專利名稱：一種納米重防腐涂料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種重防腐涂料，尤其涉及一種納米重防腐涂料。
背景技術：
重防腐涂料是指相對常規防腐涂料而言，能在相對苛刻腐蝕環境里應用，并具有能達到比常規防腐涂料更長保護期的一類防腐涂料。重防腐涂料主要應用領域有:①新興海洋工程:海上設施、海岸及海灣構造物、海上石油平臺現代交通運輸:高速公路護欄、橋梁、船艇、集裝箱、火車及鐵道設施、汽車、機場設施；③能源工業:水工設備、水罐、石油精制設備、石油貯存設備(油管、油罐)、輸變電設備、核電、煤礦大型工業企業:造紙設備、醫藥設備、食品化工設備、金屬容器內外壁、化工、鋼鐵、石化廠的管道、貯槽、礦山冶煉、水泥廠設備、有腐蝕介質的地面、墻壁水泥構件；⑤市政設施:煤氣管道及其設施(如煤氣柜)、天然氣管道、飲水設施、垃圾處理設備等。由于產品特殊的應用領域使得產品有著特殊的特點如能在苛刻條件下使用，并具有長效防腐壽命。重防腐涂料在化工大氣和海洋環境里，一般可使用10年或15年以上，SP使在酸、堿、鹽和溶劑介質里，并在一定溫度條件下，也能使用5年以上；而且重防腐涂料的重要標志是厚膜化，一般防腐涂料的涂層干膜厚度為100 y m或150 U m左右，而重防腐涂料干膜厚度則在200 ii m或300 u m以上，還有500 y m 1000 u m,甚至高達2000 u m。目前常用的重防腐涂料有富鋅涂料、鐵紅涂料、云母氧化鐵涂料等。富鋅涂料是一種含大量鋅的涂料，鋅粉含量在85-95%之間，涂膜僅厚100微米，包括有機富鋅涂料和無機富鋅涂料。例如CN 102417784A公開了一種環氧富鋅涂料，所述涂料以環氧樹脂為基料，腰果油聚酰胺為固化劑，超細鋅粉為主要防銹顏料，加入了一定量的助劑、溶劑等按一定比例配制而成。本發明所提供的環氧富鋅涂料適用于浸涂方式涂裝，涂裝后的漆膜具有極好的耐腐蝕、耐化學和耐溶劑性。C`N 101691457A公開了一種無機富鋅涂料，該種涂料其重量百分比組成為:75% 80%鋅粉，5% 8%硅酸鈉/鉀，2% 3%甲基硅酸鉀/鈉，余量的水。鐵紅涂料是以樹脂為主要成膜基料，通過加氧化鐵紅顏料、特種添加劑、助劑、溶劑等，制備而成的重防腐底漆。例如CN 102311670A公開了一種氧化鐵紅涂料，其特征在于由以下組分按以下重量百分比構成:氧化鐵紅:42-47% ;鈦白粉:0.7-1.2% ;鋰基彭潤土:
1.2%-1.6% ;凹凸棒土:1.3%-1.7% ;縮丁醛樹脂:0.45%-0.63% ;白糊精:0.58%-0.82% ;白乳膠:0.45%-0.65% ；甲醇:32.35%-34.2% ;乙醇:15.97%-17.2%。云母氧化鐵涂料是以云母氧化鐵為主要顏料的涂料，包括有改性醇酸，氯化橡膠，乙烯共聚體，環氧樹脂。例如為CN 102964967A公開了一種防腐涂料，由以下重量份數的原料制成:環氧樹脂61820-35份，丁醚化氨基樹脂10-18份，鱗片狀石墨5_10份，灰云母氧化鐵3-6份，三氧化二鋁5-8份，叔胺固化促進劑3-7份，硅烷偶聯劑2-6份，乙醇乙醚醋酸酯8-15份，稀釋劑3-6份，醋酸纖維素7-11份。所述的稀釋劑為二丙酮醇、環己酮、乙醇、甲醇、乙二醇或乙醚一種或幾種。
目前上述的市面上常規的防腐涂料在新工程、新領域中已經不能滿足需求，主要表現在:例如耐鹽霧性能不高，一般不超過1000小時；綜合防腐性能單一，耐酸堿差；防腐涂料中含有大量重金屬(鉛、鉻等)，對人體及對環境造成污染等缺陷。
發明內容
