本發明屬于涂料制備技術領域,具體涉及一種金屬用耐高溫防腐蝕涂料的制備方法。
背景技術:
金屬材料受周圍介質的作用而損壞,稱為金屬腐蝕(metalliccorrosion)。金屬的銹蝕是最常見的腐蝕形態。腐蝕時,在金屬的界面上發生了化學或電化學多相反應,使金屬轉入氧化(離子)狀態。這會顯著降低金屬材料的強度、塑性、韌性等力學性能,破壞金屬構件的幾何形狀,增加零件間的磨損,惡化電學和光學等物理性能,縮短設備的使用壽命,甚至造成火災、爆炸等災難性事故。美國1975年因金屬腐蝕造成的經濟損失為700億美元,占當年國民經濟生產總值的4.2%。據統計,每年由于金屬腐蝕造成的鋼鐵損失約占當年鋼產量的10~20%。金屬腐蝕事故引起的停產、停電等間接損失就更無法計算。金屬的腐蝕現象非常普遍。如鐵制品生銹(fe2o3·xh2o),鋁制品表面出現白斑(al2o3),銅制品表面產生銅綠[cu2(oh)2co3],銀器表面變黑(ag2s,ag2o)等都屬于金屬腐蝕。
一般說,金屬材料的熔點越高,其可使用的溫度限度越高。如用熱力學溫度表示熔點,則金屬熔點tm的60%,被定義為理論上可使用溫度上限tc,即tc=0.6tm。這是因為隨著溫度的升高,金屬材料的機械性能顯著下降,氧化腐蝕的趨勢相應增大,因此,一般的金屬材料都只能500~600℃下長期工作,能在>700℃高溫下工作的金屬通稱耐熱合金,“耐熱”是指其在高溫下能保持足夠和強度和良好的抗氧化性。
現有技術中一般是涂一層防腐涂料,然后再涂一層耐高溫涂料,操作步驟多。并且現有耐高溫涂料防熱性能和耐腐蝕性不能滿足航空航天、海洋船舶以及化學化工等特殊領域的需要,因此,研究一種新型的金屬耐高溫防腐蝕雙功能的涂料很有必要。
技術實現要素:
解決的技術問題:針對上述技術問題,本發明提供一種金屬用耐高溫防腐蝕涂料的制備方法,具備較強的耐高溫性和防腐蝕性,制備方法簡單,安全環保,用于金屬底材附著力強,保護效果好。
技術方案:一種金屬用耐高溫防腐蝕涂料的制備方法,所述制備方法包括以下步驟:
(1)將0.5~2質量份高硅氧玻璃纖維切短至3~5mm,100~120℃下干燥0.5~1h,用丙酮清潔表面,然后用濃硫酸處理1.5~2h,用蒸餾水洗凈后干燥備用;
(2)將步驟(1)處理后的高硅氧玻璃纖維、5~10質量份聚苯胺、0.5~1.5質量份磷酸酯和30~40質量份水混合3~5h,過濾,用水洗滌至濾液中性,濾餅在烘箱烘干;
(3)稱取10~20質量份硼酚醛樹脂、15~28質量份有機硅樹脂和5~12質量份環氧樹脂混合均勻,加熱并攪拌,加熱溫度為130~150℃,攪拌速率為400~550r/min,反應3~4h后冷卻至室溫備用;
(4)將步驟(2)烘干后濾餅放入砂磨罐中200~280r/min攪拌,攪拌0.5~1h,攪拌下加入步驟(3)冷卻至室溫的混合物混合均勻,最后加入1.5~4質量份固化劑,充分攪拌均勻熟化后加入10~20質量份環己酮和20~40質量份二甲苯攪拌均勻,完成整個制備過程。
作為優選,所述步驟(1)中高硅氧玻璃纖維中氧化硅的含量為96~98%。
作為優選,所述步驟(1)中濃硫酸的質量濃度為65~70%。
作為優選,所述步驟(1)中將1.5質量份高硅氧玻璃纖維切短至4mm,110℃下干燥1h,用丙酮清潔表面,然后用濃硫酸處理1.5h。
作為優選,所述步驟(2)中將步驟(1)處理后的高硅氧玻璃纖維、8質量份聚苯胺、1質量份磷酸酯和35質量份水混合于水中4h。
作為優選,所述步驟(3)中稱取15質量份硼酚醛樹脂、20質量份有機硅樹脂和10質量份環氧樹脂混合均勻,加熱并攪拌,加熱溫度為140℃,攪拌速率為500r/min,反應3.5h后冷卻至室溫備用。
作為優選,所述步驟(4)中固化劑為己二胺。
作為優選,所述步驟(4)中將步驟(2)烘干后濾餅放入砂磨罐中260r/min攪拌,攪拌1h,攪拌下加入步驟(3)冷卻至室溫的混合物混合均勻,最后加入3質量份固化劑,充分攪拌均勻熟化后加入15質量份環己酮和35質量份二甲苯攪拌均勻。
