一种耐高温防腐涂料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及特种涂料领域，具体地，涉及一种耐高温防腐涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、耐高温防腐涂料一般是指在200℃及以上漆膜不变色、脱落，并且能使被保护对象在该高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。以有机物为主要成膜物质的涂料，具有较好的韧性、加工性和介电性能，但当温度超过300℃及以上时有机键会发生断裂，容易发生老化，粉化现象严重。因此当温度超过300℃时，建议采用无机耐高温防腐涂料。

2、目前工业上应用较多的无机耐高温防腐涂料以磷酸盐和硅酸盐涂料为主。磷酸盐涂料以酸式磷酸盐的水溶液作为主要成膜物质，其中金属原子和磷元素之比是决定磷酸盐涂料性能的重要指标。磷酸盐涂料具有良好的耐热性、耐候性、耐溶剂性和抗高温氧化等优点，可在400~1000℃的高温下保持长期稳定。但为了能够实现对底材和颜料的保护，一般要对磷酸盐涂料进行铬酸钝化处理和高温固化，固化时的高温限制了其应用范围。硅酸盐涂料是以硅酸钠或硅酸钾为主要成膜物质，具有耐温性好，性价比高等优势，但硅酸盐涂层孔隙率大，树脂的耐水性差，在潮湿环境下容易吸水返潮，附着力显著降低。因此，开发一种水性环保、常温固化，耐温性高，防腐性能好的耐高温防腐涂层具有重要意义。

技术实现思路

1、针对上述有机涂料不耐高温、无机涂料附着性差的问题，本发明提供了一种耐高温防腐涂料及其制备方法和应用，该耐高温防腐涂料能够集合无机涂料的刚性、尺寸稳定性、热稳定性和有机涂料的韧性、加工性、介电性能于一体，具有优异的耐温性和防腐性能。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种耐高温防腐涂料，按质量份计，由包括以下组分的原料制得：有机无机杂化树脂30~50份、氧化铝掺杂铜铬黑30~45份、去离子水10~30份、酸性铝溶胶5~10份、三氧化二铬5~10份、助剂0.5~1份。

3、本发明原料中加入了有机无机杂化树脂，综合了有机涂料和无机涂料的优点，使得本发明不仅能够耐受1000℃以上的高温，还具有优异的柔韧性和附着力；采用氧化铝掺杂铜铬黑作为耐高温填料，有效提高了耐温性和耐高温淬火性能；添加助剂能够使得本发明涂料均匀成膜，提高百格附着力和耐盐雾性能。

4、优选地，所述助剂选自防沉剂膨润土、分散剂solsperse 20000、流平剂byk333中的一种或多种。

5、该优选方式的有益效果为：添加这类助剂能够增加所述耐高温防腐涂料的耐盐雾性、耐高温性和耐冲击性。

6、本发明另一方面提供了一种上述耐高温防腐涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

7、将所述有机无机杂化树脂和所述氧化铝掺杂铜铬黑加入到所述去离子水中并混合，然后依次加入所述酸性铝溶胶、所述三氧化二铬和所述助剂并混合反应，得到所述耐高温防腐涂料。

8、优选地，所述制备方法为：将所述有机无机杂化树脂和所述氧化铝掺杂铜铬黑加入到所述去离子水中，500~600r/min搅拌10~15min，然后依次加入所述酸性铝溶胶、所述三氧化二铬和所述助剂，2000~2200r/min搅拌反应25~30min，随后超声分散10~15min，得到所述耐高温防腐涂料。