本發明的目的在于提供一種納米重防腐涂料，本發明所提供的涂料不含任何重金屬材料，且耐鹽霧時間大于3000小時,耐酸堿大于1000小時。本發明所提供的納米重防腐涂料，按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯 20 70wt%,例如為 22wt%、25wt%、28wt%、33wt%、36wt%、40wt%、43wt%、48wt%、54wt%、59wt%、63wt%、66wt%、69wt% 等，苯乙烯 I 30wt%,例如為 3wt%、6wt%、9wt%、14wt%、18wt%、20wt%、25wt%、27wt% 等，導電纖維 I 20wt%,例如為 2wt%、5wt%、8wt%、10wt%> 14wt%> 16wt%>18wt% 等，納米二氧化娃 I 15wt%,例如為 3wt%、5wt%、8wt%、10wt%、12wt%、14wt% 等。作為優選技術方案本發明所提供的涂料，按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯30 65wt%,苯乙烯5 25wt%,導電纖維3 15wt%,納米二氧化娃3 10wt%。作為優選技術方案本發明所提供的涂料，按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯40 60wt%,苯乙烯5 20wt%,導電纖維3 10wt%,納米二氧化娃3 7wt%。雙酚A環氧乙烯基樹脂是由甲基丙烯酸與雙酚A環氧樹脂通過反應合成的乙烯基樹脂。由于在分子鏈兩端存在不飽和雙鍵使其極其活潑，具有高反應活性，能迅速固化，很快得到高強度的制品；同時采用甲基丙烯酸合成，酯鍵邊的甲基可起保護作用，提高耐水解性；而且樹脂含酯鍵量少，耐堿性能高。苯乙烯是用苯 取代乙烯的一個氫原子形成的有機化合物，乙烯基的電子與苯環共軛，不溶于水，溶于乙醇、乙醚中，在本發明中溶解雙酚A環氧乙烯基樹脂，起溶解作用。導電纖維一般是指導電率大于KT7Q' cm-1的纖維。這類纖維具有良好的導電性和耐久性，特別是在低濕度下仍具有良好的耐久抗靜電性。納米二氧化硅粒徑很小，表面吸附力強，表面能大，化學純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方面具有特異的性能，而且具有優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性。納米二氧化硅具有三維網狀結構，擁有龐大的比表面積，表現出極大的活性，能在涂料干燥時形成網狀結構，同時增加了涂料的強度和光潔度，而且提高了顏料的懸浮性，能保持涂料的顏色長期不退色。另外，納米二氧化硅還具有常規二氧化硅所不具有的特殊光學性能，它具有極強的紫外吸收，紅外反射特性。經紫外可見分光光度計測試表明，它對波長400nm以內的紫外光吸收率高達70%以上，對波長800nm以外的紅外光反射率也達70%以上，它添加到涂料中能對涂料形成屏蔽作用，達到抗紫外老化和熱老化的目的，同時增加了涂料的隔熱性。作為優選技術方案本發明所提供的涂料，還含有分散劑0.1 10wt%，例如為
0.3wt%、0.6 ^%、1 ^%、3 ^%、6 ^%、8 ^%等，改性膨潤土 0.1 6wt%,例如為 0.3wt%、0.6wt%>
0.9wt%、1.5wt%、2wt%、3wt%、3.5wt%、4.4wt%、5.2wt%、5.7wt% 等，有機溶劑 5 30wt%,例如為 7wt%、9wt%、13wt%>16wt%>19wt%>22wt%>27wt%>29wt% 等。作為優選技術方案本發明所提供的涂料，所述涂料還含有分散劑0.4 6wt%，改性膨潤土 0.5 3wt%，有機溶劑10 20wt%。
