一种环保型复合杂化纳米改性重防腐涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种环保型复合杂化纳米改性重防腐涂料及其制备方法。


背景技术：

2.目前，我国工业防腐涂料常用的耐腐蚀处理方法是采用玻璃钢材质，涂层采用乙烯基重防腐漆，常规的酸碱条件下再采用无溶剂环氧涂料、氟碳涂料、pvdf、氯化橡胶涂料、过氯乙烯涂料、高氯化聚乙烯涂料、氯磺化聚乙烯涂料、酚醛环氧、酚醛乙烯涂料或沥青涂料进行涂装。但在石油、石化、化学合成、污水处理、化学试剂运输等领域常会涉及到强酸(ph值达到3以下)、强碱(ph值达到11以上)的环境，在这种强酸、强碱环境下，对涂层的耐化学性要求会非常高，在使用现有类型的涂料时发现：1、无溶剂环氧涂料、酚醛环氧涂料、酚醛乙烯涂料、沥青涂料具有片面性，耐候性较差；2、氟碳涂料、氯化橡胶涂料、过氯乙烯涂料、高氯化聚乙烯涂料、氯磺化聚乙烯涂料在ph值3
‑
11之间防腐性较好，而在强酸或强碱的恶劣环境下，防腐性能较差；3、pvdf需要高温固化，大型设备和管道无法满足其干燥要求。因此，有必要研究具有优异的耐酸、耐碱性和优异的耐候性的自干型重防腐涂料。


技术实现要素：

3.为克服上述缺点，本发明的目的之一在于提供一种环保型复合杂化纳米改性重防腐涂料，干燥快，附着力强，具有优异的耐化学性能及耐候性能。
4.为了达到以上目的，本发明采用的技术方案之一是：一种环保型复合杂化纳米改性重防腐涂料，包括独立包装的a组分、b组分。按重量份计，所述a组分包括：60
‑
65份的异佛尔酮二异氰酸酯、25
‑
30份的阻燃剂、4
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5份的无机纳米二氧化硅、2
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5份的颜料、2
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3份的抗菌防霉剂、1.5
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2份的二氧化钛、0.2
‑
1份的分散剂、0.1
‑
0.3份的消泡剂、0.1
‑
0.3份的流平剂。所述b组分包括100份的有机硅/二氧化硅杂化溶胶。
5.进一步来说，所述a组分、b组分的重量比为50
‑
60:40
‑
50。
6.进一步来说，所述无机纳米二氧化硅为气相二氧化硅。
7.进一步来说，所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯。
8.进一步来说，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮和乙烯基双硬脂酰胺的混合物，且两者的重量比为1:1.25。
9.进一步来说，所述流平剂为聚醚改性有机硅。
10.进一步来说，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
11.本发明还提供了一种环保型复合杂化纳米改性重防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
12.s1、将磷酸甲苯二苯酯加入到反应釜中，边搅拌边缓慢加入气相二氧化硅、二氧化钛、抗菌防霉剂、分散剂，并在600
‑
800rpm的速度下搅拌3
‑
5min；
13.s2、边搅拌边缓慢向反应釜中依次加入消泡剂、颜料、流平剂，并在800
‑
1000rpm的
速度下搅拌15
‑
20min；
14.s3、向反应釜中缓慢加入异佛尔酮二异氰酸酯，并在800
‑
1000rpm的速度下搅拌4
‑
5min；
15.s4、经筛网过滤后，即制得a组分；
16.s5、将有机硅/二氧化硅杂化溶胶进行筛网过滤后，即制得b组分；
17.s6、将a组分、b组分进行充分分散混匀，即得环保型复合杂化纳米改性重防腐涂料。
