌性能的问题；本发明调整了填料的组成，在填料中加入了具有抗菌性能的纳米氧化锌，使得以该复合填料制备得到的防锈保护涂料具有一定的抗菌作用。但是，加入了由硅灰石粉和纳米氧化锌组成的填料的防锈保护涂料，虽然增强了其抗菌性能，但是其附着力不佳。为了进一步提高该防锈保护涂料的附着力，发明人在大量的实验中惊奇的发现，用石油磺酸钙和/或十二烷基苯磺酸钙先对由硅灰石粉和纳米氧化锌组成的复合添料进行改性得到改性填料，再将改性填料加入到防锈保护涂料中，如此制备得到的防锈保护涂料相比于加入未改性的由硅灰石粉和纳米氧化锌组成的填料，可以大大提高防锈保护涂料的附着力。
在其中一些实施例中，所述改性剂为质量比为1：0.1～10的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙。
在其中一些实施例中，所述改性剂为质量比为1：0.2～5的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙。
在其中一些实施例中，所述改性剂为质量比为1：0.3～3的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙。
在其中一些实施例中，所述改性剂为质量比为1：0.5～2的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙。
在其中一些实施例中，所述改性剂为质量比为1：0.8～1.2的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙。
在其中一些实施例中，所述改性剂为质量比为1：1的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙。
发明人在研究中进一步发现，改性剂的选择对于制备得到的改性填料能否进一步大幅提高防锈保护涂料的附着力起着决定性作用；发明人在大量的实验中惊奇的发现，当改性剂选用由石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙组成的混合改性剂制备得到的改性填料，其对于防锈保护涂料附着力的提高程度要大幅高于选用单独的石油磺酸钙或单独的十二烷基苯磺酸钙作为改性剂制备得到的改性填料；选用石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙作为改性剂制备得到的改性填料可以协同提高防锈保护涂料的附着力。
在其中一些实施例中，所述硅灰石粉和纳米氧化锌的质量比为1～5:1。
在其中一些实施例中，所述硅灰石粉和纳米氧化锌的质量比为2～4:1。
在其中一些实施例中，所述硅灰石粉和纳米氧化锌的质量比为3:1。
在其中一些实施例中，所述硅灰石粉和纳米氧化锌的总质量与所述改性剂的质量比为1：1～5。
在其中一些实施例中，所述硅灰石粉和纳米氧化锌的总质量与所述改性剂的质量比为1：2～4。
在其中一些实施例中，所述硅灰石粉和纳米氧化锌的总质量与所述改性剂的质量比为1：3～3.5。
本发明还提供了所述改性填料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将所述硅灰石粉和纳米氧化锌混合后，加入水中，进行超声分散，得超声分散液；
(2)在所述超声分散液中加入所述改性剂，继续超声分散，过滤，取固体，干燥后即得所述的改性填料。
在其中一些实施例中，步骤(1)所述超声分散的时间为1～2h。
在其中一些实施例中，步骤(2)所述超声分散的时间为1～2h后。
在其中一些实施例中，步骤(1)中硅灰石粉和纳米氧化锌的总重量与水的重量比为1:8～12。
在其中一些实施例中，步骤(1)中硅灰石粉和纳米氧化锌的总重量与水的重量比为1:10。
在其中一些实施例中，步骤(2)中所述超声分散液与改性剂的重量比为10:2～4；
在其中一些实施例中，步骤(2)中所述超声分散液与改性剂的重量比为10:3。
