专利名称：一种耐高温重防腐涂料用有机-无机杂化树脂的制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐高温重防腐涂料用有机-无机杂化树脂的制备。主要应用于重 防腐领域。尤其是在苛刻腐蚀环境(如高温条件下)的重防腐涂层技术领域。
背景技术：
腐蚀给人类造成的损失是惊人的，全球每年因腐蚀造成的经济损失达10000亿美 元。据有关部门统计，我国由于腐蚀造成的经济损失每年高达3000亿人民币，如此巨大的 损失，刺激着防腐涂料的发展。重防腐涂料是指能够在苛刻腐蚀环境下长效防护的涂料， 防护寿命一般为10年以上，在一定温度下的酸、碱、盐和溶剂等腐蚀介质环境下，可以使用 3 5年。在防腐涂料领域，目前主要以有机材料为主，这些有机材料经过多年的研究和应 用其产品性能和应用领域已基本达到了其性能的极限，随着科学技术的发展，市场对防腐 涂料提出了更高的要求，如在耐热的同时解决重防腐及耐候性能，显然目前现有单纯的有 机材料已不能解决这些问题。它们在防腐蚀过程中只能突出某一方面的性能，而不能同时 做到既耐介质又耐温或耐侯，目前作为防腐材料的主要品种有环氧、乙烯基酯、橡胶等，环 氧类防腐材料具有较好的耐碱性和耐溶剂性，但耐酸性不好，在紫外光的照射下容易粉化， 乙烯基酯类防腐材料具有较好的耐酸碱介质性能，但不耐高温，在温度较高环境下的防腐 工程中它不能满足要求，又如橡胶类防腐材料，该材料虽然具有较好的耐酸碱性能，但耐溶 剂差，在温度稍高时就会分解，失去原有材料的性能。现有防腐材料的这些缺点限制了他们 在严酷环境下的应用，如炼油厂、化肥厂、热电厂、核电站和核废料厂等一些设备的耐温防 腐蚀。
发明内容
为了解决上述问题，本发明通过正硅酸乙酯以及多种硅烷偶联剂等有机硅前驱体 的溶胶凝胶技术，在涂料的基料树脂中引入无机二氧化硅(SiO2)组分，合成了一种含有环 氧基官能团的有机一无机复合的三维立体结构的聚合物材料，用于制备耐高温重防腐涂 料。该树脂制备的涂料既有无机材料的耐热性、耐候性及耐介质性，同时兼具有机材料的柔 韧性、可施工性等，达到在苛刻腐蚀环境下长效防护的目的。本发明的耐高温重防腐涂料用有机_无机杂化树脂的制备，其特征在于按质量 百分数计，配方为异丙醇30% 50%水10% 30%催化剂0% 5%二甲苯0% 30%正硅酸乙酯0% 30%含环氧基团的硅烷偶联剂 10% 50%
苯基三乙氧基硅烷10% 50%甲基三乙氧基硅烷0% 30%含长氟碳链段的硅烷偶联剂 0% 30%催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水和四甲基氢氧化铵等中的一种或几 种。含环氧基团的硅烷偶联剂是Y-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和β_(3， 4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。含氟碳链段硅烷偶联剂是十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅 烷和十七氟癸基三甲氧基硅烷等中的一种或几种。本发明的耐高温重防腐涂料用有机_无机杂化树脂的制备方法按以上所述组分 及其配比进行备料，其制备步骤为按照溶胶凝胶法要求组装有机_无机复合树脂反应装置，向反应容器中投入计量 的催化剂、异丙醇、二甲苯和水等混合溶剂，开动搅拌并升温到50°C 60°C ；开始滴加预先 计量并混合均勻的硅氧烷单体，保持较均勻的加料速度，在5 IOh内滴加完单体并升温， 维持反应温度在75 80°C保温反应4h。之后，改用分水装置脱水，并减压蒸馏浓缩，即 得有机-无机复合树脂。外观为浅黄色透明粘稠液体；固体份> 80% ；粘度25°C，500 1200mPa · s。
附图-1为三维立体结构有机_无机杂化树脂结构示意图。其中，RpR2和R3分别 是甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和含长氟碳链段的硅烷偶联剂所引出甲基、苯基、 含长氟碳链烷烃基等。图中R1、R2和R3的数目不代表各种单体添加量的比例。
