一種耐高溫防腐蝕塗料及其製備方法
2023-07-17 18:10:21
專利名稱：：一種耐高溫防腐蝕塗料及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種耐高溫防腐蝕塗料，特別是耐55(TC高溫的改性環氧有機矽防腐蝕塗料及其製備方法。
背景技術：
：近幾年來，隨著高新技術的飛速發展，對耐高溫結構材料以及耐高溫塗料的要求越來越高，而實踐證明，高溫結構材料要做到既有好的高溫強度，又具備優良的抗氧化、抗腐蝕性能卻比較困難，而且費用昂貴。相比之下，耐高溫塗料卻具備了以上兩種優點，既可以提高材料的耐高溫性，又具備一定的抗腐蝕性。所以，從20世紀50年代以來，人們對耐高溫塗料的研究一直方興未艾，並取得了很大進展。耐高溫塗料一般是指溫度在20(TC以上漆膜不變色、不脫落、仍能保持適當的物理機械性能的塗料。耐高溫塗料種類繁多，傳統無機型耐高溫塗料的耐熱溫度可達400—100(TC，甚至更高。無機型耐高溫塗料耐燃性好、硬度高，但漆膜較脆，在完全固化之前耐水性不好，對底材處理的要求也嚴格。目前，一般採用在有機樹脂中添加無機填料的方法配製綜合性能優良的有機塗料。常用的有機防腐塗料有環氧煤瀝青、環氧玻璃鱗片和多功能防鏽漆等，但是通常耐溫只有150'C，更高溫度時會發生降解或者碳化，導致塗層失效。在前人的研究中，主要側重於塗料的耐熱性或耐腐蝕性，而對既耐高溫又耐腐蝕的塗料研究較少。專利200710098668.4公開了一種環氧有機矽防腐蝕塗料，鹽霧累計時間最高可達到360h，耐腐蝕性優良，但是沒有在耐熱性和耐腐蝕性方面同時得到提高。
發明內容本發明目的是克服以往塗料的缺點，提供一種耐高溫防腐蝕的改性環氧有機矽塗料及其製備方法，該塗料在高溫環境下既能保持適當的物理機械性能又能具有良好的防腐蝕性能。磷酸酯及多異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂具有超強的耐高溫防腐蝕性能。樹脂的主體是環氧有機矽樹脂，環氧有機矽樹脂本身具有良好的耐高溫防腐蝕性能，其結構中的Si-0-Si鍵的熱力學穩定性好，可提高塗層耐熱性，再加上環氧基團提高樹脂的柔韌性，與基材的附著力大大提高。引入磷酸酯基團，其與環氧有機矽樹脂中的活性有機矽基團發生反應，也提高了樹脂的耐溫性能，同時對於塗料的後期防腐蝕性能也有所提高，塗料在成膜過程中，磷酸酯基團與基材金屬形成緻密的磷酸鹽保護膜，使金屬表面發生鈍化，可以防止水分子和鹽離子與金屬接觸，從而使塗料具有優良的防腐蝕功能。引入異氰酸酯基團，其與環氧有機矽樹脂中的環氧基團反應生成聚惡唑烷酮基團，惡唑烷酮基團也具有很好的耐高溫性能，從而提高了塗料的耐高溫性能。磷酸酯及多異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂和耐高溫顏料配合使用，能達到理想的效果。為實現這一目的，本發明採用了如下技術方案配方(以下單位為重量份)a、磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂配方環氧有機矽樹脂100異氰酸酯210磷酸酯單體210二甲苯2050b、塗料配方磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂3070耐高溫顏料4070填料10254助劑05溶劑1025塗料製備工藝a、磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂製備工藝在裝有溫度計，攪拌、回流和滴加裝置的反應容器中加入環氧有機矽樹脂，開啟攪拌並升溫至709(TC，然後在23小時內均勻滴加磷酸酯和二甲苯的混合液、以及異氰酸酯，滴加完畢後，保溫34小時完成樹脂的合成。b、塗料的配製將磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂、耐高溫顏料、填料和溶劑等混合均勻並砂磨到細度50微米以下，然後加入助劑，攪拌均勻得到塗料。將所制的塗料施工於工件後，在20(TC下固化0.5小時即可達到最佳性能。所述的磷酸酯單體其結構CH產C一-0"R廠O"〖一0H加Rt、R2為烷基；所述的異氰酸酯選自TDI、MDI和IPDI;所述的耐高溫顏料為搪瓷黑、鋁粉、鋅粉和碳黑的混合物；所述的填料為雲母粉和滑石粉的混合物；助劑包括矽烷偶聯劑和熱穩定劑；溶劑為二甲苯與丁醇的混合物。具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步描述，但不局限於此。