涂料中分散劑的分散、潤濕原理，一是分散劑吸附于粉料顆粒，將凝聚的粉料顆粒濕潤；二是高分子分散劑吸附在粉料顆粒表面，增加顏料和填充料粒子間的表面電荷，提高粒子間的靜電斥力，并有效增加了粒子間的空間位阻，使液體中粉料顆粒穩定的分散成為可能。根據分子結構劃分，分散劑一般分為兩大類:無機分散劑和有機分散劑。無機分散劑中以聚磷酸鹽類居多，如六偏磷酸鈉、三聚磷酸鉀、多聚磷酸鈉和焦磷酸四鉀。其作用的機理是通過氫鍵和化學吸附，起靜電斥力穩定作用。其優點是對無機顏料和填充料分散效果好，但隨PH值和溫度的升高，多聚磷酸鹽容易水解，對長期儲存穩定性不佳。有機分散劑包括聚丙烯酸鹽類，聚苯乙烯/順丁烯二酸鹽類、聚異丁烯/順丁烯二酸鹽類等。他們的特點是，在粉料表面產生強吸附或錨固作用，具有較長的分子鏈以形成空間位阻，鏈端具有水溶性，有的還輔有靜電斥力，達到穩定的結果。有機分散劑因其分子量不同，表現會有所不同；低分子量型分散劑具有一個或多個空間上相接近的極性基團，它們吸附在顏料表面，以空間屏蔽作用來穩定粉料粒子，從而使粘度下降，這類分散劑主要用于無機顏料，因無機顏料是離子型結構，有較高的表面極性，分散劑易于吸附。而有機顏料因其表面含C、H、0基團，無離子活性，所以往往用高分子量的分散劑，有較多的黏附基團吸附在有機顏料的表面，它可以在有機顏料上形成持久的吸附層。但分散劑的分子量太大易絮凝。所以選擇分散劑的類型時應根據顏料和填充料類型而選擇。本發明所用的分散劑可以為有機分散劑，優選為丙烯酸類共聚物溶液，進一步優選為BYK2020的分散劑。作為優選技術方案本發明所提供的涂料，所述的涂料按重量分數含有以下組份:雙酹A環氧乙烯基酯20 70wt%,苯乙烯I 30wt%,導電纖維I 20wt%,納米二氧化娃I 15wt%，分散劑0.1 10wt%，改性膨潤土 0.1 6wt%，有機溶劑5 30wt%o作為優選技術方案本發明所提供的涂料，所述的涂料按重量分數含有以下組份:雙酹A環氧乙烯基酯30 65wt%,苯乙烯5 25wt%,導電纖維3 15wt%,納米二氧化娃3 10wt%,分散劑0.4 6wt%,改性膨潤土 0.5 3wt%,有機溶劑10 20wt%。作為優選技術方 案本發明所提供的涂料，所述的涂料按重量分數含有以下組份:雙酹A環氧乙烯基酯40 60wt%,苯乙烯5 20wt%,導電纖維3 10wt%,納米二氧化娃3 7wt%,分散劑0.4 6wt%,改性膨潤土 0.5 3wt%,有機溶劑10 20wt%。作為優選技術方案本發明所提供的涂料，所述的導電纖維為復合導電纖維，優選為有機復合導電纖維，進一步優選為聚吡咯基有機蒙脫土納米復合導電纖維。復合導電纖維是將含有導電粒子的聚合物作為一種成分，將不含導電粒子的同種聚合物或另一種聚合物為第二成分，采用復合紡絲而成。復合導電纖維具有良好的耐摩擦、耐屈服、耐氧化及耐腐蝕能力，因此用于涂料中可使涂料具有優異的耐摩擦、耐屈服、耐氧化及耐腐蝕性能。有機復合導電纖維是使用炭黑復合或金屬化合物復合有機導電纖維而成，不受環境溫濕度的影響，具有優異的物理機械性能。聚吡咯基有機蒙脫土納米復合導電纖維可增強涂料的可塑性、強度和熱抵抗能力，降低氣體、液體的滲透性等。聚吡咯基有機蒙脫土納米復合導電纖維可采用現有技術進行制備，如蘇海霞等人以三氯化鐵(FeCl3)為氧化劑，對甲苯磺酸鈉(TSANa)為摻雜劑，使進入經有機插層劑改性的有機蒙脫土(OMMT)層間的吡咯(Py)發生氧化聚合反應，制備了具有良好導電性的聚吡咯/有機蒙脫土(蘇海霞，曾幸榮。聚吡咯/有機蒙脫土納米復合材料的制備及其導電性。中國科學院上海冶金研究所；材料物理與化學(專業)博士論文2000年度)；或CN1597769A公開的制備方法。作為優選技術方案本發明所提供的涂料，所述的改性膨潤土為有機改性膨潤土，優選為有機胺改性膨潤土。添加改性的膨潤土可賦予涂料一定的觸變性和結構粘度，起增稠防沉作用。本發明改性膨潤土所用的有機胺可以為正辛胺、十二胺、十六胺、十八胺、十六