有益效果:(1)本發明所述方法簡單,制備的涂料具備較強的耐高溫性和防腐蝕性;(2)本發明應用于不同金屬(如鋼鐵、銅、鋁等金屬)均有很好的防腐效果,可耐700~900℃的高溫;(3)涂膜厚度為130~150μm,耐沖擊性為50cm,經過90d耐久試驗,涂層表面沒有腐蝕現象,抗剪切強度為12~15mpa。
具體實施方式
實施例1
一種金屬用耐高溫防腐蝕涂料的制備方法,所述制備方法包括以下步驟:
(1)將0.5質量份高硅氧玻璃纖維切短至3mm,100℃下干燥0.5h,用丙酮清潔表面,然后用濃硫酸處理1.5h,用蒸餾水洗凈后干燥備用,高硅氧玻璃纖維中氧化硅的含量為98%,濃硫酸的質量濃度為70%;
(2)將步驟(1)處理后的高硅氧玻璃纖維、5質量份聚苯胺、0.5質量份磷酸酯和30質量份水混合3h,過濾,用水洗滌至濾液中性,濾餅在烘箱烘干;
(3)稱取10質量份硼酚醛樹脂、15質量份有機硅樹脂和5質量份環氧樹脂混合均勻,加熱并攪拌,加熱溫度為130℃,攪拌速率為400r/min,反應3h后冷卻至室溫備用;
(4)將步驟(2)烘干后濾餅放入砂磨罐中200r/min攪拌,攪拌0.5h,攪拌下加入步驟(3)冷卻至室溫的混合物混合均勻,最后加入1.5質量份己二胺,充分攪拌均勻熟化后加入10質量份環己酮和20質量份二甲苯攪拌均勻,完成整個制備過程。
本發明所述方法簡單,制備的涂料具備較強的耐高溫性和防腐蝕性,涂膜厚度為150μm,耐沖擊性為50cm,經過90d耐久試驗,涂層表面沒有腐蝕現象,抗剪切強度為12mpa。可應用于不同金屬(如鋼鐵、銅、鋁等金屬)均有很好的防腐效果,耐700℃的高溫。
實施例2
一種金屬用耐高溫防腐蝕涂料的制備方法,所述制備方法包括以下步驟:
(1)將2質量份高硅氧玻璃纖維切短至5mm,120℃下干燥1h,用丙酮清潔表面,然后用濃硫酸處理2h,用蒸餾水洗凈后干燥備用,高硅氧玻璃纖維中氧化硅的含量為96%,濃硫酸的質量濃度為65%;
(2)將步驟(1)處理后的高硅氧玻璃纖維、10質量份聚苯胺、1.5質量份磷酸酯和40質量份水混合5h,過濾,用水洗滌至濾液中性,濾餅在烘箱烘干;
(3)稱取20質量份硼酚醛樹脂、28質量份有機硅樹脂和12質量份環氧樹脂混合均勻,加熱并攪拌,加熱溫度為150℃,攪拌速率為550r/min,反應4h后冷卻至室溫備用;
(4)將步驟(2)烘干后濾餅放入砂磨罐中280r/min攪拌,攪拌1h,攪拌下加入步驟(3)冷卻至室溫的混合物混合均勻,最后加入4質量份己二胺,充分攪拌均勻熟化后加入20質量份環己酮和40質量份二甲苯攪拌均勻,完成整個制備過程。
本發明所述方法簡單,制備的涂料具備較強的耐高溫性和防腐蝕性,涂膜厚度為140μm,耐沖擊性為50cm,經過90d耐久試驗,涂層表面沒有腐蝕現象,抗剪切強度為14mpa。可應用于不同金屬(如鋼鐵、銅、鋁等金屬)均有很好的防腐效果,耐800℃的高溫。
實施例3
一種金屬用耐高溫防腐蝕涂料的制備方法,所述制備方法包括以下步驟:
(1)將1.5質量份高硅氧玻璃纖維切短至4mm,110℃下干燥1h,用丙酮清潔表面,然后用濃硫酸處理1.5h,用蒸餾水洗凈后干燥備用,高硅氧玻璃纖維中氧化硅的含量為98%,濃硫酸的質量濃度為70%;
(2)將步驟(1)處理后的高硅氧玻璃纖維、8質量份聚苯胺、1質量份磷酸酯和35質量份水混合4h,過濾,用水洗滌至濾液中性,濾餅在烘箱烘干;
(3)稱取15質量份硼酚醛樹脂、20質量份有機硅樹脂和10質量份環氧樹脂混合均勻,加熱并攪拌,加熱溫度為140℃,攪拌速率為500r/min,反應3.5h后冷卻至室溫備用;
(4)將步驟(2)烘干后濾餅放入砂磨罐中260r/min攪拌,攪拌1h,攪拌下加入步驟(3)冷卻至室溫的混合物混合均勻,最后加入3質量份己二胺,充分攪拌均勻熟化后加入15質量份環己酮和35質量份二甲苯攪拌均勻,完成整個制備過程。
本發明所述方法簡單,制備的涂料具備較強的耐高溫性和防腐蝕性,涂膜厚度為130μm,耐沖擊性為50cm,經過90d耐久試驗,涂層表面沒有腐蝕現象,抗剪切強度為15mpa。可應用于不同金屬(如鋼鐵、銅、鋁等金屬)均有很好的防腐效果,耐900℃的高溫。