一種耐磨耐腐蝕納米複合環氧瀝青修補塗料的製備方法
2023-12-09 08:18:46
專利名稱：一種耐磨耐腐蝕納米複合環氧瀝青修補塗料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種基於環氧樹脂的塗料組合物的製備方法，更具體的說是涉及一種添加納米功能粉體的環氧瀝青修補塗料的製備方法。
背景技術：
海洋是腐蝕性非常嚴酷的環境，海洋工程設施及海洋艦船的幾乎所有部位都需要進行防腐蝕保護，因此海洋防腐塗料所包括的範圍非常廣泛，且都屬於重防腐塗料的範疇，如防鏽底漆、船殼漆、甲板漆、內艙漆、貨櫃塗料、海港設施及平臺塗料、油罐塗料、海水冷卻管道及海上輸油管道用塗料等。富鋅塗料是目前海洋工程防護塗料的熱點之一。最早的富鋅塗料是由澳大利亞人Victov Nightingale在上個世紀30年代發明的用水玻璃加入等量鋅粉配製而成的無機富鋅漆。經過約70年的發展，富鋅塗料日趨成熟，並開發出了許多類型，成功地對輪船、海上採油平臺、碼頭、閘門、貯罐、管道、橋梁等進行了良好的防護。近20年來，底漆採用富鋅底漆、中間漆採用環氧雲母氧化鐵漆、面漆採用高性能耐候漆的塗裝體系已成為國內外現代大型鋼結構建造物防腐蝕塗裝共同採取的措施。
隨著人類向海洋大舉挺進，海洋經濟和海洋產業進一步升級和向多元化發展，人們對於環氧富鋅塗料提出了更高的要求，環氧富鋅塗料也是當前海洋工程防護塗料的熱點之一。環氧瀝青修補塗料是配合環氧富鋅底漆的塗料，當塗覆塗料的工程構件由於施工碰撞等原因發生漏塗或漆膜破壞時，環氧瀝青修補塗料可以及時修補這些缺陷部位。當然，人們對於環氧瀝青修補塗料也提出了更高的耐腐蝕及抗劃傷性能等方面的要求，例如高防護性能、低資源消耗及環境生態友好等。目前，環氧瀝青修補塗料的開發已不再是僅僅注重塗料的防護性，科研人員一直試圖在提高環氧瀝青修補塗料防護性能的同時提高其綜合性能。人們發現提高環氧瀝青修補塗料的綜合性能，其關鍵是進一步提高環氧瀝青修補塗料成膜後塗層整體的質量，高耐海水腐蝕性、抗劃傷性能等是其重要的特徵。實踐表明，提高環氧瀝青修補塗料塗膜質量的關鍵在於選用高性能環氧瀝青修補塗料。
目前，通用的環氧瀝青修補塗料由樹脂，鋅粉等填料及輔助材料所組成。依據經典的塗膜腐蝕失效機理，在腐蝕介質中塗膜的腐蝕失效通常有三種形式一是塗層與基體的附著力差，出現脫落；二是塗層自身受到酸、鹼、鹽等介質的侵蝕而喪失了對基體的保護；三是塗層存在缺陷(如針孔)或塗層抗滲性差，象Na+、Cl-等離子可以通過擴散，從而使塗層的電阻大大下降造成局部腐蝕。環氧富鋅塗層表面抗劃傷性能主要取決於塗層表面顯微及耐磨性能。通常提高塗膜耐海水腐蝕性、抗劃傷性性能的主要途徑是採用高性能樹脂和高品質填料及輔料等。但是，在樹脂和塗料填料這些傳統生產領域中，國外公司佔據絕對的優勢。國外公司塗料已掌握並大量壟斷了高性能樹脂、顏料和填料等生產、分離和提純等關鍵技術，國內企業在該領域無優勢可言。納米科技的發展為國內企業提升傳統產業技術含量提供了新的機遇。納米粒子由於具有表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等特殊效應，用於塗料可使塗層的光、磁、電、力學等性能得到提高或賦予其新的功能。國內外在採用納米複合粉體技術提高傳統環氧瀝青修補塗料耐海水腐蝕性能以及抗劃傷性能等方面尚缺乏相關報導，本發明試圖填補這一方面的空白。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種耐磨耐腐蝕納米複合環氧瀝青修補塗料的製備方法。