18.本发明的有益效果在于：本发明的重防腐涂料在a组分中，将气相无机纳米二氧化硅引入到异佛尔酮二异氰酸酯中进行复合接枝，形成有机
‑
无机复合树脂，使得其具备优异的耐化学性和耐气候性；在贮存时，a组分、b组分独立包装；在使用时，将a组分与b组分进行充分分散混合，利用b组分的有机硅/二氧化硅杂化溶胶提高涂料整体的成膜致密性，防水性好，进一步提高涂料的防腐蚀性能，而且本发明的涂料干燥快、附着力强、施工性好，能长期耐受强酸、强碱等恶劣环境，常温下耐油类、盐类及其他化学品在浸泡12个月漆膜无起泡、起皱、开裂、剥落、生锈的现象，可喷涂、辊涂、刷涂在金属及混凝土等多种基材上。此外，本发明的重防腐涂料制备方法简单，易于操作，而且设备要求低，易于工业化生产。
附图说明
19.图1为本发明实施例的涂料制备的流程示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
21.实施例
22.本发明的一种环保型复合杂化纳米改性重防腐涂料，包括独立包装的a组分、b组分。按重量份计，所述a组分包括：60
‑
65份的异佛尔酮二异氰酸酯、25
‑
30份的阻燃剂、4
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5份的无机纳米二氧化硅、2
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5份的颜料、2
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3份的抗菌防霉剂、1.5
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2份的二氧化钛、0.2
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1份的分散剂、0.1
‑
0.3份的消泡剂、0.1
‑
0.3份的流平剂。所述b组分包括100份的有机硅/二氧化硅杂化溶胶。
23.在本实施例中，所述a组分、b组分的重量比为50
‑
60:40
‑
50。
24.在本实施例中，所述异佛尔酮二异氰酸酯是工业级产品，所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯，所述消泡剂为有机硅消泡剂b
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463，所述流平剂为聚醚改性有机硅，所述抗菌防霉剂为成都天佑晶创科技的je
‑
85
‑
e,所述无机纳米二氧化硅为气相二氧化硅r202。所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮和乙烯基双硬脂酰胺的混合物，且两者的重量比为1:1.25。
25.在分子水平上将有机组分引入无机材料中可以提高其韧性、成膜性，而将无机组分引入有机材料中则可以提高其刚性、耐黄变性、耐热性和耐老化性。因此，当有机、无机材料复合后，能实现两种材料性能之间的互补，使得复合材料性能更加优异。因此，本发明的重防腐涂料在a组分中，将气相无机纳米二氧化硅引入到异佛尔酮二异氰酸酯中进行复合接枝，形成有机
‑
无机复合树脂，使得其具备优异的耐化学性和耐气候性；通过气相二氧化硅的引入，能配合流平剂防止涂料固化过程中的流挂现象，使涂层更加均匀，而且利用气相
二氧化硅的小粒径和高表面能，可以吸附在涂料粉体的表面，能配合分散剂提高粉料的分散性；此外，气相二氧化硅还能有效抑制颜料及二氧化钛的沉淀。本发明的涂料在贮存时，a组分、b组分独立包装；在使用时，将a组分与b组分进行充分分散混合，利用b组分的有机硅/二氧化硅杂化溶胶提高涂料整体的成膜致密性，防水性好，进一步提高涂料的防腐蚀性能。
26.参见附图1所示，一种环保型复合杂化纳米改性重防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
27.s1、将磷酸甲苯二苯酯加入到反应釜中，边搅拌边缓慢加入气相二氧化硅、二氧化钛、抗菌防霉剂、分散剂，并在600
