一种水性纳米耐高温防腐涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及耐高温防腐涂料领域，尤其涉及一种水性纳米耐高温防腐涂料及其制备方法。


背景技术：

2.石油化工行业多以金属设备为主，比如石油储罐、管线、平台设施等，常年暴露于酸、碱、盐及高温腐蚀环境，造成的腐蚀损失十分严重。现有最经济、最普遍的解决方法为涂料涂层防护，防腐蚀效果显著。溶剂型防腐涂料在石化市场应用成熟且广泛，但有机溶剂挥发量大，不符合国家的环保政策，随着国家对涂料行业的环保要求越来越高，防腐涂料水性化逐渐普遍。耐高温防腐涂料可分为有机和无机两大类，现有的有机耐高温防腐涂料具有充足的防腐性能，但涂层的耐候性、机械性能、耐磨损性能和使用寿命等方面仍然具有不足。


技术实现要素：

3.为解决现有的耐高温防腐涂料性能不足的问题，本发明提供了一种水性纳米耐高温防腐涂料及其制备方法。
4.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种水性纳米耐高温防腐涂料，由防腐剂和固化剂混合配制，防腐剂和固化剂的质量比为8:1～10:1，所述的防腐剂按照重量份数包括以下组分，水性有机硅树脂乳液20～30份、颜料6～10份、填料35～45份、纳米微粒2～3份、去离子水20～30份、水性助剂1～3份；所述的填料为沉淀硫酸钡、云母粉、煅烧高岭土中至少一种，所述的纳米微粒由质量比为1:1的纳米氧化铝和纳米镍粉混合构成，所述的水性助剂包括有机硅表面活性剂、流平剂、颜料润湿分散剂和纳米分散剂，所述的固化剂为水性胺类环氧固化剂。
5.优选的，所述的水性有机硅树脂乳液为含有环氧基官能团的非离子水性环氧改性有机硅树脂乳液。
6.优选的，所述的颜料为氧化铁红、钴蓝、钛白粉、钛镍黄、炭黑中至少一种。
7.优选的，所述的纳米氧化铝和纳米镍粉的粒径均为20
±
5nm。
8.优选的，有机硅表面活性剂和流平剂的质量比为1:1，颜料润湿分散剂的添加量为颜料的10%，纳米分散剂的添加量为纳米微粒的20%。
9.优选的，所述的流平剂为改性聚硅氧烷优卡uniqflow 440u，颜料润湿分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液byk190，纳米分散剂为离子型表面活性剂tdl-nd2。
10.上述的水性纳米耐高温防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将去离子水加入分散釜中，在400r/min的搅拌速度下，依次向分散釜中加入有机硅表面活性剂和颜料润湿分散剂，然后在600r/min的搅拌速度下进行搅拌5min；步骤二、向分散釜中依次加入颜料和填料，在800r/min的搅拌速度下进行分散处
理10min，得到预分散物料，将预分散物料转置于砂磨机中进行研磨，得到细度20um以下的研磨物料；步骤三、将研磨物料重新加入分散釜中，然后依次加入水性有机硅树脂乳液、纳米微粒、纳米分散剂和流平剂，在 800r/min的搅拌速度下将物料搅拌均匀，得到防腐剂；步骤四、将防腐剂和固化剂混合配制，即得到水性纳米耐高温防腐涂料。
11.优选的，步骤三中将物料搅拌均匀后，向分散釜中添加1～2份去离子水，以调整防腐剂的粘度。
