一种防碱性腐蚀涂料的制备方法与流程

文档序号:12793376阅读:178来源:国知局

本发明涉及一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,属于涂料技术领域。



背景技术:

随着工业的迅速发展,金属腐蚀的问题越来越严重,国家科技部门、各个工厂对腐蚀问题也越来越重视。腐蚀对化工等行业的危害极大,不仅在与金属资源受到损失,还在于正常生产受到影响,因腐蚀造成的设备事故给职工人身安全带来严重的威胁。

在众多涂料品种中环氧树脂在防腐涂料中占据重要地位,是被广泛作为金属防腐用的一种涂层材料,具有优异的粘结力、耐化学药品、防腐蚀和耐水性能,其产量日增,新品种相继出现,是极有发展前途的涂料品种,通过添加不同的填料和调整固化剂的品种,可以制成性能各异的环氧树脂防腐涂料,适用于不同场合的防腐需要,达到良好的保护效果。

但目前金属用防碱性腐蚀涂料技术存在防腐期限短、耐冲刷性差、漆膜不稳定、环境污染等问题。



技术实现要素:

本发明针对现有技术存在的问题,提供一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,即采用化学改性法对环氧树脂进行改性,加入颜填料和固化剂即得防碱性腐蚀涂料,本发明方法制备的防碱性腐蚀涂料具有施工方便、价格低廉、附着力高,柔韧性好、抗冲击强度高、耐擦洗性强、耐腐蚀性强等特点。

一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,具体步骤如下:

(1)在温度30~45℃条件下,将环氧树脂溶解到有机溶剂中并混合均匀得到溶液a;

(2)在步骤(1)所得溶液a中加入颜填料,在温度为50~70℃条件下搅拌均匀然后冷却至室温得到溶液b;

(3)在室温条件下,在步骤(2)所得溶液b中加入乙二胺,搅拌均匀即得防碱性腐蚀涂料;

所述步骤(1)中有机溶剂为二甲苯、正丁醇的一种或任意比两种,环氧树脂与有机溶剂的固液比g:ml为1:1~3;

所述步骤(1)中环氧树脂为双酚a型e-44型环氧树脂或e-20型环氧树脂;

所述步骤(2)中颜填料的粒径为200目,颜填料为碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的混合物,其中混合物中碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的质量比为6:36~1:36~1:36~1,溶液a与颜填料的液固比g:ml为15:1~6;

所述步骤(3)中乙二胺与环氧树脂的液固比ml:g为1~5:100。

本发明的有益效果是:

(1)本发明方法的工艺简单易行,环保无污染,易于推广使用;

(2)本发明制备的防碱性腐蚀涂料施工方便、价格低廉,并且对金属的附着力好,结构气孔小,结构致密,具有优良的附着力,柔韧性好、抗冲击强度高、耐碱性腐蚀性能力强,对金属基体起到高效的保护作用。

(3)本发明制备的防碱性腐蚀涂料,在环氧树脂中添加了碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁,其中碳化钨耐高温性能、良好的化学稳定性和抗侵蚀性能、较高的硬度,赋予涂膜耐高温,在酸性碱性环境下有很好的化学稳定性和提高涂膜的耐磨性,其中氧化硅可增强涂膜的硬度及耐磨性,作为一种惰性物质,可提高涂料本身的耐腐蚀性,其中氧化锌在碱性环境下提高基材的防锈能力,并可提高涂料的耐温蚀、耐磨、耐老化的能力,其中氧化铁在碱性环境条件下提高基材的防锈能力,红棕色的颜色有较强的遮盖能力。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1:一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,具体步骤如下:

(1)在温度45℃条件下,按照环氧树脂(环氧树脂为e-44型环氧树脂)与有机溶剂的固液比g:ml为2:3的比例,将100g环氧树脂(环氧树脂为e-44型环氧树脂)溶解到150ml有机溶剂(有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合有机溶剂,其中二甲苯和正丁醇的体积比为7:3)中,并在磁力搅拌条件下搅拌40min混合均匀得到溶液a;

