高耐磨性防腐涂料的研制
一种高耐磨防腐蚀涂料及其制备方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710683524.9(22)申请日 2017.08.11(71)申请人 金华联创塑粉科技有限公司地址 321016 浙江省金华市婺城区八达中路83号21幢(72)发明人 马红星 (51)Int.Cl.C09D 163/00(2006.01)C09D 179/08(2006.01)C09D 181/02(2006.01)C09D 127/18(2006.01)C09D 127/12(2006.01)C09D 161/06(2006.01)C09D 5/08(2006.01)C09D 7/12(2006.01)(54)发明名称一种高耐磨防腐蚀涂料及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种高耐磨防腐蚀涂料及其制备方法，其具体步骤如下：（1）将纳米氧化锌、纳米氧化铬和纳米硫酸钡混合均匀，然后拌入硅藻土，充分球磨得到包覆粉体；（2）将包覆粉体加入液体环氧树脂中，球磨，使得包覆粉体在液体环氧树脂中分散均匀，得到第一浆料，备用；（3）将聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚全氟乙丙稀、聚三氟氯乙烯、酚醛树脂、消泡剂和2/3配方量的稀释剂加入反应釜中，先经搅拌分散，然后砂磨机分散，得到第二浆料；（4）向冷冻处理后的第二浆料中依次加入步骤（2）所得第一浆料、液体聚丁二烯和流平剂，搅拌分散，然后加入剩余配方量的稀释剂，搅拌，过滤，包装，即得。
本发明所得涂料具有优异的耐磨性和防腐蚀性。
权利要求书1页 说明书7页CN 107325687 A 2017.11.07C N 107325687A1.一种高耐磨防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将质量比为1：2：2的纳米氧化锌、纳米氧化铬和纳米硫酸钡混合均匀，然后拌入三者总重量1～2%的硅藻土，充分球磨得到包覆粉体；（2）将包覆粉体加入0.3～0.4倍重量的液体环氧树脂中，球磨，使得包覆粉体在液体环氧树脂中分散均匀，得到第一浆料，备用；（3）将聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚全氟乙丙稀、聚三氟氯乙烯、酚醛树脂、消泡剂和2/3配方量的稀释剂加入反应釜中，先经搅拌分散，然后砂磨机分散，得到第二浆料；（4）向冷冻处理后的第二浆料中依次加入步骤（2）所得第一浆料、液体聚丁二烯和流平剂，搅拌分散，然后加入剩余配方量的稀释剂，搅拌，过滤，包装，即得；其中，第一浆料、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯、酚醛树脂、消泡剂、稀释剂、液体聚丁二烯、流平剂的质量比为1：0.1～0.2：0.3～0.4：0.2～0.3：0.2～0.3：0.4～0.5：0.03～0.04：0.02～0.03：0.1～0.2：0.03～0.04。
高耐磨性防腐涂料的研制
海 洋 为人类生 活的改善 、 社会经 济的发展提供 了宝 贵的资源 ， 开发海洋资源 已成 为各 个 国家发 展 的战 略重点 。海洋资源 的开发 和利用 ， 离不开海 上 基 础设施 的建设 。由于海洋苛刻 的腐蚀 环境 ， 钢铁 构筑物 的腐蚀 不可避免 。 为使 金属构件 防腐 ， 给其 表面 涂敷 有机 涂层 ，