本發明採用的技術方案一種耐磨耐腐蝕納米複合環氧瀝青修補塗料的製備方法，包括下列步驟a.取平均粒徑小於100nm的納米級功能粉體，用有機表面活性劑月桂酸鈉對其進行包覆處理，所述納米級功能粉體選自氧化鈦、氧化矽、氧化鋅、氧化鎳、氧化鋁、氧化鉻、氧化錳或硫酸鋇中的一種或二種的混合物，所述有機表面活性劑月桂酸鈉的用量是所述納米級功能粉體重量的1～10％；b.將上述經有機表面活性劑月桂酸鈉包覆的納米級功能粉體在少量環氧樹脂進行球磨、砂磨或高速乳化分散處理，使納米級功能粉體在環氧樹脂中分散均勻，製得漿液；c.將步驟b製得的漿液與環氧瀝青修補塗料本體充分混合均勻，控制所述納米級功能粉體的用量是所述環氧瀝青修補塗料本體重量的2～15％，即得產品納米複合環氧瀝青修補塗料。
步驟a中所述納米級功能粉體的平均粒徑為30～50nm。
步驟c中所述納米級功能粉體的用量是所述環氧瀝青修補塗料本體重量的3～6％。
本發明的有益效果本發明工藝簡單，納米粉體在塗層中高效分散，不僅可以充分發揮材料納米化後表現的電、熱等方面的優異特性，還可有效填充塗層的針孔，顯著減少塗層中的各種缺陷的形成，從而達到顯著提高常規環氧瀝青修補塗料綜合性能的目的。
具體實施例方式
通過實施例對本發明進一步詳細描述，一種耐磨耐腐蝕納米複合環氧瀝青修補塗料的製備方法，包括下列步驟a.取平均粒徑小於100nm的納米級功能粉體，用有機表面活性劑月桂酸鈉對其進行包覆處理，所述納米級功能粉體選自氧化鈦、氧化矽、氧化鋅、氧化鎳、氧化鋁、氧化鉻、氧化錳或硫酸鋇中的一種或二種的混合物，所述有機表面活性劑月桂酸鈉的用量是所述納米級功能粉體重量的1～10％；b.將上述經有機表面活性劑月桂酸鈉包覆的納米級功能粉體在少量環氧樹脂進行分散處理，使其分散均勻，製得漿液，分散的方法可以是球磨、砂磨或高速乳化等；c.將步驟b製得的漿液與環氧瀝青修補塗料本體充分混合均勻，控制所述納米級功能粉體的用量是所述環氧瀝青修補塗料本體重量的2～15％，即得產品納米複合環氧瀝青修補塗料。步驟a中所述納米級功能粉體的平均粒徑為30～50nm時效果較好。步驟c中所述納米級功能粉體的用量是所述環氧瀝青修補塗料本體重量的3～6％時效果較好。
實施例一取平均粒徑30nm氧化鈦，用有機表面處理劑月桂酸鈉進行包覆處理，其用量為納米粉體氧化鈦重量的1％，先取少量環氧樹脂，加入一定量經處理的氧化鈦顆粒，並在砂磨機中分散，製得漿液；將該漿液與原環氧瀝青修補塗料本體充分混合均勻後，即得納米複合環氧瀝青修補塗料，氧化鈦的加入量為塗料重量的2％。將該塗料均勻滾塗於熱鍍鋅鋼板，經室溫乾燥後，得塗膜樣板A。留作性能評價試驗。
實施例二取平均粒徑30nm氧化鈦，用有機表面處理劑月桂酸鈉進行包覆處理，其用量為納米粉體氧化鈦重量的3％，先取少量環氧樹脂，加入一定量經處理的氧化鈦顆粒，並在砂磨機中分散，製得漿液；將該漿液與原環氧瀝青修補塗料本體充分混合均勻後，即得納米複合環氧瀝青修補塗料，氧化鈦的加入量為塗料重量的3％。將該塗料均勻滾塗於熱鍍鋅鋼板，經室溫乾燥後，得塗膜樣板B。留作性能評價試驗。
