一种耐紫外高韧性金属防腐涂料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐紫外高韧性金属防腐涂料的制备方法，属于防腐涂料制备技术领域。本发明主要用表面活性剂改性纳米二氧化钛，再通过桐油和酚醛树脂复配得改性剂并和环氧树脂共混改性后，辅以其他原料制得耐紫外高韧性金属防腐涂料。本发明制备的耐紫外高韧性金属防腐涂料韧性高，其耐冲击力为55～65kg·cm；具有较高的耐紫外性能和耐候性，长期使用后，漆膜不易脱落和起泡；制备步骤简单，所需成本低，且易涂覆，施工方便。
【专利说明】
一种耐紫外高韧性金属防腐涂料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种耐紫外高韧性金属防腐涂料的制备方法，属于防腐涂料制备技术领域。
【背景技术】
[0002]防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命;重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。广泛应用於航空、船舶、化工、输油管道、钢结构、桥梁、石油钻井平台等领域，深受广大建筑厂商青睐。
[0003]现有的防腐涂料用的环氧树脂作成膜剂，本身存在许多弊端:漆膜脆性大，耐温性、耐紫外线性能差，与一般固化剂交联成膜后，重防腐性能较差;一般环氧树脂固化剂毒性大，与环氧交联后，适用期短，配比幅度较窄，某些性能不尽人意(内应力较大，不耐油、耐水、耐热、耐候等);使用大量有机溶剂稀释剂，调节粘度，污染环境。在封闭系统施工容易引起“闪爆”造成人员安全和财产损失。以上弊端很难满足现代各个使用领域重防腐涂装的要求，尤其是密闭空间系统(各种储油罐、管道、船舱、潜艇、集装箱等)重防腐涂装。且现有的金属用防腐漆或金属用水性涂料中往往含铅、铬、镉、铝、砷和锌等有毒成份，不利于环保；此外，其涂层的硬度、韧性、附着力等都较差。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前防腐涂料多是用环氧树脂作成膜剂，本身存在漆膜脆性大、耐温性、耐紫外线性能差，对基体附着力低从而影响防腐效果的缺陷，本发明主要用表面活性剂改性纳米二氧化钛，再通过桐油和酚醛树脂复配得改性剂并和环氧树脂共混改性后，辅以其他原料制得耐紫外高韧性金属防腐涂料，本发明以纳米二氧化钛作为耐紫外填料，经表面改性提高其分散性，增加耐紫外性能，再用富含官能团的桐油和酚醛树脂共混并对环氧树脂改性，增加涂料的化学官能团，与基层间形成化学键提高涂料的附着力，既解决了传统环氧树脂涂料耐紫外性能差的问题，又弥补了漆膜脆性大，附着力差的不足，且具有极佳的防腐性能。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
(1)按质量比为10:1将纳米二氧化钛粉末和十二烷基苯磺酸钠混合后加入两者总体积5?7倍的去离子水中，放置在摇床上振荡反应10?12h后移入卧式离心机，以3000?4000r/min转速离心分离15?20min，得到下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀，备用；
(2)按固液比为3:1将苯酚和桐油放入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，将烧瓶移入50?60°C水浴锅中，启动搅拌器以200?300r/min转速进行搅拌，在搅拌状态下再加入苯酚质量5%的草酸粉末，继续搅拌反应I?2h得混合液；
(3)将上述混合液移入锥形瓶中，再加入混合液体积3?5倍质量浓度为20%的甲醛溶液，移入60?70°C恒温箱中，继续保温搅拌I?3h后得反应物，再向锥形瓶中加入反应物总质量3?5%浓度为0.3mol/L氢氧化钠溶液，升温至80?90°C继续搅拌30?40min后得到自制成膜树脂改性剂；
(4)按质量比为10:1将双酚A环氧树脂和上述自制成膜树脂改性剂混合后加热升温至85?95 °C后，再加入成膜树脂改性剂等质量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保温搅拌共混改性2?3h，得到改性环氧树脂；
(5)按重量份数计，称取60?80份改性环氧树脂、10?12份备用的下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀、5?7份甲苯缩水甘油醚、I?2份聚二甲基硅氧烷、0.5?1.5份羧甲基纤维素和0.8?1.4份二月桂酸二丁基锡倒入高速剪切机中以1000?1500r/min转速搅拌混合40?60min后再转入球磨机，继续球磨8?1h后出料装罐，即得耐紫外高韧性金属防腐涂料。
[0006]本发明制备的耐紫外高韧性金属防腐涂料耐弯曲性小于8mm，耐冲击力为5 5?65kg.cm，粘度为40?55Pa.s，附着力达到I级，使用年限长达15年。
[0007]本发明的应用方法:首先，将所需涂覆涂料的钢材表面进行清洁，使其表面无尘、无污渍后，再将上述制备的耐紫外高韧性金属防腐涂料涂覆于清洁后的钢表面，涂层厚度控制为180?200μπι，待涂覆结束后，在60?75°C下固化22?24h，即可完成涂覆。经检测，将涂覆后的钢材置于质量分数为3%的氯化钠溶液中浸泡7天，其漆膜没有脱落和起泡现象，具有较强的防腐蚀性能。