苯胺 等辅 助成 分 ， 功 地解 决 了硬 度与 柔 韧 性之 间的 矛 盾 ， 备 出一 种 新 型 的高 耐 磨 、 硬 度 防腐 涂 料 ， 成 制 高 可 望在 海 洋 防 腐与 石 油 管道 防 腐 等 多种 领 域 应 用 。 关键 词 ： 防腐 涂 料 ； 耐磨 ； 备 制 中 圈分 类 号 ： ３ ７ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ —０４（Ｏ２０ —０９ —０ １ ９ ０５ ２Ｏ ）２ ０６ ３ ０
１． ２ 配 置 工 艺 ２．
涂料 的制备
称 取 Ｅ一４ ４和 Ｅ一５ 溶 于 适 量 ｌ
溶剂中 ， 加人填料和颜料 ， 再加人 偶联 剂球磨２ｈ 得 Ａ组 分 。多元胺 类作 为 Ｂ组 分。Ａ组 分 与 Ｂ组分
按 １：（ ４ｌ质量 比） 混合 即制成 高耐磨性 防腐 涂料。
底板 的表 面处 理 首 先 将 马 口铁 皮 和 钢 板 用０ 砂 布 或 ２０ ０ 水 砂 纸 沿 纵 向 往 复 打 磨 除 锈 ， 去掉 镀 锌 层 。 以 溶 剂 （ Ｏ 油 漆 溶 剂 油 或 二 甲 ２Ｏ 苯） 洗净 、 干备用 。玻璃 板 用 热肥 皂 水 洗 涤 ， 擦 用 清水 冲净 、 干 ， 敷 涂 料 前 再 用 脱 脂 棉 蘸 溶 剂 擦 涂 擦净 ， 晾干 使 用 。 试样 的 制 备 将 制 备 的涂 料均 匀 喷 涂 或 刷 涂 在制备 的底 板上 制成 各 种 试 样 ， 固化 ２ ０ｈ后 ， 测 试其各 种性 能 。
《高性能水性金属防腐涂料的制备及性能研究》
《高性能水性金属防腐涂料的制备及性能研究》摘要：随着现代工业技术的不断发展和环境保护意识的增强，对金属防腐涂料的需求逐渐增大。
本论文针对高性能水性金属防腐涂料的制备及性能进行了深入研究，通过优化配方和改进制备工艺，成功制备出一种具有优异防腐性能的涂料。
本文首先介绍了研究背景和意义，然后详细阐述了实验材料和方法、实验结果及分析，最后对研究结果进行了总结和展望。
一、研究背景及意义金属防腐涂料是保护金属材料免受腐蚀的重要手段之一。
随着工业技术的快速发展和环保要求的提高，传统溶剂型防腐涂料已无法满足市场需求。
因此，开发具有优异防腐性能、环保无害的高性能水性金属防腐涂料显得尤为重要。
本研究的目的是通过制备高性能水性金属防腐涂料，提高金属材料的耐腐蚀性能，延长其使用寿命，同时为环保事业做出贡献。
二、实验材料和方法1. 实验材料实验所需材料包括树脂、颜料、添加剂、溶剂等。
其中，树脂是涂料的成膜物质，对涂料的性能起着关键作用。
颜料可提高涂层的耐候性、遮盖力等性能。
添加剂包括防腐剂、流平剂、消泡剂等，用于改善涂料的性能。
溶剂主要起到调节涂料粘度和分散颜料的作用。
2. 实验方法（1）配方设计：根据实际需求，设计出适合的涂料配方。
（2）制备工艺：将各组分按照一定比例混合，经过研磨、分散、调色等工艺步骤，制备出涂料。
（3）性能测试：对制备出的涂料进行性能测试，包括耐盐雾性、附着力、柔韧性等。
三、实验结果及分析1. 制备工艺优化通过调整配方中各组分的比例和制备工艺参数，成功制备出具有优异性能的高性能水性金属防腐涂料。
优化后的制备工艺包括选择合适的树脂、颜料和添加剂，以及调整研磨、分散、调色等工艺参数。
2. 性能测试结果（1）耐盐雾性：经过多次耐盐雾性测试，本研究所制备的高性能水性金属防腐涂料表现出优异的耐腐蚀性能。
在规定的测试时间内，涂层未出现明显的腐蚀现象。
