CN1528844A - 柔性陶瓷耐磨耐热重防腐蚀涂料 - Google Patents

Abstract

柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，是由环氧树脂与多种陶瓷粉、防锈颜料和固化剂为主体的常温固化的耐磨、耐热重防腐蚀涂料，涂料各组份的重量组成(以环氧树脂100份重量计)为：(1)环氧树脂：100；(2)添加剂：50～120；(3)防锈颜料：8～25；(4)陶瓷粉：100～200；(5)混合溶剂：40～70；涂料∶固化剂＝(35～50)∶1(重量比)。本涂料双组分混合后，无须底漆，可在常温下直接喷涂或涂刷在金属表面，具有极好的耐磨性、耐腐蚀性、耐冲击性能和柔韧性，能有效隔绝酸、碱、盐类、海水的侵蚀。涂层表面致密、光滑，对传输介质阻力小，可广泛应用于输油管线、石油储罐及化工设备、船舶、砂轮叶片、泵、除尘器、海上钢结构件等。

Description

柔性陶瓷耐磨耐热重防腐蚀涂料

                    (一)技术领域

本发明涉及一种由环氧树脂与多种陶瓷粉、防锈颜料和固化剂为主体的常温固化的耐磨、耐热重防腐蚀涂料。

                    (二)背景技术

目前，耐磨陶瓷涂料，主要分为两大类，一种为粉末涂料，如中国专利《高强防腐耐磨粉末涂料及其涂覆方法》(CN 00126503.2)要求工件加热到220-270℃，制造工艺、生产与涂装设备复杂，耗能大，成本较高；低温固化难，更不宜常温固化，对材料形状和厚度有一定限制，推广困难。另一类常温固化的耐磨陶瓷涂料，如中国发明专利《一种重防腐蚀耐磨陶瓷涂料》(CN 1325931)，其陶瓷粉由TiO₂、Al₂O₃、Si₃N₄组成，其中Si₃N₄工业化程度低，价格昂贵，增加了涂料的成本，使得其推广应用受到很大的限制。

针对目前耐磨陶瓷涂料成本高，价格贵的缺点，发明了一种选材工业化程度高，施工工艺简单，涂层致密，渗透率低，耐磨性能好的耐磨陶瓷涂料。

                    (三)发明内容

本发明提供一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，由环氧树脂与改性环氧树脂和多种陶瓷粉、新型防锈颜料、添加剂、混合溶剂、改性胺类固化剂组成，可常温固化，涂层结构致密，具有优良耐磨性、柔韧性、耐冲击性和附着力，施工操作简便，价格便宜。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征是多种环氧树脂与多种陶瓷粉、新型防锈颜料、添加剂、混合溶剂、改性胺类固化剂相配合，制成的可常温固化的柔性陶瓷耐磨、耐热、防腐蚀涂料。涂料各组成的重量组成(以环氧树脂100份重量计)为：

(1)环氧树脂：100；

(2)添加剂：50～120；

(3)防锈颜料：8～25；

(4)陶瓷粉：100～200；

(5)混合溶剂：40～70；

涂料∶固化剂＝(35～50)∶1(重量比)。

一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征在于环氧树脂为普通型环氧树脂和改性环氧树脂。

上述涂料，其特征在于普通环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂或者双酚A型固体环氧树脂。

双酚A型液体环氧树脂如E-55、E-51、E-44；或者双酚A型固体环氧树脂如E-42、E-35、E-31、E-20、E-12、E-06、E-03等。

一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征在于改性环氧树脂为酚醛改性环氧树脂或有机硅改性环氧树脂。

上述涂料，其特征在于改性环氧树脂为酚醛改性环氧树脂如F-51、F-46、F-44或有机硅改性环氧树脂ES-06、ES-44、ES-03等。

一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征在于添加剂为体质填料：重晶石粉、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、滑石粉、瓷土、云母粉、石棉粉、石英粉、碳酸镁、钛白粉、氧化锌、硫化锌；表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠、长链多氨基酰胺磷酸盐、聚缩酸钠盐、十八烷酸胺乙基、二甲基、β-羟乙基胺三硝酸盐、十八烷酰胺丙基、二甲基β-羟乙基铵三磷酸二氢盐：流平剂：聚酯有机硅：偶联剂：乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、氨基硅烷、烃基硅烷。

一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征在于防锈颜料为铝粉、玻璃鳞片、石墨、云母氧化铁、磷酸锌、三聚磷酸铝、三聚磷酸钛、以及铬锌黄、四盐基铬酸锌、铬酸锶和有机铬酸盐。