12.根据上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明提供的水性纳米耐高温防腐涂料voc含量低，绿色环保，可在最高600℃的环境高温下长期使用，其中选用水性有机硅树脂乳液，通过引入环氧基，提升了涂料的耐热性、耐水性、电绝缘性，并且在涂料内添加了纳米微粒，纳米氧化铝的耐热性强，添加到涂料中，可在涂层表面形成一层致密、均匀且坚硬的网状结构，显著提高涂层的机械性能和耐磨损性能；纳米镍可以加强涂层在高温时的抗氧化能力，并提高涂层与基体间的结合能力，进一步改善涂料的防腐耐高温性能；通过分散和研磨的工艺，保证纳米微粒在涂料内均匀分散，纳米微粒的活性高，具有较强的尺寸稳定性，可显著提高涂层的耐候性、耐腐蚀性等性能，提高涂料的使用寿命。
具体实施方式
13.一种水性纳米耐高温防腐涂料，由防腐剂和固化剂混合配制，防腐剂和固化剂的质量比为8:1～10:1，可在最高600℃高温环境下进行长期使用，防腐性能优异。
14.防腐剂按照重量份数包括以下组分：水性有机硅树脂乳液20～30份、颜料6～10份、填料35～45份、纳米微粒2～3份、去离子水20～30份、水性助剂1～3份。
15.固化剂为水性胺类环氧固化剂。
16.水性有机硅树脂乳液为含有环氧基官能团的非离子水性环氧改性有机硅树脂乳液。
17.颜料为氧化铁红、钴蓝、钛白粉、钛镍黄、炭黑中至少一种。
18.填料为沉淀硫酸钡、云母粉、煅烧高岭土中至少一种。
19.纳米微粒由质量比为1:1的纳米氧化铝和纳米镍粉混合构成，纳米氧化铝和纳米镍粉的粒径均为20
±
5nm。
20.水性助剂包括有机硅表面活性剂、流平剂、颜料润湿分散剂和纳米分散剂，有机硅表面活性剂和流平剂的质量比为1:1，颜料润湿分散剂的添加量为颜料的10%，纳米分散剂的添加量为纳米微粒的20%。
21.流平剂为改性聚硅氧烷优卡uniqflow 440u，颜料润湿分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液byk190，纳米分散剂为离子型表面活性剂tdl-nd2。
22.上述的水性纳米耐高温防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将去离子水加入分散釜中，在400r/min的搅拌速度下，依次向分散釜中加入有机硅表面活性剂和颜料润湿分散剂，然后在600r/min的搅拌速度下进行搅拌5min；步骤二、向分散釜中依次加入颜料和填料，在800r/min的搅拌速度下进行分散处理10min，得到预分散物料，将预分散物料转置于砂磨机中进行研磨，得到细度20um以下的
1份；uniqflow 440u 0.8份；tdl-nd2 0.4份。
30.固化剂：水性胺类环氧固化剂10份。
31.制备工艺为：（1）称取20份去离子水置于分散釜中，在400r/min的搅拌条件下，依次向分散釜中加入机硅表面活性剂 0.8份、byk190 1份和，在600r/min搅拌速度下进行搅拌5min；（2）依次加入钛白粉8份、氧化铁红2份、沉淀硫酸钡30份和煅烧高岭土5份，在800r/min搅拌速度下，分散处理10min，然后转置于砂磨机中，研磨至细度20um以下；（4）将研磨物半成品转移至分散釜中，依次加入30份水性有机硅树脂乳液、纳米氧化铝1份、纳米镍粉1份、tdl-nd2 0.4份、uniqflow 440u 0.8份，在 800r/min搅拌速度下，搅拌均匀，向分散釜中添加1～2份去离子水调整粘度，制得防腐剂，（4）将防腐剂和固化剂混合配制，即得到水性纳米耐高温防腐涂料。
32.分别将实施例1、2、3配制成的耐高温防腐涂料涂抹到样板上并固化7天，然后进行性能测试，三个样板表面防腐涂层的性能数据如下表1所示。
33.由表1的性能指标测试结果可以看出，实施例1、2、3的防腐涂料在600士2℃迸行了5000小时耐热老化试验，试样无开裂、起泡和脱落，具有优异的耐高温性能，同时涂料具有良好的耐碱、耐酸、耐水等性能，防腐性能优异。