本发明还提供了一种由所述改性填料制备得到的防锈保护涂料，所述防锈保护涂料包含如下组分：成膜物质、防锈颜料、所述改性填料、助剂以及溶剂。
在其中一些实施例中，所述防锈保护涂料包含如下重量份的组分：
在其中一些实施例中，所述防锈保护涂料包含如下重量份的组分：
在其中一些实施例中，所述防锈保护涂料包含如下重量份的组分：
在其中一些实施例中，所述的成膜物质为环氧树脂。
在其中一些实施例中，所述的防锈颜料由重量比为2～3:1的亚磷酸氢钙和磷酸钙组成。
在其中一些实施例中，所述的助剂为三乙醇胺。
在其中一些实施例中，所述的溶剂为异丙醇。
本发明还提供了一种金属过滤网保护涂层及其制备方法，该方法采用本发明所述的防锈保护涂料涂覆在金属过滤网表面，即得所述的金属过滤网保护涂层。
本发明的改性填料、防锈保护涂料及其制备方法和应用具有以下有益效果：
本发明首先提供了一种改性填料，本发明通过在硅灰石粉填料中加入了具有抗菌作用的纳米氧化锌，使得该填料具有一定的抗菌性能，进一步地，对该复合填料用石油磺酸钙和/或十二烷基苯磺酸钙进行改性，制备得到改性填料；再以该改性填料用于制备防锈保护涂料，从而使所得防锈保护涂料在具有一定抗菌作用的同时具有优异的附着力。本发明通过在防锈保护涂料中加入本发明所述的改性填料，相比于加入未改性的由硅灰石粉和纳米氧化锌组成的填料，可以大幅提高防锈保护涂料的附着力。
由于本发明所述的防锈保护涂料不仅具有防锈能力，同时还具有抗菌作用；因此，将其涂覆在金属过滤网表面形成保护涂层，可以使得金属过滤网不但具有防锈能力，同时还具有抗菌能力。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。
本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以下为具体实施例。
实施例1防锈保护涂料的制备
本实施例提供的防锈保护涂料由如下重量份的原料制备而成：
其中，成膜物质为环氧树脂；防锈颜料由重量比为2:1的亚磷酸氢钙和磷酸钙组成；助剂为三乙醇胺；溶剂为异丙醇。
所述的改性填料通过如下方法制备得到：
(1)将硅灰石粉和纳米氧化锌混合后，加入水中，进行超声分散1.5h，得超声分散液；其中，硅灰石粉和纳米氧化锌的总重量与水的重量比为1:10；硅灰石粉和纳米氧化锌的重量比为3:1；
(2)在超声分散液中加入改性剂，继续超声分散1.5h后，过滤，取固体，干燥后即得所述的改性填料；其中，超声分散液与改性剂的重量比为10:3；改性剂为石油磺酸钙。
本实施例提供的防锈保护涂料的制备方法包括如下步骤：将上述原料混合，分散均匀，即得所述的防锈保护涂料。
实施例2防锈保护涂料的制备
本实施例提供的防锈保护涂料由如下重量份的原料制备而成：
其中，成膜物质为环氧树脂；防锈颜料由重量比为2:1的亚磷酸氢钙和磷酸钙组成；助剂为三乙醇胺；溶剂为异丙醇。
所述的改性填料通过如下方法制备得到：
(1)将硅灰石粉和纳米氧化锌混合后，加入水中，进行超声分散1.5h，得超声分散液；其中，硅灰石粉和纳米氧化锌的总重量与水的重量比为1:10；硅灰石粉和纳米氧化锌的重量比为3:1；
(2)在超声分散液中加入改性剂，继续超声分散1.5h后，过滤，取固体，干燥后即得所述的改性填料；其中，超声分散液与改性剂的重量比为10:3；改性剂为十二烷基苯磺酸钙。
本实施例提供的防锈保护涂料的制备方法包括如下步骤：将上述原料混合，分散均匀，即得所述的防锈保护涂料。
实施例3防锈保护涂料的制备
本实施例提供的防锈保护涂料由如下重量份的原料制备而成：
其中，成膜物质为环氧树脂；防锈颜料由重量比为2:1的亚磷酸氢钙和磷酸钙组成；助剂为三乙醇胺；溶剂为异丙醇。
所述的改性填料通过如下方法制备得到：
(1)将硅灰石粉和纳米氧化锌混合后，加入水中，进行超声分散1.5h，得超声分散液；其中，硅灰石粉和纳米氧化锌的总重量与水的重量比为1:10；硅灰石粉和纳米氧化锌的重量比为3:1；