具体实施例方式实施例1 本实施例示范了本发明一种耐高温重防腐涂料用有机硅树脂的制备方法。向装备好的有机-无机复合树脂反应装置中投入IOOg异丙醇、25g水、Ig四甲基 氢氧化铵、IOOg 二甲苯，开动搅拌并升温到50°C 60°C ；开始滴加由50gY-(2，3-环氧丙 氧基)丙基三甲氧基硅烷、IOg正硅酸乙酯、30g甲基三乙氧基硅烷、15g苯基三乙氧基硅烷、 IOg十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷单体组成的混合溶液，保持较均勻的加料速度，在5 IOh内滴加完单体；并升温，维持反应温度在75 80°C保温反应4h。之后，改用分水装置 脱水，并减压蒸馏浓缩，即得有机_无机复合树脂。实施例2 4制备工艺同实施例1，配方如下
权利要求
1.耐高温重防腐涂料用有机-无机杂化树脂的制备，其特征在于按质量百分数计，配 方为异丙醇30%- 50%水10%- 30%催化剂0% ‘5%二甲苯0% ‘30%正硅酸乙酯0% ‘30%含环氧基团的硅烷偶联剂10%- 50%苯基三乙氧基硅烷10%- 50%甲基三乙氧基硅烷0% ‘30%含长氟碳链段的硅烷偶联剂0% ‘30%
2.根据权利1要求所述的催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水和四甲基氢氧化 铵等中的一种或几种。
3.根据权利1要求所述的含环氧基团的硅烷偶联剂是Y-(2，3-环氧丙氧基)丙基三 甲氧基硅烷和3- (3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。
4.根据权利1要求所述的含氟碳链段硅烷偶联剂是十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、 十三氟辛基三乙氧基硅烷和十七氟癸基三甲氧基硅烷等中的一种或几种。
5.耐高温重防腐涂料用有机-无机杂化树脂的结构特点是以无机的二氧化硅为核心， 周围被有机相环氧基、甲基、苯基以及较长氟碳链段等包围；环氧基提供交联点。
6.耐高温重防腐涂料用有机-无机杂化树脂用于制备耐高温涂料、高温重防腐涂以及 高温下的的防腐蚀涂料。
7.耐高温重防腐涂料用有机-无机杂化树脂的制备，按权利要求1所述配方制备，其步 骤为按照溶胶凝胶法的技术要求组装有机-无机复合树脂反应装置，向反应容器中投入计 量的催化剂、异丙醇、二甲苯和水等混合溶剂，开动搅拌并升温到50°C 60°C ；开始滴加预 先计量并混合均勻的硅氧烷单体，保持较均勻的加料速度，在5 IOh内滴加完单体；并升 温，维持反应温度在75 80°C保温反应4h。之后，改用分水装置脱水，并减压蒸馏浓缩，即 得有机-无机复合树脂。外观为浅黄色透明粘稠液体；固体份>80% ；粘度25°C，500 1200mPa · s。
全文摘要
本发明公开了一种耐高温重防腐涂料用有机-无机杂化树脂的制备方法。本树脂以正硅酸乙酯、含环氧基硅烷偶联剂、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷以及含长氟碳链段的硅烷偶联剂等有机硅前驱体为原料，通过溶胶凝胶技术，制备的含有环氧基官能团的三维结构有机-无机杂化树脂。本树脂主体结构是以无机二氧化硅为核心，周围被甲基、苯基、环氧基以及含氟碳链段等有机基团包围的三维结构。其中，无机相提供优异的耐候性、耐温度冲击和耐酸等特性；有机相提供空间位阻，保护树脂的主体结构不被腐蚀介质破会；环氧基提供交联点。本树脂作为涂层的成膜物质具有优良的耐高温性能和防腐蚀性能，且同时兼顾高温下的防腐蚀性能。
文档编号C09D183/08GK102030906SQ20101054497
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者和虎, 孟军锋, 席发臣, 李志宝, 杨康, 薛守成 申请人:北方涂料工业研究设计院