一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料

1.本发明涉及一种环氧陶瓷涂料，特别是涉及一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料。


背景技术：

2.环氧涂料广泛应用用桥梁、船舶、工业设施等领域的金属防腐。目前，在环氧树脂中添加活性防锈颜料以达到有效提高环氧涂层耐腐蚀性能是最主要的手段。这些方法虽然能够在一定程度上提高环氧涂层的耐腐蚀性能，但是也存在一些缺陷，进而影响涂层的服役期限。主要存在的问题：（1）涂层的硬度提升不明显，通常铅笔硬度只有3h，在机械力下容易破损并且不耐磨；（2）需要添加较多的防锈原料才能达到预定效果，而较多的防锈颜料的添加会造成环氧涂层力学性能的变弱。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，本发明涂料利用多级孔纳米沸石的微纳孔洞负载缓蚀剂，提高涂层的耐腐蚀性，减少防锈颜料的使用量，提高涂层的韧性。同时，通过添加超细玻璃纤维提高在不损失环氧涂层韧性的前提下提供涂层的硬度，从而赋予环氧涂层更加优异的综合性能。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，所述涂料包括组分一和组分二；按照质量分数计算：组分一为涂料的基料，组成如下：环氧树脂
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20～80；超细玻璃纤维
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10～60；多级孔纳米沸石
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10～30；溶剂
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10～30；组分二为涂料固化剂，组成如下：固化剂
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10～40；溶剂
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10～30；组分一和组分二的质量比为100：15～100：80。
5.所述的一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，所述环氧树脂适用于单一通用环氧树脂，如双酚a型、双酚f型等环氧树脂或者两种环氧树脂的混合树脂。
6.所述的一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，所述固化剂为常用的胺类固化剂均适用。
7.所述的一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，所述多级孔纳米沸石的粒径在100～800nm。
8.所述的一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，所述超细玻璃纤维直径7～12μm，
长度20～40μm，超细玻纤表面经过硅烷偶联剂处理，使其与环氧树脂具有良好的界面结合力。
9.所述的一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，所述缓蚀剂为通用的苯并三氮唑。
10.所述的一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，其组分按如下方法制得：（1）组分一的制备：在不锈钢罐中加入环氧树脂、超细玻璃纤维、负载缓蚀剂的多级孔纳米沸石、溶剂、助剂，采用高速分散机800～2000rmp高速分散10～50分钟得到；（2）组分二的制备：在不锈钢罐中加入固化剂、溶剂，400～2000rmp高速分散10～30分钟得到。
11.所述的一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，所述超细玻璃纤维表面改性处理，将超细玻璃纤维、硅烷偶联剂、无水乙醇、水按照质量混合配比如下，采高速分散机400～1200转/分搅拌0.5～8小时，过滤、干燥：超细玻璃纤维
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80～100；无水乙醇
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50～150；硅烷偶联剂
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0.1～8；水
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0.5～10。