一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征在于陶瓷粉为不同AL₂O₃含量的陶瓷粉、莫来石粉。

一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征在于混合溶剂为苯类、醇类、酯类及其它们的衍生物及三者的混合物或者其中二者的混合物。

一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征在于混合溶剂之间配比为二甲苯∶正丁醇＝2-5∶1；甲苯∶异丙醇＝1.5-4∶1；甲苯∶甲醇∶乙酸乙酯＝1.5-3∶2-3∶1-2：甲苯∶正丁醇＝2-5∶1；二甲苯∶异丁醇＝3-6∶1；乙酸乙酯∶甲醇∶正丁醇＝2-4∶1-3∶1；甲苯∶异丁醇＝2-5∶1。

一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征在于胺类固化剂为：乙二胺、三乙撑四胺、聚酰胺、二乙胺基丙胺；改性胺类固化剂：酚醛一己二胺缩合物、环氧丙烷丁基醚-二乙撑三胺加成物、N-氨乙基哌嗪、二酮丙烯酰胺的胺基加成物。

成膜物质采用环氧树脂与改性环氧树脂相配合，利用其优良的机械性能和附着力强、耐蚀和抗渗透性好的特点，辅以改性环氧树脂，提高了涂膜整体的耐热性能：利用陶瓷填料硬度高、耐磨损等物理特性，采用重质、轻质陶瓷粉相配合，在涂膜中形成一定的交叉网络结构，合理选用添加剂的颜料体积浓度，在被涂物体表面与涂料其他组分一起，形成致密的防护层，其中轻质陶瓷粉还能起到一定的润滑作用。该涂料甲组分重量组成为：环氧树脂，100；添加剂，50～120；防锈颜料，8～25：陶瓷粉，100～200；混合溶剂，40～70。涂料∶固化剂＝(35～50)∶1(重量比)。所采用陶瓷粉为AL₂O₃和高熔莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)。扫描电镜图显示，在涂料体系中陶瓷粉与各组分比例得当，形成了排列紧密的网络结构。电化学实验进一步表明，所成涂膜电阻值变化慢，抗渗水能力强，实际涂装结果也证明了这一点。

其具体生产工艺为：原料分析化验合格后，按配方称取溶剂、树脂，放入分散釜中，直至环氧树脂溶解。将添加剂、防锈颜料、陶瓷粉加入混合溶液中，在高速搅拌机中进行搅拌、分散。所得混合浆液放入砂磨机中，调节砂磨机到最佳转速，研磨48小时，进行产品检验，合格后即可过滤包装。

施工中，首先要进行表面预处理：用喷丸或喷砂除锈，质量应达到Sa21/2级(GB8923-89)；若用手工除锈，质量应达到St3级。涂漆前，应除去表面的油污、灰尘等杂质。处理干净的钢板应及时涂漆，以防重新生锈。

其次，将涂料甲、乙组份按比例混合。涂料放置过久，可能出现沉降。使用前要充分搅拌，直至形成均匀悬浮液。

本发明，可以在常温下进行涂刷，经检测涂膜机械性能如下：柔韧性，1(mm)附着力，1级；抗冲击性能，50(kg/cm²)：耐磨性能(1000g/500转)，20mg。经浸泡实验表明，本涂料在常温酸、碱、盐溶液、汽油、煤油、柴油、水的混合物、80℃油田污水中长期浸泡无变化，特别在3.5％NaCl中长期浸泡，渗透率保持稳定。所以涂层具有极好的耐磨性、耐腐蚀性、耐冲击性能和柔韧性，不需底漆，可直接涂覆，能有效隔绝酸、碱、盐类、海水的侵蚀，涂层表面致密、光滑，对传输介质阻力小，可应用于输油管线、石油储罐及化工设备、船舶、砂轮叶片、泵、除尘器、海上钢结构件等。

本项研究采用常温固化，大大降低了成本，利用电化学阻抗谱方法与国内外相关涂料品种进行了对照实验，表明涂膜的抗腐蚀性能优良，渗水率低，优于国内外同类产品。VOC含量低，符合环保要求：固体份含量高，一次成膜厚度大，减少了施工道数，提高了工效。原料立足国内，生产工艺成熟、环保，产品性能稳定可靠，具备了工业化生产的条件。