（2）附着力：涂层的附着力是衡量涂料性能的重要指标之一。
本研究所制备的涂料具有良好的附着力，可与金属基材紧密结合，防止涂层脱落。
高分子耐磨涂料的制备工艺
高分子耐磨涂料的制备工艺
高分子耐磨涂料的制备工艺通常包括以下步骤：
1. 原料准备：选择合适的高分子树脂作为基料，以及添加耐磨剂、填料等辅助材料。
根据涂料的使用要求，选用不同的原料进行配比。
2. 预处理：将高分子树脂和辅助材料进行预处理，包括临界温度控制、溶解、研磨等步骤，以确保原料的均匀性和稳定性。
3. 混合：将预处理好的高分子树脂和辅助材料进行混合，可以采用搅拌、分散和其他混合方法，以确保各种原料充分混合均匀。
4. 添加助剂：根据实际需要，可添加稀释剂、流平剂、固化剂等助剂，以提高涂料的性能和使用性能。
5. 调整粘度：根据涂装要求，调整涂料的粘度，使其适用于不同的涂装工艺要求。
6. 过滤：对调整好的涂料进行过滤，去除其中的杂质和颗粒，保证涂料的光滑和均匀。
7. 包装：将制备好的高分子耐磨涂料进行包装和存储，确保其质量和稳定性。
制备高分子耐磨涂料的工艺流程可以根据涂料的具体要求和使用环境不同而有所变化，但以上步骤通常是基本的工艺流程。
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2. 5 膜的厚度 值得指出的是 , 在对漆膜跟踪测试的过程
中 ,在前 48 h ,漆膜的厚度对测试结果影响很大 。 漆膜偏厚 , 则耐冲击性和附着力增强而硬度下 降 ;漆膜太薄 ,则测试结果相反 。因此 ,控制漆膜 厚度对实验测试显得很重要 。 2. 6 涂料性能测试结果
1. 2. 2 配置工艺 涂料的制备 称取 E - 44 和 E - 51 溶于适量
溶剂中 ,加入填料和颜料 ,再加入偶联剂球磨2 h得 A 组分。多元胺类作为 B 组分。A 组分与 B 组分 按 14∶1 (质量比) 混合即制成高耐磨性防腐涂料。
底板的表面处理 首先将马口铁皮和钢板 用0 # 砂布或 200 # 水砂纸沿纵向往复打磨除锈 , 去掉镀锌层 。以溶剂 (200 # 油漆溶剂油或二甲 苯) 洗净 、擦干备用 。玻璃板用热肥皂水洗涤 ,用 清水冲净 、擦干 ,涂敷涂料前再用脱脂棉蘸溶剂 擦净 ,晾干使用[5 ] 。
耐碱 (10 % NaOH) 耐盐 (3 % NaCl)
检测结果
1 1 ≥4. 9 81. 0 表干 ≤3 实干 ≤20 0. 68 36 3 7 天无皱纹 、 不开裂 、不起泡
检测标准 GB/ T 1720 GB/ T 1731 GB/ T 1732 GB/ T 1725 GB/ T 1728
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· 9 8 · 石 化 技 术 与 应 用 第 20 卷
(西安交通大学 环境与化学工程学院 ,陕西 西安 710049)
摘要 :采用环氧树脂/ 多元胺固化体系为主要成膜物质 ,以高细度氧化铝和氧化硅等为填料 ,并加入聚 苯胺等辅助成分 ,成功地解决了硬度与柔韧性之间的矛盾 ,制备出一种新型的高耐磨 、高硬度防腐涂料 ,可 望在海洋防腐与石油管道防腐等多种领域应用 。
GB/ T 1730 GB/ T 1723 GB/ T 1768 GB/ T 1763
参考文献 :
[1 ] 侯保荣. 海洋腐蚀环境理论及其应用[M] . 北京 :辞学出版社 , 1999.
[2 ] 张兴华. 水基涂料 —原料选择·配方设计·生产工艺 [ M] . 北 京 :中国轻工业出版社 ,2000.