(2)按照溶液a与颜填料的液固比ml:g为15:4的比例,在30ml步骤(1)所得溶液a中加入8g颜填料(颜填料的粒径为200目,颜填料为碳化钨、二氧化硅、氧化锌、氧化铁的混合物,其中混合物中碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的质量比为3:6:1:6),研磨30min,然后在温度50℃条件下搅拌30min,随后冷却至室温得到溶液b;

(3)在室温条件下,在步骤(2)所得溶液b中加入固化剂乙二胺,即固化剂乙二胺与环氧树脂(e-44型环氧树脂)的液固比ml:g为1:40,搅拌均匀即得防碱性腐蚀涂料;

防碱性腐蚀涂料性能测试:将防碱性腐蚀涂料平涂在铝合金上,厚度为35um,置于温度为90℃烘箱中干燥30min得到覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样;

防碱性腐蚀涂料膜的显微硬度为31.6hv;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样置于90℃高温水蒸气中蒸熏10h,其防碱性腐蚀涂料膜附着平整、完好,由于高温水蒸气的作用使氧化铁稀释而使得涂层的颜色略微变浅;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样分别置于质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液中浸泡336h,然后分别将试样置于温度为80℃的烘箱中烘12h,分别称量试样的重量,经过质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液浸泡过的试样的失重率分别为0.00151%、0.00312%、0.00382%,在放大倍数为400倍的显微镜下,观测其形貌,表面光滑,成细小点状,基本无腐蚀痕迹。

实施例2:一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,具体步骤如下:

(1)在温度35℃条件下,按照环氧树脂(环氧树脂为e-20型环氧树脂)与有机溶剂的固液比g:ml为1:2的比例,将100g环氧树脂(环氧树脂为e-20型环氧树脂)溶解到200ml有机溶剂(有机溶剂为二甲苯)中,并在磁力搅拌条件下搅拌40min混合均匀得到溶液a;

(2)按照溶液a与颜填料的液固比ml:g为3:1的比例,在30ml步骤(1)所得溶液a中加入10g颜填料(颜填料的粒径为200目,颜填料为碳化钨、二氧化硅、氧化锌、氧化铁的混合物,其中混合物中碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的质量比为3:2:3:2),研磨30min,然后在温度50℃条件下搅拌30min,随后冷却至室温得到溶液b;

(3)在室温条件下,在步骤(2)所得溶液b中加入固化剂乙二胺,即固化剂乙二胺与环氧树脂(e-20型环氧树脂)的液固比ml:g为3:100,搅拌均匀即得防碱性腐蚀涂料,测其粘度为60pa.s;

防碱性腐蚀涂料性能测试:将防碱性腐蚀涂料平涂在铝合金上,厚度为35um,置于温度为90℃烘箱中干燥30min得到覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样;

防碱性腐蚀涂料膜的显微硬度为28.8hv;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样置于90℃高温水蒸气中蒸熏10h,其防碱性腐蚀涂料膜附着平整、完好,由于高温水蒸气的作用使氧化铁稀释而使得涂层的颜色略微变浅;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样分别置于质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液中浸泡336h,然后分别将试样置于温度为80℃的烘箱中烘12h,分别称量试样的重量,经过质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液浸泡过的试样的失重率分别为0.00156%、0.00319%、0.00398%,在放大倍数为400倍的显微镜下,观测其形貌,表面光滑,成细小点状,基本无腐蚀痕迹。

实施例3:一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,具体步骤如下:

(1)在温度40℃条件下,按照环氧树脂(环氧树脂为e-44型环氧树脂)与有机溶剂的固液比g:ml为1:3的比例,将100g环氧树脂(环氧树脂为e-44型环氧树脂)溶解到300ml有机溶剂(有机溶剂为正丁醇)中,并在磁力搅拌条件下搅拌40min混合均匀得到溶液a;