(2)在超声分散液中加入改性剂，继续超声分散1.5h后，过滤，取固体，干燥后即得所述的改性填料；其中，超声分散液与改性剂的重量比为10:3；改性剂由重量比为1:1的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙组成。
本实施例提供的防锈保护涂料的制备方法包括如下步骤：将上述原料混合，分散均匀，即得所述的防锈保护涂料。
实施例4防锈保护涂料的制备
本实施例提供的防锈保护涂料由如下重量份的原料制备而成：
其中，成膜物质为环氧树脂；防锈颜料由重量比为3:1的亚磷酸氢钙和磷酸钙组成；助剂为三乙醇胺；溶剂为异丙醇。
所述的改性填料通过如下方法制备得到：
(1)将硅灰石粉和纳米氧化锌混合后，加入水中，进行超声分散1h，得超声分散液；其中，硅灰石粉和纳米氧化锌的总重量与水的重量比为1:8；硅灰石粉和纳米氧化锌的重量比为4:1；
(2)在超声分散液中加入改性剂，继续超声分散2h后，过滤，取固体，干燥后即得所述的改性填料；其中，分散液与改性剂的重量比为10:4；改性剂由重量比为2:1的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙组成。
本实施例提供的防锈保护涂料的制备方法包括如下步骤：将上述原料混合，分散均匀，即得所述的防锈保护涂料。
实施例5防锈保护涂料的制备
本实施例提供的防锈保护涂料由如下重量份的原料制备而成：
其中，成膜物质为环氧树脂；防锈颜料由重量比为2:1的亚磷酸氢钙和磷酸钙组成；助剂为三乙醇胺；溶剂为异丙醇。
所述的改性填料通过如下方法制备得到：
(1)将硅灰石粉和纳米氧化锌混合后，加入水中，进行超声分散2h，得超声分散液；其中，硅灰石粉和纳米氧化锌的总重量与水的重量比为1:12；硅灰石粉和纳米氧化锌的重量比为2:1；
(2)在超声分散液中加入改性剂，继续超声分散1h后，过滤，取固体，干燥后即得所述的改性填料；其中，超声分散液与改性剂的重量比为10:2；改性剂由重量比为1:2的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙组成。
本实施例提供的防锈保护涂料的制备方法包括如下步骤：将上述原料混合，分散均匀，即得所述的防锈保护涂料。
对比例1防锈保护涂料的制备
本对比例提供的防锈保护涂料由如下重量份的原料制备而成：
其中，成膜物质为环氧树脂；防锈颜料由重量比为2:1的亚磷酸氢钙和磷酸钙组成；助剂为三乙醇胺；溶剂为异丙醇；填料由重量比为3:1的硅灰石粉和纳米氧化锌组成。
本对比例提供的防锈保护涂料的制备方法包括如下步骤：将上述原料混合，分散均匀，即得所述的防锈保护涂料。
实施例6测试保护涂层的附着力
将实施例1～5和对比例1制备得到的防锈保护涂料涂覆在钢板表面得到保护涂层，在20～30℃下养护7天后参照ASTM D-4514标准中的方法测试保护涂层的附着力，测试结果见表1。
表1.防锈保护涂料附着力测试结果
| 附着力 | |
| 实施例1制备得到的防锈保护涂料 | 5.5MPa |
| 实施例2制备得到的防锈保护涂料 | 4.9MPa |
| 实施例3制备得到的防锈保护涂料 | 8.2MPa |
| 实施例4制备得到的防锈保护涂料 | 7.4MPa |
| 实施例5制备得到的防锈保护涂料 | 7.6MPa |
| 对比例1制备得到的防锈保护涂料 | 3.8MPa |
从表1实验结果可以看出，实施例1和2制备得到的防锈保护涂料，其附着力显著高于对比例1制备得到的防锈保护涂料；这说明：在防锈保护涂料中加入通过本发明所述方法对硅灰石粉和纳米氧化锌进行改性得到的改性填料，相比于加入未改性的由硅灰石粉和纳米氧化锌组成的填料，可以显著地提高防锈保护涂料的附着力。