磨性 ,可作为耐磨面漆使用 。 c. 高耐磨性防腐涂料附着力优良 ,耐冲击性
极强 ,可望作为海洋防污涂料的底漆使用 。
∀ —1∶1 ,4 h ; ▲—1∶1 ,15 h ; ●—1∶1 ,20 h ; ■—1∶1 ,40 h ; —1∶1∶0. 2 ,4 h ; △—1∶1∶0. 2 ,15 h ;
要的一环。从图 1 和图 2 可以看出 ,环氧树脂与固 化剂的质量比为 4∶1 时 ,漆膜固化效果最佳。图 3、 图 4 (图例中“, ,”前后分别表示固化剂的组成配比 和固化时间) 更明确地说明了这一点。
3 结论 a. 高耐磨性防腐涂料漆膜性能优良 ,可长时
间应用于条件苛刻的环境中 。 b. 高耐磨性防腐涂料具有优良的硬度和耐
所制备涂料经常州市涂料研究院国家涂料 质量监督检验中心检测 ,综合性能优良 (如表 1 所列) 。
表 1 耐磨防腐涂料的主要性能
检验项目 附着力/ 级 柔韧性 (曲率半径) / mm 冲击强度/ (J ·m - 1) 固体含量 (质量分数) / % 干燥时间 (232 ℃) / h 硬度 黏度 (涂 - 4 杯) / s 耐磨性 (0. 5 g/ r) / mg 耐酸 (10 % H2SO4)
[3 ] 金家仁 ,高兆鑫 ,于志鑫. 赛克 54 柔性陶瓷涂料及其应用[J ] . 石油工程建设 ,1999 , (5) :11 - 14.
[4 ] 贾梦秋 ,霍金花. 重防腐耐磨陶瓷涂料的研制 [J ] . 北京化工 大学学报 ,2001 , (1) :73 - 75.
[5 ] GB 1727 —79 ,漆膜一般制备法[ S] . [6 ] 武利民 ,李丹 ,游波. 现代涂料配方设计[ M] . 北京 :化学工业
第 2 期 强军锋等 1 高耐磨性防腐涂料的研制 · 97 ·
氧值不同的双酚 A 型环氧树脂作为成膜物质 ,型 号分别是 E - 44 和 E - 51 。E - 44 环氧值较低 , 成膜固化后硬度较差 ,但耐冲击性 、柔韧性较好 ; E - 51 环氧值较高 ,成膜固化后硬度较高 ,但耐冲 击性 、柔韧性较差[7] 。又因为这 2 种环氧树脂互 溶性极好 ,因此选用其混合物 ,可使漆膜具有良 好的物理和机械性能 。 2. 2 填料及颜料
涂料中加入填料 ,除了能提高涂料的固含量 而降低成本外 ,也可以显著改善涂料的性能 。本 研究采用氧化铝 、氧化硅作为主要填料 ,这是因 为它们是无机惰性填料 , 不参与涂料的固化反 应 ,可以降低固化收缩率 ,并能和环氧树脂紧密 结合 ,形成致密的保护层 ,提高涂料内部附着力 和耐磨性等 。
高耐磨性防腐涂料除了采用氧化硅和氧化 铝作为主填料外 ,还选择 PANI、炭黑及钛白粉等 颜料作为辅助填料 。将 PANI、炭黑和钛白粉按一 定的比例混合 ,配制成银灰色颜料 。PANI 主要用 于防腐[8 - 13] 。填料和环氧树脂混合 ,固化后被环 氧树脂紧紧包裹 ,通过调整环氧树脂和填料的比 例 ,可以使涂料同时具有陶瓷的刚性和环氧树脂 的韧性 ,取得了理想的效果 。 2. 3 溶剂
为使金属构件防腐 ,给其表面涂敷有机涂层 , 是一种十分普遍的方法[2] ,其防腐作用来自于两方 面 :一是涂料的不渗透性即密着性 ,隔绝了金属与 外界的接触 ;二是颜料、填料的缓蚀作用。目前 ,美 国 Freecom 公司的 CK - 54 系列在海洋防腐、石油 管道防腐方面处于国际领先地位 ,也是我国海上石 油管道防腐的主要材料[3] 。但是其引进成本昂贵 , 给大面积使用造成困难 。本工作旨在研制和开发 一种海洋防腐与石油运输管道防腐相结合的高耐 磨 、高防腐的陶瓷涂料[4] 。
出版社 ,2000. [7 ] 陈平 ,刘胜平. 环氧树脂[M] . 北京 :化学工业出版社 ,1999. [8 ] POSDORFER Joerg , WESSLING Bernhard. Corrosion protection by
