一种柔性陶瓷涂料组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种柔性陶瓷涂料组合物及其制备方法，所述组合物由以下原料组分构成：A组分：按质量百分比由酚醛环氧树脂22‑28％、聚乙烯醇缩丁醛15‑18％、环己酮20‑30％、乙醇10‑15％、防锈颜料1‑5％、油酸甲酯1‑5％、磷酸锌5‑10％和陶瓷粉混合物5‑10％组成；B组分：按质量百分比包含具有不同玻璃化转变温度和/或不同熔体粘度的至少两种有机硅树脂70‑80％和增强填料20‑30％；C组分：矿化剂；D组分：稀土氧化物，上述各组分的配比为：A:B:C:D＝(5‑10):(2‑3):(1‑3):1。本发明专利技术的涂料具有耐腐蚀的特点以及原料易得、价格便宜的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工材料
，尤其涉及一种柔性陶瓷涂料组合物及其制备方法。
技术介绍
随着海洋石油、港口码头、水力发电站及船舶工业的不断发展，像钻井开采设备、钻井平台、输送管道等，由于常年浸没在海水中，很容易受到潮水和涨落和飞溅，以及遭受海上生物的冲蚀，因此，研制出一种可在海洋和淡水中涂装的重防腐材料具有重要的意义。我国目前大多数大型高温液体储罐或管道，多使用金属管材，如碳钢、不锈钢等材质。一般在这些罐体、管道内壁均会添加衬里或直接在内壁涂上涂料，以提高这些设备的耐高温、防腐蚀性能，延长其使用寿命。不锈钢或碳钢材质的罐体或管道内壁常采用的内衬保护方式多是采用复合材料，但其工艺复杂、造价高，普及性低，目前采用的较为普遍的是选用合适的涂料在内壁表面形成保护涂层，该种措施实施起来即简便有效，使用成本又低。随着油田进入后期开采，含水、含沙量的提高，金属管线，设备耐磨损耗，耐腐蚀情况更加不容乐观。而一些油田含硫化氢、环烷酸及二氧化碳的腐蚀异常严重，导致设备腐蚀穿孔频繁，严重影响油田的安全稳定生产；虽然采取了一些措施，例如，在油井和设备中使用缓蚀剂，使用环氧涂层，但是这些措施在含沙，高含水，含酸(环烷酸，二氧化碳，硫化氢)环境中仍然难以避免腐蚀的发生，给油田带来了巨大的损失。一些含硫化氢的油田，因释放出有毒的气体，造成了人员伤亡。解决含酸原油的腐蚀问题，对石油工业的发展，安全稳定生
产意义重大。因此，针对这样的基本地质与工况情况，需要一次性解决耐酸性腐蚀及冲击性的问题。在耐酸树脂方面，相对而言耐酸性能优异的树脂是酚醛环氧树脂，但是酚醛环氧树脂存在的缺点是漆膜脆，在耐冲击的工况情况下，易于剥落，难以满足实际需要。一个思路就是在酚醛树脂中加入柔性树脂进行共混改性。但是一般的柔性树脂，如热塑性聚氨酯，聚己二酸系列树脂，由于在分子中存在酯键，在酸氢离子的催化作用下，易发生酯键断裂，影响材料的使用寿命。同时，还存在树脂与环氧树脂之间的相容性问题。利用共溶剂的方案虽然可以解决在施工前的相容性，但是施工后漆膜在不同的干燥阶段，将会出现相分离。这种微观组织的变化将会影响漆膜的防腐性能。另外，即使将酚醛环氧树脂和聚乙烯缩丁醛混合在一起制成涂料，其在海洋和淡水中涂装时仍存在耐腐蚀性不足的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种柔性陶瓷涂料组合物及其制备方法，特别提供了一种可在海洋和淡水中涂装的耐腐蚀的柔性陶瓷涂料组合物及其制备方法。为达此目的，本专利技术采用了以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种柔性陶瓷涂料组合物，所述组合物由以下原料组分构成：A组分：按质量百分比由酚醛环氧树脂22-28％、聚乙烯醇缩丁醛15-18％、环己酮20-30％、乙醇10-15％、防锈颜料1-5％、油酸甲酯1-5％、磷酸锌5-10％和陶瓷粉混合物5-10％组成；B组分：按质量百分比包含具有不同玻璃化转变温度和/或不同熔体粘度的
至少两种有机硅树脂70-80％和增强填料20-30％；C组分：矿化剂；D组分：稀土氧化物；上述各组分的配比为：A:B:C:D＝(5-10):(2-3):(1-3):1。本专利技术中通过将A组分、B组分、C组分和D组分按质量比为A:B:C:D＝(5-10):(2-3):(1-3):1进行配比，可最大限度地发挥这4种组分之间的协同作用，尤其是矿化剂和稀土氧化物的加入，能够使得陶瓷涂料组合物的耐腐蚀性能大大增强；该配比具体可以是5:2:1:1、6:2:1:1、7:2:1:1、8:2:1:1、5:2.2:1，优选为6:2:3:1。在该优选比例下，能够使得A组分、B组分、C组分和D组分之间相互作用达到最好水平，使得最终得到的涂料组合物具有更高的耐腐蚀性。本专利技术中通过增加B组分，即添加按质量百分比包含具有不同玻璃化转变温度和/或不同熔体粘度的至少两种有机硅树脂70-80％和增强填料20-30％，可以进一步增强涂料组合物的耐腐蚀性，其可与A组分中的酚醛环氧树脂和聚乙烯醇缩丁醛相互作用，彼此产生协同作用，从而使得该涂料组合物能够适应海洋和淡水中涂装的腐蚀环境，进一步提高了该涂料组合物的耐腐蚀性能。根据本专利技术，所述B组分中，至少两种有机硅树脂包含第一有机硅树脂和第二有机硅树脂，其以1.5:1-1:1.5的重量比存在，优选为1.2:1；所述第一有机硅树脂的Tg为42-45℃，优选为45℃；并且第二有机硅树脂的Tg为60-80℃，优选为78℃。