(2)按照溶液a与颜填料的液固比ml:g为5:2的比例,在30ml步骤(1)所得溶液a中加入12g颜填料(颜填料的粒径为200目,颜填料为碳化钨、二氧化硅、氧化锌、氧化铁的混合物,其中混合物中碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的质量比为1:1:1:1),研磨30min,然后在温度70℃条件下搅拌30min,随后冷却至室温得到溶液b;

(3)在室温条件下,在步骤(2)所得溶液b中加入固化剂乙二胺,即固化剂乙二胺与环氧树脂(e-20型环氧树脂)的液固比ml:g为1:20,搅拌均匀即得防碱性腐蚀涂料,测其粘度为93pa.s;

防碱性腐蚀涂料性能测试:将防碱性腐蚀涂料平涂在铝合金上,厚度为35um,置于温度为90℃烘箱中干燥30min得到覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样;

防碱性腐蚀涂料膜的显微硬度为20.3hv;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样置于90℃高温水蒸气中蒸熏10h,其防碱性腐蚀涂料膜附着平整、完好,由于高温水蒸气的作用使氧化铁稀释而使得涂层的颜色略微变浅;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样分别置于质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液中浸泡336h,然后分别将试样置于温度为80℃的烘箱中烘12h,分别称量试样的重量,经过质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液浸泡过的试样的失重率分别为0.00159%、0.00322%、0.00414%,在放大倍数为400倍的显微镜下,观测其形貌,表面光滑,成细小点状,基本无腐蚀痕迹。

实施例4:一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,具体步骤如下:

(1)在温度30℃条件下,按照环氧树脂(环氧树脂为e-20型环氧树脂)与有机溶剂的固液比g:ml为1:1的比例,将100g环氧树脂(环氧树脂为e-20型环氧树脂)溶解到100ml有机溶剂(有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合有机溶剂,其中二甲苯和正丁醇的体积比为1:2)中,并在磁力搅拌条件下搅拌40min混合均匀得到溶液a;

(2)按照溶液a与颜填料的液固比ml:g为15:1的比例,在30ml步骤(1)所得溶液a中加入2g颜填料(颜填料的粒径为200目,颜填料为碳化钨、二氧化硅、氧化锌、氧化铁的混合物,其中混合物中碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的质量比为6:1:1:1),研磨30min,然后在温度60℃条件下搅拌40min,随后冷却至室温得到溶液b;

(3)在室温条件下,在步骤(2)所得溶液b中加入固化剂乙二胺,即固化剂乙二胺与环氧树脂(e-20型环氧树脂)的液固比ml:g为1:100,搅拌均匀即得防碱性腐蚀涂料,测其粘度为102pa.s;

防碱性腐蚀涂料性能测试:将防碱性腐蚀涂料平涂在铝合金上,厚度为35um,置于温度为90℃烘箱中干燥30min得到覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样;

防碱性腐蚀涂料膜的显微硬度为24.3hv;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样置于90℃高温水蒸气中蒸熏10h,其防碱性腐蚀涂料膜附着平整、完好,由于高温水蒸气的作用使氧化铁稀释而使得涂层的颜色略微变浅;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样分别置于质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液中浸泡336h,然后分别将试样置于温度为80℃的烘箱中烘12h,分别称量试样的重量,经过质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液浸泡过的试样的失重率分别为0.00148%、0.00333%、0.00398%,在放大倍数为400倍的显微镜下,观测其形貌,表面光滑,成细小点状,基本无腐蚀痕迹。

实施例5:一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,具体步骤如下:

(1)在温度40℃条件下,按照环氧树脂(环氧树脂为e-20型环氧树脂)与有机溶剂的固液比g:ml为2:5的比例,将100g环氧树脂(环氧树脂为e-20型环氧树脂)溶解到250ml有机溶剂(有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合有机溶剂,其中二甲苯和正丁醇的体积比为5:3)中,并在磁力搅拌条件下搅拌40min混合均匀得到溶液a;

