一種耐紫外高韌性金屬防腐涂料的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種耐紫外高韌性金屬防腐涂料的制備方法，屬于防腐涂料制備技術領域。本發明主要用表面活性劑改性納米二氧化鈦，再通過桐油和酚醛樹脂復配得改性劑并和環氧樹脂共混改性后，輔以其他原料制得耐紫外高韌性金屬防腐涂料。本發明制備的耐紫外高韌性金屬防腐涂料韌性高，其耐沖擊力為55～65kg·cm；具有較高的耐紫外性能和耐候性，長期使用后，漆膜不易脫落和起泡；制備步驟簡單，所需成本低，且易涂覆，施工方便。
【專利說明】
一種耐紫外高韌性金屬防腐涂料的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種耐紫外高韌性金屬防腐涂料的制備方法，屬于防腐涂料制備技術領域。
【背景技術】
[0002]防腐涂料，一般分為常規防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一種涂料。常規防腐涂料是在一般條件下，對金屬等起到防腐蝕的作用，保護有色金屬使用的壽命;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。廣泛應用於航空、船舶、化工、輸油管道、鋼結構、橋梁、石油鉆井平臺等領域，深受廣大建筑廠商青睞。
[0003]現有的防腐涂料用的環氧樹脂作成膜劑，本身存在許多弊端:漆膜脆性大，耐溫性、耐紫外線性能差，與一般固化劑交聯成膜后，重防腐性能較差;一般環氧樹脂固化劑毒性大，與環氧交聯后，適用期短，配比幅度較窄，某些性能不盡人意(內應力較大，不耐油、耐水、耐熱、耐候等);使用大量有機溶劑稀釋劑，調節粘度，污染環境。在封閉系統施工容易引起“閃爆”造成人員安全和財產損失。以上弊端很難滿足現代各個使用領域重防腐涂裝的要求，尤其是密閉空間系統(各種儲油罐、管道、船艙、潛艇、集裝箱等)重防腐涂裝。且現有的金屬用防腐漆或金屬用水性涂料中往往含鉛、鉻、鎘、鋁、砷和鋅等有毒成份，不利于環保；此外，其涂層的硬度、韌性、附著力等都較差。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題:針對目前防腐涂料多是用環氧樹脂作成膜劑，本身存在漆膜脆性大、耐溫性、耐紫外線性能差，對基體附著力低從而影響防腐效果的缺陷，本發明主要用表面活性劑改性納米二氧化鈦，再通過桐油和酚醛樹脂復配得改性劑并和環氧樹脂共混改性后，輔以其他原料制得耐紫外高韌性金屬防腐涂料，本發明以納米二氧化鈦作為耐紫外填料，經表面改性提高其分散性，增加耐紫外性能，再用富含官能團的桐油和酚醛樹脂共混并對環氧樹脂改性，增加涂料的化學官能團，與基層間形成化學鍵提高涂料的附著力，既解決了傳統環氧樹脂涂料耐紫外性能差的問題，又彌補了漆膜脆性大，附著力差的不足，且具有極佳的防腐性能。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
(1)按質量比為10:1將納米二氧化鈦粉末和十二烷基苯磺酸鈉混合后加入兩者總體積5?7倍的去離子水中，放置在搖床上振蕩反應10?12h后移入臥式離心機，以3000?4000r/min轉速離心分離15?20min，得到下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀，備用；
(2)按固液比為3:1將苯酚和桐油放入帶有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中，將燒瓶移入50?60°C水浴鍋中，啟動攪拌器以200?300r/min轉速進行攪拌，在攪拌狀態下再加入苯酚質量5%的草酸粉末，繼續攪拌反應I?2h得混合液；
(3)將上述混合液移入錐形瓶中，再加入混合液體積3?5倍質量濃度為20%的甲醛溶液，移入60?70°C恒溫箱中，繼續保溫攪拌I?3h后得反應物，再向錐形瓶中加入反應物總質量3?5%濃度為0.3mol/L氫氧化鈉溶液，升溫至80?90°C繼續攪拌30?40min后得到自制成膜樹脂改性劑；