从表1实验结果可以看出，实施例3制备得到的防锈保护涂料，其附着力进一步大幅高于实施例1和2制备得到的防锈保护涂料；同时，远远高于对比例1制备得到的防锈保护涂料；这说明：在改性填料的制备过程中，改性剂的选择对于制备得到的改性填料能否进一步大幅提高防锈保护涂料的附着力起着决定性作用；发明人在大量的实验中惊奇的发现，当改性剂选用由石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙组成的混合改性剂制备得到的改性填料，其对于防锈保护涂料附着力的提高程度要大幅高于选用单独的石油磺酸钙或单独的十二烷基苯磺酸钙作为改性剂制备得到的改性填料；同时选用石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙作为改性剂制备得到的改性填料可以协同提高防锈保护涂料的附着力。
实施例9金属过滤网保护涂层的制备
取实施例1～5任一方法制备得到的防锈保护涂料；将该防锈保护涂料涂覆在金属过滤网表面，即得金属过滤网保护涂层。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种改性填料，其特征在于，由硅灰石粉、纳米氧化锌和改性剂制备而成；所述改性剂为石油磺酸钙和/或十二烷基苯磺酸钙。
2.根据权利要求1所述的改性填料，其特征在于，所述改性剂为质量比为1：0.2～5的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙；
优选地，所述改性剂为质量比为1：0.5～2的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙；
优选地，所述改性剂为质量比为1：0.8～1.2的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙；
优选地，所述改性剂为质量比为1：1的石油磺酸钙和十二烷基苯磺酸钙。
3.根据权利要求1所述的改性填料，其特征在于，所述硅灰石粉和纳米氧化锌的质量比为1～5:1，优选为2～4:1，优选为3：1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的改性填料，其特征在于，所述硅灰石粉和纳米氧化锌的总质量与所述改性剂的质量比为1：1～5，优选为1：2～4，优选为1：3～3.5。
5.一种权利要求1-4任一项所述的改性填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述硅灰石粉和纳米氧化锌混合后，加入水中，进行超声分散，得超声分散液；
(2)在所述超声分散液中加入所述改性剂，继续超声分散，过滤，取固体，干燥后即得所述的改性填料。
6.根据权利要求5所述的改性填料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述超声分散的时间为1～2h；和/或，
步骤(2)所述超声分散的时间为1～2h后；和/或，
步骤(1)中硅灰石粉和纳米氧化锌的总重量与水的重量比为1:8～12；和/或，
步骤(2)中所述超声分散液与改性剂的重量比为10:2～4。
7.一种防锈保护涂料，其特征在于，所述防锈保护涂料包含如下组分：成膜物质、防锈颜料、权利要求1-4任一项所述的改性填料、助剂以及溶剂。
8.根据权利要求7所述的防锈保护涂料，其特征在于，所述防锈保护涂料包含如下重量份的组分：
优选地，所述防锈保护涂料包含如下重量份的组分：
优选地，所述防锈保护涂料包含如下重量份的组分：
9.根据权利要求7或8所述的防锈保护涂料，其特征在于，所述的成膜物质为环氧树脂；和/或，
所述的防锈颜料由重量比为2～3:1的亚磷酸氢钙和磷酸钙组成；和/或，
所述的助剂为三乙醇胺；和/或，
所述的溶剂为异丙醇。
10.一种金属过滤网保护涂层，其特征在于，由权利要求7-9任一项所述的防锈保护涂料涂覆在金属过滤网表面而制得。
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