纤维增强防腐涂料及其制备方法和应用技术

技术编号:18488333 阅读:33 留言:0更新日期:2018-07-21 15:21
本发明专利技术公开了一种纤维增强防腐涂料及其制备方法和应用。所述纤维增强防腐涂料包括基体树脂、改性纤维、石墨烯粉、滑石粉、硫代硫酸钠、钛白粉,偶联剂以及有机溶剂等,所述改性纤维主要由聚合物纤维与反应型活性分散剂等混合反应形成。本发明专利技术的防腐涂料使用经特殊处理的聚合物纤维作为功能填料,有效提高了由该涂料形成的涂层的耐冲击性能,使之应用在海工设施的浪花飞溅区等处时,能够有效缓解浪花冲击给涂层造成的疲劳开裂和剥离,而且在浪花冲击拍打时,还可将冲击力有效吸收转化,避免冲击力对涂层造成的疲劳损伤。同时本发明专利技术防腐涂料的制备方法简单,易于大规模制备,可广泛应用于海工设施等领域,并有效减少腐蚀所造成的损失。

Fiber reinforced anticorrosive coating and its preparation method and Application

The invention discloses a fiber reinforced anticorrosive coating and a preparation method and application thereof. The fiber reinforced anticorrosion coatings include matrix resin, modified fiber, graphene powder, talcum powder, sodium thiosulfate, titanium white powder, coupling agent and organic solvent. The modified fiber is mainly formed by mixed reaction of polymer fiber and reactive active dispersant. The anticorrosive coating of the invention uses specially treated polymer fiber as a functional filler to effectively improve the impact resistance of the coating formed by the coating. When it is applied to the spray splash area of the marine facilities, it can effectively alleviate the fatigue cracking and stripping caused by the spray impact to the coating, and the impact of the spray on the waves. When papping, the impact force can also be effectively absorbed and transformed to avoid the fatigue damage caused by impact force on the coating. At the same time, the preparation method of the anticorrosion coating is simple, easy to be prepared on a large scale, and can be widely used in the fields of Yu Hai equipment and other fields, and effectively reduce the loss caused by corrosion.