                 (四)具体实施方式

下面将描述本发明的几个实施例，进一步说明本发明，但本发明的内容完全不局限于此。

实施例1

                 涂料各组成的重量份数为：

                 环氧树脂：100(其中：普通环氧树脂：70；改性环氧树脂：30)；

                 混合溶剂为甲苯：30；正T醇：20；

                 氧化铝：100；

                 莫来石：50；

                 沉淀硫酸钡：50；

                 云母氧化铁：20；

经研磨后，在使用前加入10份乙二胺，过半小时使用。该涂料对一长期应用于180℃、微酸环境下的除尘器进行了涂装。通过近两年的实际使用，该涂料表面完整、无脱落，耐热性能优良，防腐蚀效果显著。

实施例2

                 涂料各组成的重量份数为：

                 环氧树脂：100(其中：普通环氧树脂：40；改性环氧树脂：60)；

                 混合溶剂为甲苯：20；甲醇：20；乙酸乙酯：25

                 氧化铝：60；

                 莫来石：120；

                 滑石粉：80；

                 磷酸锌：15；

经研磨后，在使用前加入8份酚醛一己二胺缩合物，2份聚酰胺过半小时使用。应用该涂料对发电厂冷却水系统中的砂轮叶片进行涂装，通过近两年的实际使用，该涂料表面完整、无脱落。耐磨性能优良，防腐蚀效果显著。

实施例3

                 涂料各组成的重量份数为：

                 环氧树脂：100(其中：普通环氧树脂：50；改性环氧树脂：50)；

                 混合溶剂为二甲苯：35；正丁醇：10；

                 流平剂：5

                 氧化铝：70；

                 莫来石：50；

                 轻质碳酸钙：115

                 铬酸锌：8

经研磨后，在使用前加入8份聚酰胺，过半小时使用。应用该涂料对除流塔进行涂装，通过近1年的实际使用，该涂料表面完整、无脱落。耐磨性能优良，防腐蚀效果显著。

Claims (10)

1、一种柔性陶瓷耐磨耐热重防腐涂料，其特征是多种环氧树脂与多种陶瓷粉、新型防锈颜料、添加剂、混合溶剂、改性胺类固化剂相配合，制成的可常温固化的柔性陶瓷耐磨、耐热、防腐蚀涂料。涂料各组成的重量组成(以环氧树脂100份重量计)为：

(1)环氧树脂：100；

(2)添加剂：50～120；

(3)防锈颜料：8～25；

(4)陶瓷粉：100～200；

(5)混合溶剂：40～70；

涂料∶固化剂＝(35～50)∶1(重量比)。

2、根据权利要求1所述涂料，其特征在于环氧树脂为普通型环氧树脂和改性环氧树脂。

3、根据权利要求2所述涂料，其特征在于普通环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂或者双酚A型固体环氧树脂。

4、根据权利要求1所述涂料，其特征在于改性环氧树脂为酚醛改性环氧树脂或有机硅改性环氧树脂。

5、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于添加剂为体质填料：重晶石粉、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、滑石粉、瓷土、云母粉、石棉粉、石英粉、碳酸镁、钛白粉、氧化锌、硫化锌；表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠、长链多氨基酰胺磷酸盐、聚缩酸钠盐、十八烷酸胺乙基、二甲基、β-羟乙基胺三硝酸盐、十八烷酰胺丙基、二甲基β-羟乙基铵三磷酸二氢盐；流平剂：聚酯有机硅；偶联剂：乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、氨基硅烷、烃基硅烷。

6、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于防锈颜料为铝粉、玻璃鳞片、石墨、云母氧化铁、磷酸锌、三聚磷酸铝、三聚磷酸钛、以及铬锌黄、四盐基铬酸锌、铬酸锶和有机铬酸盐。

7、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于陶瓷粉为不同AL₂O₃含量的陶瓷粉、莫来石粉。

8、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于混合溶剂为苯及其衍生物、醇类、酯及其它们的衍生物或三者的混合物或者其中二者的混合物。

9、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于混合溶剂之间配比为二甲苯∶正丁醇＝2-5∶1；甲苯∶异丙醇＝1.5-4∶1；甲苯∶甲醇∶乙酸乙酯＝1.5-3∶2-3∶1-2；甲苯∶正丁醇＝2-5∶1；二甲苯∶异丁醇＝3-6∶1；乙酸乙酯∶甲醇∶正丁醇＝2-4∶1-3∶1；甲苯∶异丁醇＝2-5∶1。

10、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于胺类固化剂为：乙二胺、三乙撑四胺、聚酰胺、二乙胺基丙胺；改性胺类固化剂：酚醛一己二胺缩合物、环氧丙烷丁基醚-二乙撑三胺加成物、N-氨乙基哌嗪、二酮丙烯酰胺的胺基加成物。