一种包含改性二氧化钛的环氧富锌涂料及制备方法和用途技术

技术编号:20088299 阅读:21 留言:0更新日期:2019-01-15 07:26
本发明专利技术提供了一种包含改性二氧化钛的环氧富锌涂料,其包括环氧树脂、超细锌粉、消泡剂、改性二氧化钛粉末、成膜剂、偶联剂、胺类固化剂、防沉降剂、有机金属稳定剂、活性稀释剂、粘附促进剂、缓蚀剂和复合有机溶剂,还涉及所述涂料的制备方法和用途。所述涂料具有良好的粘附强度、耐酸碱能力、储存稳定性、耐腐蚀性和耐盐雾性,从而在金属防护技术领域尤其是在高盐、湿度大的沿海地区的油罐防腐蚀应用中具有良好的应用前景和广阔的推广潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种包含改性二氧化钛的环氧富锌涂料及制备方法和用途
本专利技术涉及一种涂料及其制备方法和用途,更特别地涉及包含改性二氧化钛的环氧富锌涂料及其制备方法和用途,属于防腐涂料

技术介绍
近几年,随着我国油品储量的增加,沿海地区运营的油库数量也日渐增加。而油品储量的增加意味着储油罐数量的增加,储罐是油库、港口和石油化工企业储存液体原料、中间产品的重要设备。由于舟山地处海洋又接近大陆,是典型的温带海洋环境,主要呈现高温、高湿的特点,海水蒸发导致大气中的含有较多氯化物、硫酸盐等盐类固体颗粒。同时舟山地区的土质肥沃,比较利于微生物的生命活动,微生物直接或者间接地参与腐蚀过程会对储油罐腐蚀产生一定影响。其经常遭受内、外环境介质的腐蚀,为保证储油罐的良好运行,建造时必须充分考虑防腐问题。探究海洋环境下储油罐的防腐措施对于延长储油罐的使用寿命,降低储油罐更换维修成本,避免储存的油品质量下降和减少安全事故都有着十分重要的意义随着原油储备工程的全面展开,对储罐设备的防护研究已成为行业热点之一。对于金属的腐蚀防护大致分为改进基材、金属镀层、涂层防腐、电化学保护、添加缓蚀剂和多种防腐方法综合运用等几种。涂覆涂层是常用的一种防腐蚀方法。常用防腐涂料主要有聚硅氧烷涂料、环氧树脂防腐涂料与环氧富锌涂料防腐等,涂料防腐的工作机理是用涂层将金属与介质隔开,起保护金属与防止储物污染的作用。丙烯酸聚硅氧烷涂料作为长效重防腐蚀体系面漆已得到了广泛的应用,该类涂料结合了丙烯酸和聚硅氧烷的双重特点,具有有机-无机杂化结构,表现出优异的长效防腐耐候性能,又具有高固体含量、低黏度的特点,施工简便,VOC含量极低,符合新环保法规的要求。陈月珍等人对海洋大气区钢结构用改性聚硅氧烷涂料的性能进行探究,认为:无机富锌底漆(面漆封闭)加丙烯酸改性聚硅氧烷面漆,能顺利通过4200h循环腐蚀老化试验,试板非划线处均未出现开裂、起泡、生锈、失光、粉化等异常,漆膜外观保持得很好,划线处单边扩蚀小于3mm,试验后附着力远大于5MPa,附着力衰减很小,改性聚硅氧烷涂料两涂层配套体系可达到常规三涂层防腐效果(见陈月珍等,海洋大气区钢结构用改性聚硅氧烷涂料配套性研究[J],涂料技术与文摘,2010,31(11):41-44)。周树学研究了一种高耐候性聚硅氧烷涂料,其以高硅含量、高固低黏的改性聚硅氧烷树脂为基础,制备了聚硅氧烷涂料,并用氨基硅烷固化,制得改性聚硅氧烷涂层。研究结果表明:涂层的失光和变色行为与固化剂的用量和种类有关,可通过固化剂的种类和用量调节聚硅氧烷涂料的耐老化性。聚硅氧烷涂料具有远优于聚氨酯涂料的耐老化性和耐盐雾性,可作为氟碳面漆的理想替代品(见周树学,高耐候性聚硅氧烷涂料的研制[J],上海涂料,2010,4(3):5-8)。