(4)按質量比為10:1將雙酚A環氧樹脂和上述自制成膜樹脂改性劑混合后加熱升溫至85?95 °C后，再加入成膜樹脂改性劑等質量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保溫攪拌共混改性2?3h，得到改性環氧樹脂；
(5)按重量份數計，稱取60?80份改性環氧樹脂、10?12份備用的下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀、5?7份甲苯縮水甘油醚、I?2份聚二甲基硅氧烷、0.5?1.5份羧甲基纖維素和0.8?1.4份二月桂酸二丁基錫倒入高速剪切機中以1000?1500r/min轉速攪拌混合40?60min后再轉入球磨機，繼續球磨8?1h后出料裝罐，即得耐紫外高韌性金屬防腐涂料。
[0006]本發明制備的耐紫外高韌性金屬防腐涂料耐彎曲性小于8mm，耐沖擊力為5 5?65kg.cm，粘度為40?55Pa.s，附著力達到I級，使用年限長達15年。
[0007]本發明的應用方法:首先，將所需涂覆涂料的鋼材表面進行清潔，使其表面無塵、無污漬后，再將上述制備的耐紫外高韌性金屬防腐涂料涂覆于清潔后的鋼表面，涂層厚度控制為180?200μπι，待涂覆結束后，在60?75°C下固化22?24h，即可完成涂覆。經檢測，將涂覆后的鋼材置于質量分數為3%的氯化鈉溶液中浸泡7天，其漆膜沒有脫落和起泡現象，具有較強的防腐蝕性能。
[0008]本發明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發明制備的耐紫外高韌性金屬防腐涂料韌性高，其耐沖擊力為55?65kg.cm；
(2)本發明制備的耐紫外高韌性金屬防腐涂料具有較高的耐紫外性能和耐候性，長期使用后，漆膜不易脫落和起泡；
(3)本發明制備步驟簡單，所需成本低，且易涂覆，施工方便。
【具體實施方式】
[0009]首先按質量比為10:1將納米二氧化鈦粉末和十二烷基苯磺酸鈉混合后加入兩者總體積5?7倍的去離子水中，放置在搖床上振蕩反應10?12h后移入臥式離心機，以3000?4000r/min轉速離心分離15?20min，得到下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀，備用;再按固液比為3:1將苯酚和桐油放入帶有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中，將燒瓶移入50?60°C水浴鍋中，啟動攪拌器以200?300r/min轉速進行攪拌，在攪拌狀態下再加入苯酚質量5%的草酸粉末，繼續攪拌反應I?2h得混合液;接著將上述混合液移入錐形瓶中，再加入混合液體積3?5倍質量濃度為20%的甲醛溶液，移入60?700C恒溫箱中，繼續保溫攪拌I?3h后得反應物，再向錐形瓶中加入反應物總質量3?5%濃度為0.3mol/L氫氧化鈉溶液，升溫至80?90°C繼續攪拌30?40min后得到自制成膜樹脂改性劑;再按質量比為10:1將雙酚A環氧樹脂和上述自制成膜樹脂改性劑混合后加熱升溫至85?95°C后，再加入成膜樹脂改性劑等質量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保溫攪拌共混改性2?3h，得到改性環氧樹脂；最后按重量份數計，稱取60?80份改性環氧樹脂、10?12份備用的下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀、5?7份甲苯縮水甘油醚、I?2份聚二甲基硅氧烷、0.5?1.5份羧甲基纖維素和0.8?1.4份二月桂酸二丁基錫倒入高速剪切機中以1000?1500r/min轉速攪拌混合40?60min后再轉入球磨機，繼續球磨8?1h后出料裝罐，即得耐紫外高韌性金屬防腐涂料。
[0010]實例I