本专利技术通过筛选第一有机硅树脂和第二有机硅树脂的Tg，调整两者的Tg温度差，能够最大程度地发挥其在涂料耐腐蚀性方面的作用。根据本专利技术，所述B组分中还含有具有羟基和缩水甘油基官能团的丙烯酸类树脂，其是以基于至少两种有机硅树脂组分的重量为10-25重量％的量存在。根据本专利技术，所述磷酸锌的粒径为1-3μm，优选为2.5μm。根据本专利技术，所述陶瓷粉混合物是三氧化二铝和碳化硅的混合物，其混合质量比为三氧化二铝:碳化硅＝3:1。根据本专利技术，所述三氧化二铝和碳化硅的粒径均为1-3μm，优选为2.5μm。根据本专利技术，所述涂料组合物中的防锈颜料为氧化锌、磷酸与有机缓蚀剂形成化学结合的混合物，其混合质量比为氧化锌：磷酸：有机缓蚀剂＝10:1:6。根据本专利技术，所述B组分还可含有其他组分，例如进一步包含具有选自乙氧基活性基团、羧基基团、酐基团、羟基基团、卤素基团、氰基基团、酰胺基或磺酸酯基团的基团的助粘剂；其中助粘剂优选为具有乙氧基活性基团的聚合物；其中助粘剂以基于树脂组分的重量为1-3重量％的量存在；或者进一步包含具有细长形状的增强填料，其中增强填料的一个维度与另一个维度之比为15-35；其中增强填料具有不小于700℃的熔点；其中增强填料优选为纤维或片状材料，其选自玻璃、金属、矿物、偏硅酸钙片或其组合。本专利技术中，所述矿化剂为硅酸钠、三氧化二铁、萤石或白云石中的任意一种或至少两种的混合物。优选地，所述稀土氧化物为钇、铈、镨、镧、钕、钐氧化物中的任意一种或至少两种的混合物。第二方面，本专利技术还提供了如第一方面所述的组合物的制备方法，包括如下步骤：(1)将A组分中的陶瓷粉混合物按质量百分比进行配比，混合均匀，备用；(2)在50-60℃的温度和900-1000r/min的转速下，将陶瓷粉混合物放在三辊研磨机上研磨至粒径为1-3μm；(3)将A组分中的酚醛环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、环己酮、乙醇、有机
与无机防锈颜料、油酸甲酯、磷酸锌和陶瓷粉混合物按照质量百分比混合，过滤，包装，备用；(4)按照质量百分比称取B组分，备用；(5)按照质量百分比称取C组分和D组分，备用；(6)将A组分、B组分、C组分和D组分按质量比为(5-10):(2-3):(1-3):1进行配比，混合搅拌均匀，得到所述柔性陶瓷涂料组合物。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：(1)本专利技术中通过将A组分、B组分、C组分和D组分按质量比为(5-10):(2-3):(1-3):1进行配比，可最大限度地发挥这4种组分之间的协同作用，使得最终得到的涂料组合物具有优异的耐腐蚀性，通过盐雾试验测得，155h盐雾实验未见腐蚀病灶。(2)本专利技术中通过增加B组分，即添加按质量百分比包含具有不同玻璃化转变温度和/或不同熔体粘度的至少两种有机硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性陶瓷涂料组合物，其特征在于，所述组合物由以下原料组分构成：A组分：按质量百分比由酚醛环氧树脂22‑28％、聚乙烯醇缩丁醛15‑18％、环己酮20‑30％、乙醇10‑15％、防锈颜料1‑5％、油酸甲酯1‑5％、磷酸锌5‑10％和陶瓷粉混合物5‑10％组成；B组分：按质量百分比包含具有不同玻璃化转变温度和/或不同熔体粘度的至少两种有机硅树脂70‑80％和增强填料20‑30％；C组分：矿化剂；D组分：稀土氧化物；上述各组分的配比为：A:B:C:D＝(5‑10):(2‑3):(1‑3):1。

【技术特征摘要】
1.一种柔性陶瓷涂料组合物，其特征在于，所述组合物由以下原料组分构成：A组分：按质量百分比由酚醛环氧树脂22-28％、聚乙烯醇缩丁醛15-18％、环己酮20-30％、乙醇10-15％、防锈颜料1-5％、油酸甲酯1-5％、磷酸锌5-10％和陶瓷粉混合物5-10％组成；B组分：按质量百分比包含具有不同玻璃化转变温度和/或不同熔体粘度的至少两种有机硅树脂70-80％和增强填料20-30％；C组分：矿化剂；D组分：稀土氧化物；上述各组分的配比为：A:B:C:D＝(5-10):(2-3):(1-3):1。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述B组分中，至少两种有机硅树脂包含第一有机硅树脂和第二有机硅树脂，其以1.5:1-1:1.5的重量比存在；所述第一有机硅树脂的Tg为42-45℃，优选为45℃；所述第二有机硅树脂的Tg为60-80℃，优选为78℃。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述B组分中还含有具有羟基和缩水甘油基官能团的丙烯酸类树脂，其是以基于至少两种有机硅树脂组分的重量为10-25重量％的量存在。4.根据权利要求1-3任一项所述的组合物，其特征在于，所述陶瓷粉混合物是三氧化二铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建良，
申请(专利权)人：无锡市长安曙光手套厂，
类型：发明
国别省市：江苏;32