环氧树脂是一种具有线性结构的高分子材料,平均每个分子含有2个或2个以上环氧基,主要由双酚A和环氧氯丙烷合成,其结构中含有的羟基以及环氧基能与酸酐、酚醛树脂、多异氰酸酯、聚酰胺树脂等发生反应而得到不同结构、不同性能的环氧树脂涂料。其结构决定了环氧树脂具有优异的粘结性、附着性、稳定性、耐化学品性、绝缘性及机械强度等,由其得到的环氧树脂涂料具有优异的物理机械性能、较强的金属附着力,同时也具有较好的耐化学药品性、耐油性和极强的耐碱性,在防腐涂料领域占有重要地位,是涂料工业中重要的支柱产品之一。常用的环氧树脂难溶于水,易溶于有机溶剂,但有机溶剂不仅价格高,而且有毒、易挥发,不符合环保要求。因而,环保型环氧树脂涂料已成为涂料界科研工作者们的研究热点之一。李依璇等人介绍了水性环氧防腐涂料、无溶剂环氧防腐涂料和高固分环氧防腐涂料的现状以及未来发展方向。指出对于水性环氧树脂防腐涂料,发展的重点仍然会放在对环氧树脂进行改性方面,以及解决其表干时间长、固化不充分、易腐蚀金属等问题;对于无溶剂环氧树脂防腐涂料则需要解决其黏度大,施工适用期和表干时间的矛盾问题;对于高固分环氧树脂防腐涂料,虽然其固含量高,但是仍然存在一些溶剂,对环境仍然存在一定的危害,未来的发展重点将会放在进一步提高固含量和解决干燥时间长等问题上(见李依璇等人,环保型环氧树脂防腐涂料的研究进展[J],涂料技术与文摘,2013,34(5):14-17)。王德州等人在低和稍高相对分子质量的环氧树脂中加入膨润土和助剂SKJ9801后降低了涂料的黏度,同时选择了适当的流平剂、分散剂和消泡剂,解决了涂料黏度大,流平性欠佳,易形成空泡等问题,最终成功研制出高温抗流挂、防沉降、施工适用期长的涂料,选用特别的固化剂得到了高温使用寿命长的高固分环氧树脂防腐涂料(见王德洲等,高温慢固化高固体分环氧涂料的研制[J],涂料技术与文摘,2012,33(3):25-26)。王秀娟等人在双酚A环氧树脂中,添加腰果壳油改性酚醛胺作为固化剂,以及选用适当的填颜料、分散剂、流挂触变剂和消泡剂,研制出防腐性能很好的高固分环氧树脂防腐涂料,这种涂料固含量高达85%,一次性涂覆所得到的膜厚可达到425-475μm,不仅防腐性能好,而且漆膜平整不流挂、坚韧、耐磨,附着力好,使用时间长(见王秀娟等人,高固体分环氧防腐涂料的制备[J],涂料技术与文摘,2010,31(10):8-10)。王新征等人以液态酚醛环氧树脂为主基料树脂,脂肪酸改性环氧树脂为辅助基料树脂,并以改性芳香胺、改性脂环胺、腰果壳油改性酚醛胺为固化剂,制备了高固分酚醛树脂环氧涂料,与常规的双酚A环氧涂料相比,这种涂料具有更好的耐化学品性、耐热性,加入的脂肪酸改性环氧树脂可以有效提高产品的柔韧性、固体分,可应用于更苛刻的腐蚀环境,具有广阔的应用前景(王新征等人,高固体分酚醛环氧涂料的研究和设计[J],防腐涂料与涂装,2012,27(12):8-11)。此外,对于纳米改性环氧树脂涂料的研究也在不断进行。高伟对纳米改性环氧防腐涂料进行研究:纳米二氧化硅/氧化铝改性环氧树脂防腐涂料的优化配方为:环氧树脂100g、纳米二氧化硅3g、纳米氧化铝3g、KH560偶联剂5g、消泡剂2g、分散剂4g、固化剂15g时,涂料的各项性能最优,表现出良好的耐蚀性能,但抵抗硫化氢渗透效果不理想(高伟,纳米改性环氧防腐涂料的制备与性能评价,西南石油大学,硕士学位论文,2012)。环氧富锌涂料是一种耐腐蚀性能优异的重防腐涂料。