烷基三甲基溴化銨或丙烯酰胺等。優選地，所述的有機溶劑為苯類溶劑，優選為苯、甲苯或二甲苯，或其混合物，進一步優選為二甲苯。本發明中所用有機溶劑主要起稀釋作用，以調節涂料粘度。本發明提供的納米重防腐涂料，還可以包括涂料中的常規助劑，如顏料，增稠劑，防腐劑，消泡劑等中的一種或兩種以上的混合物。常規助劑的加入可以使得制得的涂料性能更加優秀。顏料可以使涂料具有預定的色澤，本發明的顏料優選不含重金屬的防腐顏料，如紅丹、鋅黃、磷酸鋅、鍶鉻黃和鑰酸鋅。增稠劑可以使得涂料具有較好的觸變性，本發明選用非離子型聚氨酯類化合物。防腐劑能夠抑制涂料中的霉菌生長，使涂料 保持質量穩定。本發明防腐劑優選為異噻唑啉酮。消泡劑可以抑制泡沫，使涂料涂刷時不易產生縮孔和魚眼，本發明的消泡劑可采用疏水二氧化硅及礦物油的混合物。常規助劑的添加量可根據本領域技術人員的常識進行添加。本發明所提供的涂料可通過常規的制備方法制得。本發明提供的納米重防腐涂料本發明所提供的涂料不僅具有優異的物理機械性能，而且不含任何重金屬材料，且耐鹽霧時間大于3000小時,耐酸堿大于1000小時。
具體實施例方式為便于理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅用于幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。如無具體說明，本發明的各種原料均可以通過市售得到；或根據本領域的常規方法制備得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業與科學用語與本領域技術熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內容相似或均等的方法及材料皆可應用于本發明方法中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照國家標準測定。若沒有相應的國家標準，則按照通用的國際標準、常規條件、或按照制造廠商所建議的條件進行。除非另外說明，否則所有的份數為重量份，所有的百分比為重量百分比。實施例1按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯20wt%，苯乙烯15wt%，炭黑復合導電聚酯纖維10wt%,納米二氧化娃10wt%o實施例2按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯70wt%，苯乙烯lwt%，聚苯胺復合導電纖維lwt%,納米二氧化娃15wt%,分散劑0.lwt%,十二胺改性膨潤土 6wt%, 二甲苯5wt%。實施例3按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯30wt%，苯乙烯30wt%，聚吡咯基有機蒙脫土納米復合導電纖維20wt%,納米二氧化娃lwt%,丙烯酸類共聚物溶液5wt%,有機胺改性膨潤土 3wt%, 二甲苯15wt%。實施例4按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯65wt%，苯乙烯5wt%，聚吡咯基有機蒙脫土納米復合導電纖維5wt%，納米二氧化硅5wt%，BYK202010wt%，十六烷基三甲基溴化銨改性膨潤土 0.lwt%，二甲苯30wt%。實施例5按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯40wt%，苯乙烯10wt%，聚吡咯基有機蒙脫土納米復合導電纖維8wt%,納米二氧化娃7wt%, BYK20203wt%,十六胺改性膨潤土2wt%,甲苯 10wt%。性能檢測:將實施例1-5按常規方法制得的涂料進行性能檢測。重金屬元素的含量:按照GB 18582-2007《室內裝修裝飾材料有害物質限量》檢測，結果均未檢出重金屬元素。耐鹽霧性能:按照GB/T 1763-1979《漆膜耐化學試劑性測定法》，用3%NaCl進行3000h試驗,結果顯不均無異常。耐堿性:GB/T 1763-1979《漆膜耐化學試劑性測定法》，用10%Na0H進行IOOOh試驗，結果顯示均無異常。耐酸性:GB/T 1 763-1979《漆膜耐化學試劑性測定法》，用10%HC1進行IOOOh試驗，