實施例三取平均粒徑20nm氧化鈦，用有機表面處理劑月桂酸鈉進行包覆處理，其用量為納米粉體氧化鈦重量的3％，先取少量環氧樹脂，加入一定量經處理的氧化鈦顆粒，並在砂磨機中分散，製得漿液；將該漿液與原環氧瀝青修補塗料本體充分混合均勻後，即得納米複合環氧瀝青修補塗料，氧化鈦的加入量為塗料重量的4％。將該塗料均勻滾塗於熱鍍鋅鋼板，經室溫乾燥後，得塗膜樣板C。留作性能評價試驗。
實施例四取平均粒徑50nm氧化矽，用有機表面處理劑月桂酸鈉進行包覆處理，其用量為納米粉體氧化矽重量的10％，先取少量環氧樹脂，加入一定量經處理的氧化鈦顆粒，並在砂磨機中分散，製得漿液；將該漿液與原環氧瀝青修補塗料本體充分混合均勻後，即得納米複合環氧瀝青修補塗料，氧化矽的加入量為塗料重量的15％。將該塗料均勻滾塗於熱鍍鋅鋼板，經室溫乾燥後，得塗膜樣板D。留作性能評價試驗。
對實施例1～4製備的納米複合環氧瀝青修補塗膜板進行鹽霧試驗，並與常規環氧瀝青修補塗膜板性能進行對比，見表1。
表1環氧瀝青修補塗膜耐鹽霧和劃傷性能評價
從試驗結果可見經納米材料改性的環氧瀝青修補塗膜，其耐腐蝕性能和抗劃傷性得到了顯著提高。
以上所述內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種耐磨耐腐蝕納米複合環氧瀝青修補塗料的製備方法，包括下列步驟a.取平均粒徑小於100nm的納米級功能粉體，用有機表面活性劑月桂酸鈉對其進行包覆處理，所述納米級功能粉體選自氧化鈦、氧化矽、氧化鋅、氧化鎳、氧化鋁、氧化鉻、氧化錳或硫酸鋇中的一種或二種的混合物，所述有機表面活性劑月桂酸鈉的用量是所述納米級功能粉體重量的1～10％；b.將上述經有機表面活性劑月桂酸鈉包覆的納米級功能粉體在少量環氧樹脂進行球磨、砂磨或高速乳化分散處理，使納米級功能粉體在環氧樹脂中分散均勻，製得漿液；c.將步驟b製得的漿液與環氧瀝青修補塗料本體充分混合均勻，控制所述納米級功能粉體的用量是所述環氧瀝青修補塗料本體重量的2～15％，即得產品納米複合環氧瀝青修補塗料。
2.根據權利要求1所述一種耐磨耐腐蝕納米複合環氧瀝青修補塗料的製備方法，其特徵是步驟a中所述納米級功能粉體的平均粒徑為30～50nm。
3.根據權利要求1所述一種耐磨耐腐蝕納米複合環氧瀝青修補塗料的製備方法，其特徵是步驟c中所述納米級功能粉體的用量是所述環氧瀝青修補塗料本體重量的3～6％。
全文摘要
本發明公開了一種耐磨耐腐蝕納米複合環氧瀝青修補塗料的製備方法，是在環氧瀝青修補塗料中，加入2～15％(重量百分比)經有機表面活性劑包覆處理的納米級功能粉體。該納米級功能粉體選自氧化鈦、氧化矽、氧化鋅、氧化鎳、氧化鋁、氧化鉻、氧化錳、硫酸鋇中的一種或二種的混合物，納米粉體先在少量環氧樹脂中採用球磨、砂磨或高速乳化工藝進行分散，製得漿液，然後將該漿液與環氧瀝青修補塗料本體均勻混合，最終可得到高耐磨耐腐蝕性納米複合環氧瀝青修補塗料。應用本發明環氧瀝青修補塗膜的耐腐蝕性能和抗劃傷性得到了顯著的提高。
文檔編號C09D5/08GK1821325SQ20061002528
公開日2006年8月23日 申請日期2006年3月30日 優先權日2006年3月30日
發明者鍾慶東, 施利毅, 方建慧, 張劍平, 張文濤, 孫建 申請人:上海電力學院