对储罐采用富锌环氧底漆喷涂,锌膜受周围电化学作用时,锌作为阳极被腐蚀掉,保护了钢板,同时被腐蚀掉的锌生成锌盐,牢固地覆盖在涂层表面上,比锌具有更大的稳定性从而保护了罐壁。但由于涂层本身有微孔,老化后又易出现龟裂、剥离等现象,这样裸露的金属形成小阳极,涂层部分成为大阴极而产生局部腐蚀电池,同时储物中的硫物、氮化物、有机酸、氧和水分等,它们都会对储罐内壁产生腐蚀。訾树燕等人通过改变环氧树脂、锌粉的含量来研究环氧富锌防腐涂料的工艺性能,分析了涂层附着力、柔韧性、硬度、耐容性及耐腐蚀性能,根据涂层整体综合性能变化确定了环氧富锌防腐涂料的最佳配方,为环氧富锌防腐涂料的生产与使用提供基础数据(訾树燕等人,环氧富锌防腐涂料研究[J],辽宁工程技术大学学报,2003,22(2):256-258)。随着相关研究的不断深入,纳米材料在富锌涂料中的应用走入人们视野,其应用已引起国内外的广泛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含改性二氧化钛的环氧富锌涂料,其包括环氧树脂、超细锌粉、消泡剂、改性二氧化钛粉末、成膜剂、偶联剂、胺类固化剂、防沉降剂、有机金属稳定剂、活性稀释剂、粘附促进剂、缓蚀剂和复合有机溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种包含改性二氧化钛的环氧富锌涂料,其包括环氧树脂、超细锌粉、消泡剂、改性二氧化钛粉末、成膜剂、偶联剂、胺类固化剂、防沉降剂、有机金属稳定剂、活性稀释剂、粘附促进剂、缓蚀剂和复合有机溶剂。2.如权利要求1的所述环氧富锌涂料,其特征在于:以重量份计,所述环氧富锌涂料的具体组分含量如下:3.如权利要求1或2的所述环氧富锌涂料,其特征在于:所述改性二氧化钛粉末是按照如下步骤制得的:步骤1:在剧烈搅拌下,将钛酸正丁酯缓慢加入到硝酸镍的无水乙醇溶液中,搅拌充分后,再加入异丙醇胺,充分混合均匀,最后超声分散30-40分钟,得到透明溶胶;步骤2:将所述透明溶胶在100-120℃下真空干燥充分,然后研磨,得到干燥粉末;步骤3:在室温下,以2-5℃/分钟的升温速率,将所述干燥粉末在马弗炉中于400℃下焙烧100-120分钟,然后自然冷却至室温,研磨过300目筛,得到镍掺杂固形物;步骤4:将2mol/L的十二烷基硫酸钠水溶液均匀喷涂到所述镍掺杂固形物上,然后干燥完全,重复该喷涂干燥处理3-5次,即得所述改性二氧化钛粉末。4.如权利要求1-3任一项的所述环氧富锌涂料,其特征在于:所述偶联剂为双(3-(三乙氧基硅)丙基)四硫化物、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的任意一种,最优选为β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷。5.如权利要求1-4任一项的所述环氧富锌涂料,其特征在于:所述胺类固化剂为4,4'-二氨基二苯基甲烷、二乙烯三胺、六亚甲基二胺或5-氨基-1,3,3-三甲基环己甲胺中的任意一种,最优选为5-氨基-1,3,3-三甲基环己甲胺。6.如权利要求1-5任一项的所述环氧富锌...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨淑清张仁坤郑贤敏王路辉
申请(专利权)人:浙江海洋大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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