12.所述的一种多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，所述负载缓蚀剂多级孔纳米沸石，按如下方法制得：（1）在室温下将异丙醇铝、正硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵，无水乙醇混合搅拌3～8小时后装如聚四氟水热反应釜，120
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200℃晶化1～3天。产物经洗涤、干燥，550℃焙烧制得；（2）将1～10g的多级孔纳米沸石分散到50ml无水乙醇中，添加入10～30g的苯并三氮唑减压吸附12～48小时，洗涤、过滤、干燥得到负载缓蚀剂的多级孔纳米沸石。
13.所述的多级孔纳米沸石改性环氧陶瓷涂料，所述组分一和组分二混合后，固化温度范围5～50
o
c，固化时间为6小时～7天。
14.本发明的优点与效果是：（1）负载缓蚀剂的多级孔纳米沸石提高了涂层的耐腐蚀性。
15.（2）有效减少防锈颜料的用量。
16.（3）超细玻璃纤维有效提高了涂层的硬度。
17.本发明将负载缓蚀剂的多级孔纳米沸石以及表面改性的超细玻璃纤维后添加入环氧涂料中，明显提高环氧涂层的耐腐蚀性能和硬度，同时减少了防锈颜料的使用量。
18.涂层的性能评价主要有：划格法附着力、铅笔硬度测试、柔韧性以及中性盐雾试验。盐雾试验进行500小时，试验完毕后测量试板表面划痕处的扩展最大宽度。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本发明进行详细说明。
20.组分实施例1在不锈钢罐中添加80ge44环氧树脂，16g二甲苯，4g正丁醇，分散5分钟，加入40g磷酸锌，高速分散（1000rmp）30分钟得到涂料的组分一。
21.在不锈钢罐中添加50gt31环氧固化剂，6g二甲苯，2g正丁醇，高速分散（1000rmp）
30分钟得到涂料组分二。
22.组分一和组分二按照质量比为100：25室温混合，采用空气喷涂的方法制作测试样板，然后室温固化7天进行各项性能测试。
23.组分实施例2在不锈钢罐中添加80ge44环氧树脂，8g二甲苯，2g正丁醇，分散5分钟，加入40g氧化铁红，高速分散（1000rmp）30分钟得到涂料的组分一。
24.在不锈钢罐中添加50gt31环氧固化剂，6g二甲苯，2g正丁醇，高速分散（1000rmp）30分钟得到涂料组分二。
25.组分一和组分二按照质量比为100：25室温混合，采用空气喷涂的方法制作测试样板，然后室温固化7天进行各项性能测试。
26.实施案例1（一）超细玻璃纤维进行表面处理。将10硅烷偶联剂溶解到200ml无水乙醇中，同时添加5ml去离子水，搅拌均匀，然后将50g超细玻璃纤维添加到上述溶液中，采用高速分散机以600rmp的转速搅拌30分钟，而后静置24小时，过滤、干燥，得到硅烷偶联剂改性的超细玻璃纤维。
27.（二）负载缓蚀剂的多级孔纳米沸石的制备。
28.（1）将0.3g异丙醇铝、6.8g四丙基氢氧化铵和70ml无水乙醇混合搅拌30分钟得到组分一。将10ml正硅酸乙酯和50ml无水乙醇混合搅拌30分钟得到组分二。将组分一盒组分二混合后搅拌5小时，装入聚四氟乙烯反应釜180℃晶华24小时，产物用去离子水洗涤至中性，然后在100℃烘箱中干燥12小时。将产物在550℃焙烧6小时得到多级孔纳米沸石。
29.（2）将10g的多级孔纳米沸石分散到50ml无水乙醇中，添加入10g的苯并三氮唑减压吸附48小时，洗涤、过滤、干燥得到负载缓蚀剂的多级孔纳米沸石。其中苯并三氮唑的负载率为25%。
30.在不锈钢罐中添加80ge44环氧树脂，16g二甲苯，4g正丁醇，分散5分钟，加入实施案例1中制得的超细玻璃纤维40g，加入实施案例1中制得的负载缓蚀剂的多级孔纳米沸石10g，高速分散（1000rmp）30分钟得到涂料的组分一。
31.在不锈钢罐中添加60gt31环氧固化剂，10g二甲苯，4g正丁醇，高速分散（1000rmp）30分钟得到涂料组分二。
32.组分一和组分二按照质量比为100：20室温混合，采用空气喷涂的方法制作测试样板，然后室温固化7天进行各项性能测试。
33.实施案例2在不锈钢罐中添加80ge44环氧树脂，16g二甲苯，4g正丁醇，分散5分钟，加入实施案例1中制得的超细玻璃纤维60g，加入实施案例1中制得的负载缓蚀剂的多级孔纳米沸石10g高速分散（1000rmp）30分钟得到涂料的组分一。
34.在不锈钢罐中添加50gt31环氧固化剂，10g二甲苯，4g正丁醇，高速分散（1000rmp）30分钟得到涂料组分二。
35.组分一和组分二按照质量比为100：20室温混合，采用空气喷涂的方法制作测试样板，然后室温固化7天进行各项性能测试。
36.表1 涂料性能测试表
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