在裝有溫度計、攪拌、回流和滴加裝置的反應容器中加入環氧有機矽樹脂ES-06100份，開啟攪拌並升溫至7090。C，在23小時內均勻滴加磷酸酯單體PAM-1008份與二甲苯40份的混合液，以及TDI8份，滴加完畢後，保溫34小時完成樹脂的合成，製得磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂ESPN-IOO。分別使用磷酸酯單體PAM-200和PAM-300製備磷酸酯及氟聚合物改性環氧有機矽樹脂ESPN-200和ESPN-300，製備方法與ESPN-100相同。表l(表中實施例單位為重量份)tableseeoriginaldocumentpage6本發明實施例中使用的原料磷酸酯單體(PAM-100、PAM-200、PAM-300),法國羅地亞公司生產；環氧有機矽樹脂ES-06,江蘇省吳江市合力樹脂有限公司生產；氟聚合物為全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯，太普(上海)氟化工貿易公司生產；搪瓷黑為上海天光化工廠生產;鋇鋅熱穩定劑為常州嘉仁禾化學有限公司生產；矽垸偶聯劑KH-550為南京曙光化工集團有限公司生產。工藝按上述配方要求將磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂、耐高溫顏料、填料和溶劑等混合均勻並砂磨到細度50微米以下，然後加入助劑，調整至合適粘度，得到塗料。將所制的塗料噴塗於鋼板，在20(TC下固化1小時(幹膜厚控制在40士5ura)，然後在55(TC下進行5小時的耐高溫實驗。經耐高溫實驗後的樣板按國家標準GB/T1771-2007中的相關規定並對樣板進行劃叉，做耐鹽霧性能檢測。檢測結果見表2。表2tableseeoriginaldocumentpage7從表2可以看出，所研製的磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽耐高溫防腐蝕塗料的綜合性能(耐高溫性能、耐鹽霧性)優於普通的環氧有機矽塗料。權利要求1.一種耐高溫防腐蝕塗料，包含磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂30～70份，耐高溫顏料40～70份，填料10～25份，助劑0～5份，溶劑10～25份，其特徵在於，所述的磷酸酯及氟聚合物改性環氧有機矽樹脂由環氧有機矽樹脂100份，異氰酸酯2～10份，磷酸酯單體2～10份，和二甲苯20～50份製成。2.根據權利要求1所述的塗料，其特徵在於，所述的磷酸酯單體的結構通式為formulaseeoriginaldocumentpage2，RhR2為烷基。3.根據權利要求1所述的塗料，其特徵在於，所述的助劑包括矽烷偶聯劑和熱穩定劑。4.根據權利要求1所述的塗料，其特徵在於，所述的異氰酸酯可以選自TDI、MDI和IPDI。5.權利要求1一4任一項所述的塗料的製備方法，其特徵在於，其製備工藝包括a、磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂的製備在裝有溫度計，攪拌、回流和滴加裝置的反應容器中加入環氧有機矽樹脂，開啟攪拌並升溫至709(TC，在23小時內均勻滴加磷酸酯單體與二甲苯的混合物，以及異氰酸酯溶液，滴加完畢後，保溫34小時完成樹脂的合成；b、塗料的配製將磷酸酯及異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂、耐高溫顏料、填料和溶劑等混合均勻並砂磨到細度50微米以下，然後加入助劑，攪拌均勻得到塗料。全文摘要本發明涉及一種耐高溫防腐蝕塗料及其製備方法，該塗料使用磷酸酯和異氰酸酯改性環氧有機矽樹脂作為主料。環氧有機矽樹脂本身具有良好的耐高溫防腐蝕性能；引入磷酸酯基團，不但提高樹脂的耐高溫性能，同時對於塗料的後期防腐蝕性能也有所提高，塗料在成膜過程中，磷酸酯基團與基材金屬形成緻密的磷酸鹽保護膜，使金屬表面發生鈍化，可以防止水分子和鹽離子與金屬接觸，從而使塗料具有優良的防腐蝕功能；引入異氰酸酯基團，其與環氧基團反應生成耐高溫的聚惡唑烷酮基團，從而提高了塗料的耐高溫性能。改性環氧有機矽樹脂與耐高溫顏料配合使用，使塗料能在550℃的高溫環境下，既能保持適當的物理機械性能又能具有良好的防腐蝕性能。文檔編號C09D183/06GK101486876SQ20091000903公開日2009年7月22日申請日期2009年2月13日優先權日2009年2月13日發明者春常,群陳,黃順道申請人:江蘇榮昌化工有限公司