【技术实现步骤摘要】
纤维增强防腐涂料及其制备方法和应用
本专利技术特别涉及一种纤维增强防腐涂料及其制备方法和应用,属于涂料

技术介绍
全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为7000亿美元。在我国,海洋腐蚀造成的损失占到了30%以上。而浪溅区是海洋腐蚀中最苛刻的腐蚀环境,目前针对海洋腐蚀的研究较多,但系统地针对浪溅区防护涂层的研究和开发还较少,而且多数都还局限于单纯靠增加材料的力学强度、增加防腐层厚度以及牺牲一种材料的方法来解决腐蚀问题。浪溅区腐蚀是一种因素复杂苛刻并且伴随动态击打的复杂腐蚀方式。具体而言,浪溅区腐蚀是富含氧气和腐蚀性盐分的空气泡液滴对材料的连续飞溅冲击造成的疲劳动态冲蚀磨损,单纯靠增加材料的强度对耐蚀性的提高具有一定的局限性。以金属材料为例,其虽然硬度高,但当气泡溃灭时,由于周围液体压力远超过气泡压力,因此,在溃灭瞬时产生极大的冲击力和高温,而这种极大的冲击力如果单靠增加基体材料的力学强度靠硬碰硬的方法来解决往往是不可取的,另外,当固体表面反复多次经受这样的冲击力的作用,材料本身就会产生疲劳脱落。因此,选择适当的材料和提高材料的增韧耐磨性能,对于提高海洋浪溅区防腐能力是十分关键的。其中,寻求一种具有较好弹性和韧性的材料构筑复合防护涂层,通过对力的疏导作用来转移强大撞击力,可能是解决浪溅区腐蚀防护行之有效的方法。现有的防腐涂料因其基体树脂固化以后使得涂层变得硬脆,没有很好的弹韧性,从而对涂层抗冲击性能具有一定的阻碍作用。为了提高其涂层韧性又不影响涂层的耐腐蚀性能,除了提高基体树脂自身的柔韧性之外,加入具有功能性的填料是更加快捷有效的方法之一,但是因为功能性填料介质的分散性不好,加入后导致涂层体系在涂覆时出现大量的工艺缺陷,使得防腐涂料的优越的防腐蚀性能得不到良好的发挥。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种纤维增强防腐涂料及其制备方法和应用,以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案包括:本专利技术实施例提供了一种纤维增强防腐涂料的制备方法,其包括:将纤维以偶联剂均匀润湿后,再加入反应型活性分散剂,于40~60℃混合反应0.5~3h,制备改性纤维;将基体树脂与偶联剂均匀混合,再加入所述改性纤维、石墨烯粉、滑石粉、硫代硫酸钠、钛白粉以及有机溶剂,均匀混合后,形成所述防腐涂料。本专利技术实施例还提供了一种纤维增强防腐涂料,其包含:基体树脂30~60重量份,石墨烯粉0.1~0.2重量份,滑石粉5~9重量份,硫代硫酸钠2~3重量份,钛白粉20~50重量份,有机溶剂2~10重量份,偶联剂1~5重量份,以及改性纤维;所述改性纤维主要由2~5重量份纤维与1~5重量份反应型活性分散剂混合反应形成。进一步的,前述反应型活性分散剂包括分子链上含有苯环、萘环、蒽环或其对称结构的物质。优选的,在前述反应型活性分散剂分子中,于苯环、萘环、蒽环或其对称结构上还可连接有芳伯氨基、羟基和氰基等基团中的至少一种。进一步优选的,所述反应型活性分散剂可选自苯胺、对苯二胺、苯甲腈、萘胺、氨基萘酚或蒽醌,但不限于此。在一些尤为优选的实施方案在,所述反应型活性分散剂由分子链上包含有苯环、萘环、蒽环或其对称结构的物质与乙醇按1:1~1:3的质量比混合而成。进一步的,前述偶联剂包括分子链上含Cl、NH2、SH、环氧、N3、(甲基)丙烯酰氧基、异氰酸酯基中任意一种反应性基团的物质,且不限于此。进一步优选的,所述偶联剂包括KH550、KH560、KH570、KH590中的任意一种或两种以上互不发生反应的物质的混合物。进一步的,前述有机溶剂包括二甲苯、环己酮、异丙醇、醋酸乙酯、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙腈、吡啶中的任意一种或两种以上的组合,但不限于此。进一步的,前述纤维选自聚合物纤维。进一步的优选的,所述纤维选自芳纶、腈纶、聚酰亚胺和超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种或两种以上的组合。优选的,前述纤维的长度为0.01~1mm,纤度为30~70D。进一步的,前述基体树脂包括改性氟碳树脂、改性聚氨酯树脂、改性有机硅树脂中的任意一种或两种以上的组合,但不限于此。优选的,所述基体树脂选自改性氟碳树脂和/或改性聚氨酯树脂。本专利技术实施例还提供了所述纤维增强防腐涂料于防腐领域,特别是浪溅区防护领域的用途。与现有技术相比,本专利技术的优点包括:(1)该纤维增强防腐涂料使用经特殊处理的聚合物短纤作为功能填料,可以利用聚合物的韧性有效提高防腐涂料的耐冲击性能,使得该防腐涂料用在海工设施的浪花飞溅区,能够有效缓解浪花冲击给涂层造成的疲劳开裂和剥离。在浪花冲击拍打时,可以将冲击力有效吸收转化,避免了冲击力对涂层造成的疲劳损伤。同时,该纤维增强防腐涂料所使用的聚合物短纤因经过特殊的表面处理而使得其表面惰性大大提高,从而使得聚合物短纤与树脂基体之间通过化学键的作用而牢固结合,并在受到冲击时也具有一定的缓冲性,而不会导致涂层的疲劳损坏。(2)该纤维增强防腐涂料的制备方法简单易实施,能够大规模制备,并可广泛应用于浪花飞溅区的海工设施中,且能有效减少腐蚀所造成的损失。