[0008]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明制备的耐紫外高韧性金属防腐涂料韧性高，其耐冲击力为55?65kg.cm；
(2)本发明制备的耐紫外高韧性金属防腐涂料具有较高的耐紫外性能和耐候性，长期使用后，漆膜不易脱落和起泡；
(3)本发明制备步骤简单，所需成本低，且易涂覆，施工方便。
【具体实施方式】
[0009]首先按质量比为10:1将纳米二氧化钛粉末和十二烷基苯磺酸钠混合后加入两者总体积5?7倍的去离子水中，放置在摇床上振荡反应10?12h后移入卧式离心机，以3000?4000r/min转速离心分离15?20min，得到下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀，备用;再按固液比为3:1将苯酚和桐油放入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，将烧瓶移入50?60°C水浴锅中，启动搅拌器以200?300r/min转速进行搅拌，在搅拌状态下再加入苯酚质量5%的草酸粉末，继续搅拌反应I?2h得混合液;接着将上述混合液移入锥形瓶中，再加入混合液体积3?5倍质量浓度为20%的甲醛溶液，移入60?700C恒温箱中，继续保温搅拌I?3h后得反应物，再向锥形瓶中加入反应物总质量3?5%浓度为0.3mol/L氢氧化钠溶液，升温至80?90°C继续搅拌30?40min后得到自制成膜树脂改性剂;再按质量比为10:1将双酚A环氧树脂和上述自制成膜树脂改性剂混合后加热升温至85?95°C后，再加入成膜树脂改性剂等质量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保温搅拌共混改性2?3h，得到改性环氧树脂；最后按重量份数计，称取60?80份改性环氧树脂、10?12份备用的下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀、5?7份甲苯缩水甘油醚、I?2份聚二甲基硅氧烷、0.5?1.5份羧甲基纤维素和0.8?1.4份二月桂酸二丁基锡倒入高速剪切机中以1000?1500r/min转速搅拌混合40?60min后再转入球磨机，继续球磨8?1h后出料装罐，即得耐紫外高韧性金属防腐涂料。
[0010]实例I
首先按质量比为10:1将纳米二氧化钛粉末和十二烷基苯磺酸钠混合后加入两者总体积7倍的去离子水中，放置在摇床上振荡反应12h后移入卧式离心机，以4000r/min转速离心分离20min，得到下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀，备用;再按固液比为3:1将苯酚和桐油放入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，将烧瓶移入60°C水浴锅中，启动搅拌器以300r/min转速进行搅拌，在搅拌状态下再加入苯酸质量5%的草酸粉末，继续搅拌反应2h得混合液;接着将上述混合液移入锥形瓶中，再加入混合液体积5倍质量浓度为20%的甲醛溶液，移入70°C恒温箱中，继续保温搅拌3h后得反应物，再向锥形瓶中加入反应物总质量5%浓度为
0.3mol/L氢氧化钠溶液，升温至90°C继续搅拌40min后得到自制成膜树脂改性剂;再按质量比为10:1将双酚A环氧树脂和上述自制成膜树脂改性剂混合后加热升温至95°C后，再加入成膜树脂改性剂等质量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保温搅拌共混改性3h，得到改性环氧树脂;最后按重量份数计，称取80份改性环氧树脂、12份备用的下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀、7份甲苯缩水甘油醚、2份聚二甲基硅氧烷、1.5份羧甲基纤维素和1.4份二月桂酸二丁基锡倒入高速剪切机中以1500r/min转速搅拌混合60min后再转入球磨机，继续球磨1h后出料装罐，即得耐紫外高韧性金属防腐涂料。
[0011]首先，将所需涂覆涂料的钢材表面进行清洁，使其表面无尘、无污渍后，再将上述制备的耐紫外尚初性金属防腐涂料涂覆于清洁后的钢表面，涂层厚度控制为200ym，待涂覆结束后，在75°C下固化24h，即可完成涂覆。经检测，将涂覆后的钢材置于质量分数为3%的氯化钠溶液中浸泡7天，其漆膜不易脱落和起泡，具有较强的防腐蚀性能。
[0012]实例2
首先按质量比为10:1将纳米二氧化钛粉末和十二烷基苯磺酸钠混合后加入两者总体积5倍的去离子水中，放置在摇床上振荡反应1h后移入卧式离心机，以3000r/min转速离心分离15min，得到下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀，备用;再按固液比为3:1将苯酚和桐油放入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，将烧瓶移入50°C水浴锅中，启动搅拌器以200r/min转速进行搅拌，在搅拌状态下再加入苯酸质量5%的草酸粉末，继续搅拌反应Ih得混合液;接着将上述混合液移入锥形瓶中，再加入混合液体积3倍质量浓度为20%的甲醛溶液，移入60°C恒温箱中，继续保温搅拌Ih后得反应物，再向锥形瓶中加入反应物总质量3%浓度为