‑
800rpm的速度下搅拌3
‑
5min；
28.s2、边搅拌边缓慢向反应釜中依次加入消泡剂、颜料、流平剂，并在800
‑
1000rpm的速度下搅拌15
‑
20min；
29.s3、向反应釜中缓慢加入异佛尔酮二异氰酸酯，并在800
‑
1000rpm的速度下搅拌4
‑
5min；
30.s4、经筛网过滤后，即制得a组分；
31.s5、将有机硅/二氧化硅杂化溶胶进行筛网过滤后，即制得b组分；
32.s6、将a组分、b组分进行充分分散混匀，即得环保型复合杂化纳米改性重防腐涂料。
33.实施例1
34.称取异佛尔酮二异氰酸酯64份、磷酸甲苯二苯酯23份、抗菌防霉剂2份、二氧化钛2份、颜料3份、分散剂0.5份、消泡剂0.3份、流平剂0.2份、气相无机纳米二氧化硅5份。
35.s1、将23份磷酸甲苯二苯酯加入到反应釜中，边搅拌边缓慢加入5份气相无机纳米二氧化硅、2份二氧化钛、2份抗菌防霉剂、0.5份分散剂，并在600
‑
800rpm的速度下搅拌3
‑
5min；
36.s2、边搅拌边缓慢向反应釜中依次加入0.3份消泡剂、3份颜料、0.2份流平剂，并在800
‑
1000rpm的速度下搅拌15
‑
20min；
37.s3、向反应釜中缓慢加入64份异佛尔酮二异氰酸酯，并在800
‑
1000rpm的速度下搅拌4
‑
5min；
38.s4、经筛网过滤后，即制得a组分；
39.s5、将100份有机硅/二氧化硅杂化溶胶进行筛网过滤后，即制得b组分；
40.s6、按60:40的重量比，分别称取a组分、b组分，并进行充分分散混匀，得到试样1。
41.实施例2
42.称取异佛尔酮二异氰酸酯65份、磷酸甲苯二苯酯23份、抗菌防霉剂2份、二氧化钛2份、颜料3份、分散剂0.5份、消泡剂0.3份、流平剂0.2份、气相无机纳米二氧化硅4份。
43.s1、将23份磷酸甲苯二苯酯加入到反应釜中，边搅拌边缓慢加入4份气相无机纳米二氧化硅、2份二氧化钛、2份抗菌防霉剂、0.5份分散剂，并在600
‑
800rpm的速度下搅拌3
‑
5min；
44.s2、边搅拌边缓慢向反应釜中依次加入0.3份消泡剂、3份颜料、0.2份流平剂，并在800
‑
1000rpm的速度下搅拌15
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20min；
45.s3、向反应釜中缓慢加入65份异佛尔酮二异氰酸酯，并在800
‑
1000rpm的速度下搅拌4
‑
5min；
46.s4、经筛网过滤后，即制得a组分；
47.s5、将100份有机硅/二氧化硅杂化溶胶进行筛网过滤后，即制得b组分；
48.s6、按58:42的重量比，分别称取a组分、b组分，并进行充分分散混匀，得到试样2。
49.对试样1、试样2进行性能检测，结果如表1所示。
50.表1试样1、试样2的性能检测结果
[0051][0052]
由表1的性能检测结果可知：
[0053]
本发明的涂料具有优异的附着力，达钢材10mpa、混凝土3.2mpa；具有良好的耐磨性，在1000g/1000r时磨耗量约为29mg；具有优异的耐海水性及耐化学腐蚀性，耐人造海水、70％硫酸、40％氢氧化钠溶液中均达到365d；和阴极保护有良好的配合性，在海洋潮差区及飞溅区的恶劣腐蚀环境下，防腐蚀期效可达10年以上。而且本发明的涂料为无溶剂涂料，在生产及施工过程中不产生污染，复合环保要求，有利于施工现场的安全及涂装工人的劳动保护。本发明的涂料可采用刷涂、刮涂、辊涂工艺施工，无需底涂，可直接涂装在金属及混凝土表面，大大节约施工时间和费用。
[0054]
本发明的涂料能长期耐受强酸、强碱、高盐、各类油脂、有机溶剂及绝大多数化学品腐蚀、非危险化学品，而且环保、无溶剂、不含重金属、不含致癌物、阻燃、施工便利，常温固化、可喷涂、辊涂、刷涂在金属及混凝土等多种基材上，可适用于石油石化、酸碱厂、化学合成车间、化学试剂运输车辆、污水处理、木材阻燃防护、金属防锈等领域。
[0055]
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。