具体实施方式鉴于现有技术中的不足,本案专利技术人经长期研究和大量实践,得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例的一个方面提供了一种纤维增强防腐涂料的制备方法,其包括:将纤维以偶联剂均匀润湿后,再加入反应型活性分散剂,于40~60℃混合反应0.5~3h,制备改性纤维;将基体树脂与偶联剂均匀混合,再加入所述改性纤维、石墨烯粉、滑石粉、硫代硫酸钠、钛白粉以及有机溶剂,均匀混合后,形成所述防腐涂料。其中,所述偶联剂为分子链上含Cl、NH2、SH、环氧、N3、(甲基)丙烯酰氧基、异氰酸酯基等反应性基团的物质。进一步可具体为KH550、KH560、KH570、KH590中的一种或几种互不发生反应的混合物。其中,所述有机溶剂可选自如下中一种或几种混合物:二甲苯、环己酮、异丙醇、醋酸乙酯、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙腈、吡啶等,但不限于此。进一步的,前述反应型活性分散剂包括分子链含有苯环、萘环、蒽环或其对称结构的物质。利用此类的苯环、萘环、蒽环或其对称结构等,可以使之作为基体树脂与改性纤维之间的架桥缓和在涂层受到撞击时改性纤维与基体树脂之间因应力不能及时疏导而导致的剥离。优选的,在前述反应型活性分散剂分子中,于苯环、萘环、蒽环或其对称结构上还可连接有芳伯氨基、羟基和氰基等基团中的至少一种。一方面,这些基团(尤其是氨基)可以在一定程度上产生缓解腐蚀的作用,另一方面,这些基团还可与基体树脂之间发生反应,同时也可以与改性纤维上的偶联剂发生反应,从而使得改性纤维与基体树脂之间结合得更加紧密。进一步优选的,所述反应型活性分散剂可选自苯胺、对苯二胺、苯甲腈、萘胺、氨基萘酚或蒽醌,但不限于此。在一些尤为优选的实施方案在,所述反应型活性分散剂由分子链上包含有苯环、萘环、蒽环或其对称结构的物质与乙醇按1:1~1:3的质量比混合而成。较为优选的,所述纤维选自聚合物纤维,例如可选自芳纶、腈纶、聚酰亚胺和超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种或两种以上的组合,但不限于此。较为优选的,所述纤维的长度为0.01~1mm,纤度为30~70D。较为优选的,所述基体树脂包括改性氟碳树脂、改性聚氨酯树脂、改性本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种纤维增强防腐涂料的制备方法,其特征在于包括:将纤维以偶联剂均匀润湿后,再加入反应型活性分散剂,于40~60℃混合反应0.5~3h,制备改性纤维;将基体树脂与偶联剂均匀混合,再加入所述改性纤维、石墨烯粉、滑石粉、硫代硫酸钠、钛白粉以及有机溶剂,均匀混合后,形成所述防腐涂料。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强防腐涂料的制备方法,其特征在于包括:将纤维以偶联剂均匀润湿后,再加入反应型活性分散剂,于40~60℃混合反应0.5~3h,制备改性纤维;将基体树脂与偶联剂均匀混合,再加入所述改性纤维、石墨烯粉、滑石粉、硫代硫酸钠、钛白粉以及有机溶剂,均匀混合后,形成所述防腐涂料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述反应型活性分散剂包括分子链上含有苯环、萘环、蒽环或其对称结构的物质。优选的,所述反应型活性分散剂的分子中于苯环、萘环、蒽环或其对称结构上还连接有芳伯氨基、羟基和氰基基团中的至少一种。进一步优选的,所述反应型活性分散剂选自苯胺、对苯二胺、苯甲腈、萘胺、氨基萘酚或蒽醌。优选的,所述反应型活性分散剂由分子链上包含有苯环、萘环、蒽环或其对称结构的物质与乙醇按1:1~1:3的质量比混合而成。和/或,所述偶联剂包括分子链上含Cl、NH2、SH、环氧、N3、(甲基)丙烯酰氧基、异氰酸酯基中任意一种反应性基团的物质。进一步优选的,所述偶联剂包括KH550、KH560、KH570、KH590中的任意一种或两种以上互不发生反应的物质的混合物。和/或,所述有机溶剂包括二甲苯、环己酮、异丙醇、醋酸乙酯、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙腈、吡啶中的任意一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述纤维选自聚合物纤维。优选的,所述纤维选自芳纶、腈纶、聚酰亚胺和超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种或两种以上的组合。和/或,所述纤维的长度为0.01~1mm,纤度为30~70D。和/或,所述基体树脂包括改性氟碳树脂、改性聚氨酯树脂、改性有机硅树脂中的任意一种或两种以上的组合。优选的,所述基体树脂选自改性氟碳树脂和/或改性聚氨酯树脂。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:基体树脂、石墨烯粉、反应型活性分散剂、滑石粉、硫代硫酸钠、钛白粉、纤维、偶联剂和有机溶剂的重量比为30~60:0.1~0.2:1~5:5~9:2~3:20~50:2~5:1~5:2~10。5.一种纤维增强防腐涂料,其特征在于包含:基体树脂30~60重量...

【专利技术属性】
技术研发人员:张昕王立平赵海超蒲吉斌陈佳覃松绿
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
类型:发明
国别省市:浙江,33

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