0.3mol/L氢氧化钠溶液，升温至80°(:继续搅拌30min后得到自制成膜树脂改性剂;再按质量比为10:1将双酚A环氧树脂和上述自制成膜树脂改性剂混合后加热升温至85°C后，再加入成膜树脂改性剂等质量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保温搅拌共混改性2h，得到改性环氧树脂;最后按重量份数计，称取60份改性环氧树脂、10份备用的下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀、5份甲苯缩水甘油醚、I份聚二甲基硅氧烷、0.5份羧甲基纤维素和0.8份二月桂酸二丁基锡倒入高速剪切机中以1000r/min转速搅拌混合40min后再转入球磨机，继续球磨8h后出料装罐，即得耐紫外高韧性金属防腐涂料。
[0013]首先，将所需涂覆涂料的钢材表面进行清洁，使其表面无尘、无污渍后，再将上述制备的耐紫外尚初性金属防腐涂料涂覆于清洁后的钢表面，涂层厚度控制为180ym，待涂覆结束后，在60°C下固化22h，即可完成涂覆。经检测，将涂覆后的钢材置于质量分数为3%的氯化钠溶液中浸泡7天，其漆膜不易脱落和起泡，具有较强的防腐蚀性能。
[0014]实例3 首先按质量比为10:1将纳米二氧化钛粉末和十二烷基苯磺酸钠混合后加入两者总体积6倍的去离子水中，放置在摇床上振荡反应Ilh后移入卧式离心机，以3500r/min转速离心分离17min，得到下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀，备用;再按固液比为3:1将苯酚和桐油放入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，将烧瓶移入55°C水浴锅中，启动搅拌器以250r/min转速进行搅拌，在搅拌状态下再加入苯酸质量5%的草酸粉末，继续搅拌反应2h得混合液;接着将上述混合液移入锥形瓶中，再加入混合液体积4倍质量浓度为20%的甲醛溶液，移入65°C恒温箱中，继续保温搅拌2h后得反应物，再向锥形瓶中加入反应物总质量4%浓度为
0.3mol/L氢氧化钠溶液，升温至85°(:继续搅拌35min后得到自制成膜树脂改性剂;再按质量比为10:1将双酚A环氧树脂和上述自制成膜树脂改性剂混合后加热升温至90°C后，再加入成膜树脂改性剂等质量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保温搅拌共混改性2h，得到改性环氧树脂;最后按重量份数计，称取70份改性环氧树脂、11份备用的下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀、6份甲苯缩水甘油醚、2份聚二甲基硅氧烷、1.0份羧甲基纤维素和1.2份二月桂酸二丁基锡倒入高速剪切机中以1300r/min转速搅拌混合50min后再转入球磨机，继续球磨9h后出料装罐，即得耐紫外高韧性金属防腐涂料。
[0015]首先，将所需涂覆涂料的钢材表面进行清洁，使其表面无尘、无污渍后，再将上述制备的耐紫外尚初性金属防腐涂料涂覆于清洁后的钢表面，涂层厚度控制为190ym，待涂覆结束后，在70°C下固化23h，即可完成涂覆。经检测，将涂覆后的钢材置于质量分数为3%的氯化钠溶液中浸泡7天，其漆膜不易脱落和起泡，具有较强的防腐蚀性能。
【主权项】
1.一种耐紫外高韧性金属防腐涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)按质量比为10:1将纳米二氧化钛粉末和十二烷基苯磺酸钠混合后加入两者总体积5?7倍的去离子水中，放置在摇床上振荡反应10?12h后移入卧式离心机，以3000?4000r/min转速离心分离15?20min，得到下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀，备用； (2)按固液比为3:1将苯酚和桐油放入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，将烧瓶移入50?60°C水浴锅中，启动搅拌器以200?300r/min转速进行搅拌，在搅拌状态下再加入苯酚质量5%的草酸粉末，继续搅拌反应I?2h得混合液； (3)将上述混合液移入锥形瓶中，再加入混合液体积3?5倍质量浓度为20%的甲醛溶液，移入60?70°C恒温箱中，继续保温搅拌I?3h后得反应物，再向锥形瓶中加入反应物总质量3?5%浓度为0.3mol/L氢氧化钠溶液，升温至80?90°C继续搅拌30?40min后得到自制成膜树脂改性剂； (4)按质量比为10:1将双酚A环氧树脂和上述自制成膜树脂改性剂混合后加热升温至85?95 °C后，再加入成膜树脂改性剂等质量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保温搅拌共混改性2?3h，得到改性环氧树脂； (5)按重量份数计，称取60?80份改性环氧树脂、10?12份备用的下层表面改性后的纳米二氧化钛沉淀、5?7份甲苯缩水甘油醚、I?2份聚二甲基硅氧烷、0.5?1.5份羧甲基纤维素和0.8?1.4份二月桂酸二丁基锡倒入高速剪切机中以1000?1500r/min转速搅拌混合40?60min后再转入球磨机，继续球磨8?1h后出料装罐，即得耐紫外高韧性金属防腐涂料。
【文档编号】C09D7/12GK106085112SQ201610468636
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月25日
【发明人】袁春华, 薛培龙, 林茂平
【申请人】袁春华