首先按質量比為10:1將納米二氧化鈦粉末和十二烷基苯磺酸鈉混合后加入兩者總體積7倍的去離子水中，放置在搖床上振蕩反應12h后移入臥式離心機，以4000r/min轉速離心分離20min，得到下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀，備用;再按固液比為3:1將苯酚和桐油放入帶有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中，將燒瓶移入60°C水浴鍋中，啟動攪拌器以300r/min轉速進行攪拌，在攪拌狀態下再加入苯酸質量5%的草酸粉末，繼續攪拌反應2h得混合液;接著將上述混合液移入錐形瓶中，再加入混合液體積5倍質量濃度為20%的甲醛溶液，移入70°C恒溫箱中，繼續保溫攪拌3h后得反應物，再向錐形瓶中加入反應物總質量5%濃度為
0.3mol/L氫氧化鈉溶液，升溫至90°C繼續攪拌40min后得到自制成膜樹脂改性劑;再按質量比為10:1將雙酚A環氧樹脂和上述自制成膜樹脂改性劑混合后加熱升溫至95°C后，再加入成膜樹脂改性劑等質量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保溫攪拌共混改性3h，得到改性環氧樹脂;最后按重量份數計，稱取80份改性環氧樹脂、12份備用的下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀、7份甲苯縮水甘油醚、2份聚二甲基硅氧烷、1.5份羧甲基纖維素和1.4份二月桂酸二丁基錫倒入高速剪切機中以1500r/min轉速攪拌混合60min后再轉入球磨機，繼續球磨1h后出料裝罐，即得耐紫外高韌性金屬防腐涂料。
[0011]首先，將所需涂覆涂料的鋼材表面進行清潔，使其表面無塵、無污漬后，再將上述制備的耐紫外尚初性金屬防腐涂料涂覆于清潔后的鋼表面，涂層厚度控制為200ym，待涂覆結束后，在75°C下固化24h，即可完成涂覆。經檢測，將涂覆后的鋼材置于質量分數為3%的氯化鈉溶液中浸泡7天，其漆膜不易脫落和起泡，具有較強的防腐蝕性能。
[0012]實例2
首先按質量比為10:1將納米二氧化鈦粉末和十二烷基苯磺酸鈉混合后加入兩者總體積5倍的去離子水中，放置在搖床上振蕩反應1h后移入臥式離心機，以3000r/min轉速離心分離15min，得到下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀，備用;再按固液比為3:1將苯酚和桐油放入帶有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中，將燒瓶移入50°C水浴鍋中，啟動攪拌器以200r/min轉速進行攪拌，在攪拌狀態下再加入苯酸質量5%的草酸粉末，繼續攪拌反應Ih得混合液;接著將上述混合液移入錐形瓶中，再加入混合液體積3倍質量濃度為20%的甲醛溶液，移入60°C恒溫箱中，繼續保溫攪拌Ih后得反應物，再向錐形瓶中加入反應物總質量3%濃度為
0.3mol/L氫氧化鈉溶液，升溫至80°(:繼續攪拌30min后得到自制成膜樹脂改性劑;再按質量比為10:1將雙酚A環氧樹脂和上述自制成膜樹脂改性劑混合后加熱升溫至85°C后，再加入成膜樹脂改性劑等質量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保溫攪拌共混改性2h，得到改性環氧樹脂;最后按重量份數計，稱取60份改性環氧樹脂、10份備用的下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀、5份甲苯縮水甘油醚、I份聚二甲基硅氧烷、0.5份羧甲基纖維素和0.8份二月桂酸二丁基錫倒入高速剪切機中以1000r/min轉速攪拌混合40min后再轉入球磨機，繼續球磨8h后出料裝罐，即得耐紫外高韌性金屬防腐涂料。
[0013]首先，將所需涂覆涂料的鋼材表面進行清潔，使其表面無塵、無污漬后，再將上述制備的耐紫外尚初性金屬防腐涂料涂覆于清潔后的鋼表面，涂層厚度控制為180ym，待涂覆結束后，在60°C下固化22h，即可完成涂覆。經檢測，將涂覆后的鋼材置于質量分數為3%的氯化鈉溶液中浸泡7天，其漆膜不易脫落和起泡，具有較強的防腐蝕性能。