(2)按照溶液a与颜填料的液固比ml:g为6:1的比例,在30ml步骤(1)所得溶液a中加入5g颜填料(颜填料的粒径为200目,颜填料为碳化钨、二氧化硅、氧化锌、氧化铁的混合物,其中混合物中碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的质量比为4:3:2:1),研磨30min,然后在温度60℃条件下搅拌40min,随后冷却至室温得到溶液b;

(3)在室温条件下,在步骤(2)所得溶液b中加入固化剂乙二胺,即固化剂乙二胺与环氧树脂(e-20型环氧树脂)的液固比ml:g为1:25,搅拌均匀即得防碱性腐蚀涂料,测其粘度为66pa.s;

防碱性腐蚀涂料性能测试:将防碱性腐蚀涂料平涂在铝合金上,厚度为35um,置于温度为90℃烘箱中干燥30min得到覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样;

防碱性腐蚀涂料膜的显微硬度为28.4hv;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样置于90℃高温水蒸气中蒸熏10h,其防碱性腐蚀涂料膜附着平整、完好,由于高温水蒸气的作用使氧化铁稀释而使得涂层的颜色略微变浅;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样分别置于质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液中浸泡336h,然后分别将试样置于温度为80℃的烘箱中烘12h,分别称量试样的重量,经过质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液浸泡过的试样的失重率分别为0.00152%、0.00315%、0.00377%,在放大倍数为400倍的显微镜下,观测其形貌,表面光滑,成细小点状,基本无腐蚀痕迹。

实施例6:一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,具体步骤如下:

(1)在温度45℃条件下,按照环氧树脂(环氧树脂为e-20型环氧树脂)与有机溶剂的固液比g:ml为2:5的比例,将100g环氧树脂(环氧树脂为e-20型环氧树脂)溶解到250ml有机溶剂(有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合有机溶剂,其中二甲苯和正丁醇的体积比为5:3)中,并在磁力搅拌条件下搅拌40min混合均匀得到溶液a;

(2)按照溶液a与颜填料的液固比ml:g为6:1的比例,在30ml步骤(1)所得溶液a中加入5g颜填料(颜填料的粒径为200目,颜填料为碳化钨、二氧化硅、氧化锌、氧化铁的混合物,其中混合物中碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的质量比为4:3:2:1),研磨30min,然后在温度60℃条件下搅拌40min,随后冷却至室温得到溶液b;

(3)在室温条件下,在步骤(2)所得溶液b中加入固化剂乙二胺,即固化剂乙二胺与环氧树脂(e-20型环氧树脂)的液固比ml:g为1:25,搅拌均匀即得防碱性腐蚀涂料,测其粘度为70pa.s;

防碱性腐蚀涂料性能测试:将防碱性腐蚀涂料平涂在铝合金上,厚度为35um,置于温度为90℃烘箱中干燥30min得到覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样;

防碱性腐蚀涂料膜的显微硬度为29hv;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样置于90℃高温水蒸气中蒸熏10h,其防碱性腐蚀涂料膜附着平整、完好,由于高温水蒸气的作用使氧化铁稀释而使得涂层的颜色略微变浅;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样分别置于质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液中浸泡336h,然后分别将试样置于温度为80℃的烘箱中烘12h,分别称量试样的重量,经过质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液浸泡过的试样的失重率分别为0.00144%、0.00329%、0.00396%,在放大倍数为400倍的显微镜下,观测其形貌,表面光滑,成细小点状,基本无腐蚀痕迹。

实施例7:一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,具体步骤如下:

(1)在温度38℃条件下,按照环氧树脂(环氧树脂为e-44型环氧树脂)与有机溶剂的固液比g:ml为5:9的比例,将100g环氧树脂(环氧树脂为e-44型环氧树脂)溶解到180ml有机溶剂(有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合有机溶剂,其中二甲苯和正丁醇的体积比为2:5)中,并在磁力搅拌条件下搅拌40min混合均匀得到溶液a;