the organic metal polyaniline : results of immersion , Volta potential and impedance studies[J ] . Fresenius J Anal Chem , 2000 , 367 : 343 - 345. [ 9 ] POSDORFER J , WESSLING B. Oxidation of copper in the presence of the organic metal polyaniline [J ] . Synth Met , 2001 , 119 :363 364. [10 ] FAHLMAN M , JASTY S , EPSTAIN A J . Corrosion protection of
1 实验部分 1. 1 主要原料
E - 44 、E - 51 型环氧树脂 ; 甲基异丁基甲 酮 及 辅 助 溶 剂 ; 氧 化 硅 、氧 化 铝 、聚 苯 胺 ( PANI) 、炭黑 、钛白粉等填料和颜料 ; 多元胺 类混合固化剂 。 1. 2 试样制备 1. 2. 1 试样底板
88 mm ×100 mm ×3 mm 硬度良好的玻璃板 ; 100 mm ×100 mm ×(0. 2～0. 3) mm 马口铁皮 ;25 mm ×100 mm ×(0. 2～0. 3) mm 马口铁皮 ;50 mm ×100 mm ×(0. 45～0. 55) mm A3 钢板 。
高耐 磨 性 防 腐 涂 料 使 用 酮 类 溶 剂 。酮 类 溶 剂具有高流动性和优良的化学稳定性 ,对非极性 树脂有良好的溶解力[6] 。经过实验筛选 ,选用甲 基异丁基甲酮作溶剂 。甲基异丁基甲酮能与助 剂完全混溶 ,赋予涂料良好的流动性和光泽度 , 提高抗泛白能力 。 2. 4 固化剂及其与环氧树脂配比的优化
高耐磨性防腐涂料是一种常温下使用的涂 料 ,因此固化剂的选择尤为重要 。在大量实验的 基础上 ,通过对漆膜性能的综合分析与研究 ,选 用脂肪族多元胺和改性多元胺的混合物作为主 固化剂 ,并在固化剂中加入少量双酚 A 。大量实 验表明 (如图 1 、图 2 所示 ,图例中 “, ,”前表示固 化剂各组分的配比 “, ,”后表示环氧树脂和固化 剂的配比) 3 组分固化剂优于 2 组分固化剂 ,且多 元胺类 、改性多元胺类和双酚 A 的质量比为 1∶1∶ 0. 2 时 ,固化效果最佳 。这是由于双酚 A 中苯环 的作用 ,可以增加漆膜的牢度 ,增强漆膜的拉伸 强度和耐冲击性 。
□—1∶1∶0. 2 ,2∶1 ; ○—1∶1∶0. 2 ,3∶1 ; △—1∶1∶0. 2 ,4∶1 ; —1∶1∶0. 2 ,5∶1 ; ■—1∶1 ,2∶1 ; ●—1∶1 ,3∶1 ; ▲—1∶1 ,4∶1 ; ∀ —1∶1 ,5∶1 图 1 硬度随时间的变化
□—1∶1∶0. 2 ,2∶1 ; ○—1∶1∶0. 2 ,3∶1 ; △—1∶1∶0. 2 ,4∶1 ; —1∶1∶0. 2 ,5∶1 ; ■—1∶1 ,2∶1 ; ●—1∶1 ,3∶1 ; ▲—1∶1 ,4∶1 ; ∀ —1∶1 ,5∶1 图 2 冲击强度随时间的变化
第 20 卷 第 2 期 2002 年 3 月
石 化 技 术 与 Petrochemicaication
V ol . 2M0a r.N2o0.022
研究与开发 (96～98)
高耐磨性防腐涂料的研制
强军锋 ,王杨勇 ,井新利
收稿日期 :2001 - 10 - 09 ;修回日期 :2001 - 11 - 27 基金项目 :国家自然科学基金项目 (59903005) 作者简介 : 强军锋 (1974 - ) ,男 ,陕西咸阳人 ,在读硕士研究 生。