結果顯示均無異常。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種納米重防腐涂料，其特征在于，按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯20 70wt%,苯乙烯I 30wt%,導電纖維I 20wt%,納米二氧化娃I 15wt%。
2.根據權利要求1所述的涂料，其特征在于，按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯30 65wt%,苯乙烯5 25wt%,導電纖維3 15wt%,納米二氧化娃3 10wt%。
3.根據權利要求1所述的涂料，其特征在于，按重量分數含有以下組份:雙酚A環氧乙烯基酯40 60wt%,苯乙烯5 20wt%,導電纖維3 10wt%,納米二氧化娃3 7wt%。
4.根據權利要求1-3任一項所述的涂料，其特征在于，還含有分散劑0.1 10wt%，改性膨潤土 0.1 6wt%，有機溶劑5 30wt%。
5.根據權利要求4所述的涂料，其特征在于，所述涂料還含有分散劑0.4 6wt%，改性膨潤土 0.5 3wt%，有機溶劑10 20wt%。
6.根據權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的涂料按重量分數含有以下組份:雙酹A環氧乙烯基酯20 70wt%,苯乙烯I 30wt%,導電纖維I 20wt%,納米二氧化娃I 15wt%,分散劑0.1 10wt%,改性膨潤土 0.1 6wt%,有機溶劑5 30wt%o
7.根據權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的涂料按重量分數含有以下組份:雙酹A環氧乙烯基酯30 65wt%,苯乙烯5 25wt%,導電纖維3 15wt%,納米二氧化娃3 10wt%,分散劑0.4 6wt%,改性膨潤土 0.5 3wt%,有機溶劑10 20wt%。
8.根據權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的涂料按重量分數含有以下組份:雙酹A環氧乙烯基酯40 60wt%,苯乙烯5 20wt%,導電纖維3 10wt%,納米二氧化娃3 7wt%,分散劑0.4 6wt%,改性膨潤土 0.5 3wt%,有機溶劑10 20wt%。
9.根據權利要求1-8任一 項所述的涂料，其特征在于，所述的導電纖維為復合導電纖維，優選為有機復合導電纖維，進一步優選為聚吡咯基有機蒙脫土納米復合導電纖維。
10.根據權利要求4-8任一項所述的涂料，其特征在于，所述的改性膨潤土為有機改性膨潤土，優選為有機胺改性膨潤土； 優選地，所述的有機溶劑為苯類溶劑，優選為苯、甲苯或二甲苯，或其混合物，進一步優選為二甲苯。
全文摘要
本發明涉及一種納米重防腐涂料，按重量分數含有以下組份雙酚A環氧乙烯基酯20～70wt%，苯乙烯1～30wt%，聚吡咯基納米復合導電纖維1～20wt%，納米二氧化硅1～15wt%，分散劑0.1～10wt%，改性膨潤土0.1～6wt%，有機溶劑5～30wt%。本發明所提供的涂料不含任何重金屬材料，且耐鹽霧時間大于3000小時，耐酸堿大于1000小時。
文檔編號C09D5/08GK103205181SQ201310133278
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者李湛, 鄭亞杰 申請人:北京航納科技有限公司