(2)按照溶液a与颜填料的液固比ml:g为3:1的比例,在30ml步骤(1)所得溶液a中加入10g颜填料(颜填料的粒径为200目,颜填料为碳化钨、二氧化硅、氧化锌、氧化铁的混合物,其中混合物中碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的质量比为1:2:6:1),研磨30min,然后在温度60℃条件下搅拌40min,随后冷却至室温得到溶液b;

(3)在室温条件下,在步骤(2)所得溶液b中加入固化剂乙二胺,即固化剂乙二胺与环氧树脂(e-44型环氧树脂)的液固比ml:g为7:200,搅拌均匀即得防碱性腐蚀涂料,测其粘度为62pa.s;

防碱性腐蚀涂料性能测试:将防碱性腐蚀涂料平涂在铝合金上,厚度为35um,置于温度为90℃烘箱中干燥30min得到覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样;

防碱性腐蚀涂料膜的显微硬度为32.4hv;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样置于90℃高温水蒸气中蒸熏10h,其防碱性腐蚀涂料膜附着平整、完好,由于高温水蒸气的作用使氧化铁稀释而使得涂层的颜色略微变浅;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样分别置于质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液中浸泡336h,然后分别将试样置于温度为80℃的烘箱中烘12h,分别称量试样的重量,经过质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液浸泡过的试样的失重率分别为0.00152%、0.00319%、0.00363%,在放大倍数为400倍的显微镜下,观测其形貌,表面光滑,成细小点状,基本无腐蚀痕迹。

实施例8:一种防碱性腐蚀涂料的制备方法,具体步骤如下:

(1)在温度42℃条件下,按照环氧树脂(环氧树脂为e-44型环氧树脂)与有机溶剂的固液比g:ml为5:11的比例,将100g环氧树脂(环氧树脂为e-44型环氧树脂)溶解到220ml有机溶剂(有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合有机溶剂,其中二甲苯和正丁醇的体积比为2:3)中,并在磁力搅拌条件下搅拌40min混合均匀得到溶液a;

(2)按照溶液a与颜填料的液固比ml:g为15:2的比例,在30ml步骤(1)所得溶液a中加入4g颜填料(颜填料的粒径为200目,颜填料为碳化钨、二氧化硅、氧化锌、氧化铁的混合物,其中混合物中碳化钨、氧化硅、氧化锌、氧化铁的质量比为2:1:1:4),研磨30min,然后在温度55℃条件下搅拌40min,随后冷却至室温得到溶液b;

(3)在室温条件下,在步骤(2)所得溶液b中加入固化剂乙二胺,即固化剂乙二胺与环氧树脂(e-44型环氧树脂)的液固比ml:g为21:500,搅拌均匀即得防碱性腐蚀涂料,测其粘度为67a.s;

防碱性腐蚀涂料性能测试:将防碱性腐蚀涂料平涂在铝合金上,厚度为35um,置于温度为90℃烘箱中干燥30min得到覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样;

防碱性腐蚀涂料膜的显微硬度为30.3hv;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样置于90℃高温水蒸气中蒸熏10h,其防碱性腐蚀涂料膜附着平整、完好,由于高温水蒸气的作用使氧化铁稀释而使得涂层的颜色略微变浅;

将覆有防碱性腐蚀涂料膜的铝合金片试样分别置于质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液中浸泡336h,然后分别将试样置于温度为80℃的烘箱中烘12h,分别称量试样的重量,经过质量分数为10%、20%、30%的naoh溶液浸泡过的试样的失重率分别为0.00149%、0.00325%、0.00388%,在放大倍数为400倍的显微镜下,观测其形貌,表面光滑,成细小点状,基本无腐蚀痕迹。

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