[0014]實例3 首先按質量比為10:1將納米二氧化鈦粉末和十二烷基苯磺酸鈉混合后加入兩者總體積6倍的去離子水中，放置在搖床上振蕩反應Ilh后移入臥式離心機，以3500r/min轉速離心分離17min，得到下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀，備用;再按固液比為3:1將苯酚和桐油放入帶有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中，將燒瓶移入55°C水浴鍋中，啟動攪拌器以250r/min轉速進行攪拌，在攪拌狀態下再加入苯酸質量5%的草酸粉末，繼續攪拌反應2h得混合液;接著將上述混合液移入錐形瓶中，再加入混合液體積4倍質量濃度為20%的甲醛溶液，移入65°C恒溫箱中，繼續保溫攪拌2h后得反應物，再向錐形瓶中加入反應物總質量4%濃度為
0.3mol/L氫氧化鈉溶液，升溫至85°(:繼續攪拌35min后得到自制成膜樹脂改性劑;再按質量比為10:1將雙酚A環氧樹脂和上述自制成膜樹脂改性劑混合后加熱升溫至90°C后，再加入成膜樹脂改性劑等質量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保溫攪拌共混改性2h，得到改性環氧樹脂;最后按重量份數計，稱取70份改性環氧樹脂、11份備用的下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀、6份甲苯縮水甘油醚、2份聚二甲基硅氧烷、1.0份羧甲基纖維素和1.2份二月桂酸二丁基錫倒入高速剪切機中以1300r/min轉速攪拌混合50min后再轉入球磨機，繼續球磨9h后出料裝罐，即得耐紫外高韌性金屬防腐涂料。
[0015]首先，將所需涂覆涂料的鋼材表面進行清潔，使其表面無塵、無污漬后，再將上述制備的耐紫外尚初性金屬防腐涂料涂覆于清潔后的鋼表面，涂層厚度控制為190ym，待涂覆結束后，在70°C下固化23h，即可完成涂覆。經檢測，將涂覆后的鋼材置于質量分數為3%的氯化鈉溶液中浸泡7天，其漆膜不易脫落和起泡，具有較強的防腐蝕性能。
【主權項】
1.一種耐紫外高韌性金屬防腐涂料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)按質量比為10:1將納米二氧化鈦粉末和十二烷基苯磺酸鈉混合后加入兩者總體積5?7倍的去離子水中，放置在搖床上振蕩反應10?12h后移入臥式離心機，以3000?4000r/min轉速離心分離15?20min，得到下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀，備用； (2)按固液比為3:1將苯酚和桐油放入帶有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中，將燒瓶移入50?60°C水浴鍋中，啟動攪拌器以200?300r/min轉速進行攪拌，在攪拌狀態下再加入苯酚質量5%的草酸粉末，繼續攪拌反應I?2h得混合液； (3)將上述混合液移入錐形瓶中，再加入混合液體積3?5倍質量濃度為20%的甲醛溶液，移入60?70°C恒溫箱中，繼續保溫攪拌I?3h后得反應物，再向錐形瓶中加入反應物總質量3?5%濃度為0.3mol/L氫氧化鈉溶液，升溫至80?90°C繼續攪拌30?40min后得到自制成膜樹脂改性劑； (4)按質量比為10:1將雙酚A環氧樹脂和上述自制成膜樹脂改性劑混合后加熱升溫至85?95 °C后，再加入成膜樹脂改性劑等質量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，保溫攪拌共混改性2?3h，得到改性環氧樹脂； (5)按重量份數計，稱取60?80份改性環氧樹脂、10?12份備用的下層表面改性后的納米二氧化鈦沉淀、5?7份甲苯縮水甘油醚、I?2份聚二甲基硅氧烷、0.5?1.5份羧甲基纖維素和0.8?1.4份二月桂酸二丁基錫倒入高速剪切機中以1000?1500r/min轉速攪拌混合40?60min后再轉入球磨機，繼續球磨8?1h后出料裝罐，即得耐紫外高韌性金屬防腐涂料。
【文檔編號】C09D7/12GK106085112SQ201610468636
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月25日
【發明人】袁春華, 薛培龍, 林茂平
【申請人】袁春華