9、优选地，所述有机无机杂化树脂的制备方法为：

10、将异丁基苯基二甲氧基硅烷、有机弱酸在醇溶液中混合反应得到所述有机无机杂化树脂；

11、优选地，所述有机无机杂化树脂的制备方法为：

12、将异丁基苯基二甲氧基硅烷、有机弱酸在醇溶液中混合，500~600r/min搅拌反应20~30min，得到所述有机无机杂化树脂。

13、优选地，所述有机弱酸为醋酸和/或柠檬酸。

14、优选地，所述醇溶液为甲醇水溶液和/或乙醇水溶液。

15、优选地，所述异丁基苯基二甲氧基硅烷和所述有机弱酸的摩尔比为（5~25）：1。

16、优选地，所述异丁基苯基二甲氧基硅烷的制备方法为：

17、在容器中加入质量比1：（2~2.5）的镁和四氢呋喃，40~50℃回流滴加溴苯，直至镁完全溶解，得到格氏试剂；

18、氮气保护下将所述格氏试剂冷却至室温后，滴加异丁基三甲氧基硅烷，50~65℃保温回流3~6h，得到混合溶液；

19、将所述混合溶液冷却至室温后过滤，取滤液并减压精馏，收集130~145℃/3kpa的馏分，即为所述异丁基苯基二甲氧基硅烷。

20、优选地，所述异丁基苯基二甲氧基硅烷的制备方法为：

21、在容器中加入质量比1：（2~2.5）的镁和四氢呋喃，在40~50℃、100~150r/min条件下回流滴加溴苯，直至镁完全溶解，得到格氏试剂；

22、氮气保护下将所述格氏试剂冷却至25℃后，滴加异丁基三甲氧基硅烷，50~65℃保温回流3~6h，得到混合溶液；

23、将所述混合溶液冷却至25℃后过滤，取滤液并减压精馏，收集130~145℃/3kpa的馏分，即为所述异丁基苯基二甲氧基硅烷。

24、优选地，所述溴苯和所述异丁基三甲氧基硅烷的质量比为1：（3~5）。

25、优选地，所述氧化铝掺杂铜铬黑的制备方法为：

26、将氢氧化铝、硝酸铜和硝酸铬加入到纯水中，混合形成均匀溶液后加入柠檬酸，在60~70℃加热至形成凝胶，然后700~950℃煅烧所述凝胶，得到所述氧化铝掺杂铜铬黑。

27、优选地，所述柠檬酸的摩尔量与所述硝酸铜、所述硝酸镉的摩尔量之和的比例为1：（1~2）。

28、本发明还提供了一种上述耐高温防腐涂料或由上述制作方法所制得的耐高温防腐涂料在制备耐高温防腐涂层中的应用。

29、通过上述技术方案，本发明实现了以下有益效果：

30、1、本发明采用有机无机杂化树脂作为主要成膜物质，添加氧化铝掺杂铜铬黑和助剂，使其具有优异的柔韧性和附着力，同时能够耐受1000℃以上的高温以及盐雾的腐蚀。

31、2、本发明采用异丁基苯基二甲氧基硅烷制备有机无机杂化树脂，因为苯基的引入使得树脂的韧性得到了提高，漆膜的防腐性能和百格附着力也得到了增强。

32、3、本发明采用氧化铝掺杂铜铬黑来替代普通铜铬黑，能够有效提高漆膜的耐温性和耐高温淬火性能，能够耐受1000℃煅烧和800℃淬火10次不变性。

技术特征：

1.一种耐高温防腐涂料，其特征在于，按质量份计，由包括以下组分的原料制得：有机无机杂化树脂30~50份、氧化铝掺杂铜铬黑30~45份、去离子水10~30份、酸性铝溶胶5~10份、三氧化二铬5~10份、助剂0.5~1份。

2.根据权利要求1所述的耐高温防腐涂料，其特征在于，所述助剂选自防沉剂膨润土、分散剂solsperse 20000、流平剂byk333中的一种或多种。

3.一种权利要求1或2所述的耐高温防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机无机杂化树脂的制备方法为：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述异丁基苯基二甲氧基硅烷和所述有机弱酸的摩尔比为（5~25）：1。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述异丁基苯基二甲氧基硅烷的制备方法为：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述溴苯和所述异丁基三甲氧基硅烷的质量比为1：（3~5）。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铝掺杂铜铬黑的制备方法为：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸的摩尔量与所述硝酸铜、所述硝酸镉的摩尔量之和的比例为1：（1~2）。

10.一种权利要求1或2所述的耐高温防腐涂料或由权利要求3至9任一项所述的制备方法所制得的耐高温防腐涂料在制备耐高温防腐涂层中的应用。

技术总结
本发明公开了一种耐高温防腐涂料及其制备方法和应用，该涂料按质量份计，由包括以下组分的原料制得：有机无机杂化树脂30~50份、氧化铝掺杂铜铬黑30~45份、去离子水10~30份、酸性铝溶胶5~10份、三氧化二铬5~10份、助剂0.5~1份。本发明采用有机无机杂化树脂作为主要成膜物质，添加氧化铝掺杂铜铬黑和助剂，使其具有优异的柔韧性和附着力，同时能够耐受1000℃以上的高温以及盐雾的腐蚀。

技术研发人员：刘栓,戴海雄,蒲吉斌,卞直兵,马庆磊
受保护的技术使用者：江苏金陵特种涂料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15