一种耐磨纳米环氧复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨纳米环氧复合涂层及其制备方法，它包括甲、乙两种组分，甲组分包括聚氨酯改性有机硅‑环氧树脂、纳米氧化锆分散液和预处理后的填料，乙组分包括正丁醇和聚酰胺，填料由锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝按照重量比为5:1:1:3共混后得到。通过添加耐磨介质和增加涂料的韧性，使形成的环氧复合涂层在具备耐磨的同时，以柔性的方式接触物料，进而减小物料对涂料的切削及犁沟作用，环氧复合涂层的损耗降低，使用周期得到延长。

Wear resistant nano epoxy composite coating and preparation method thereof

The invention discloses an abrasion resistant nano composite coating and preparation method thereof, which comprises a and B of two components, the first component including silicone modified polyurethane filler epoxy resin, nano zirconia dispersion and after pretreatment, group B consists of n-butanol and polyamide, filler by Xin Gehuang, titanium dioxide talc powder and alumina according to the weight ratio of 5:1:1:3 was obtained after. By adding wear medium and increase toughness of the epoxy coating and composite coating formed in have wear at the same time, in a flexible way of contact materials, thus reducing the cutting and ploughing effect on coating materials, reduce the loss of epoxy composite coating, prolong the use cycle.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油化工用环氧复合材料领域，特别涉及一种耐磨纳米环氧复合涂层及其制备方法。
技术介绍
石油工业中的金属管道和设备受到原有中含水量、含盐量、含硫量等因素影响，容易发生腐蚀，为此，国内针对石油设备采用防腐蚀措施主要包括：选用耐蚀材料、介质处理、电化学保护、金属表面覆盖层等。其中涂料因为施工方便，实用性强，可与其他防腐技术联用等优点而成为防止金属腐蚀最简单、经济、有效的方法，在各行各业得到广泛应用。但是，现有使用的防腐涂料通常不具有耐磨性能，例如，用在搅拌设备的搅拌叶片上的环氧防腐涂料，其经常由于物料的磨损而消耗殆尽露出基体层，进而导致搅拌叶片被腐蚀，为此，开发出一种耐磨的环氧防腐涂料很有必要。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种耐磨纳米环氧复合涂层及其制备方法，通过添加耐磨介质和增加涂料的韧性，使形成的环氧复合涂层在具备耐磨的同时，以柔性的方式接触物料，进而减小物料对涂料的切削及犁沟作用，环氧复合涂层的损耗降低，使用周期得到延长。本专利技术采用的技术方案如下：一种耐磨纳米环氧复合涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤1、环氧溶液的制备：称取环氧树脂、乙酸乙酯和丙酮混合，然后配成环氧树脂溶液；步骤2、纳米氧化锆分散液的制备：将纳米氧化锆晶粒和硅烷偶联剂一并加入乙酸乙酯溶液混合，并进行超声波分散4-6h，得到纳米氧化锆分散液，其中纳米氧化锆的质量分数为20-40wt%；步骤3、填料的预处理：将锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝一起加入丙酮内溶解分散，超声分散30min，使用乙酸调节PH=6.0，然后加入配比量的硅烷偶联剂于90℃的水浴中反应3-5h，在110℃下干燥1-3h，研磨过筛后得到预处理后的填料；步骤4、聚氨酯改性有机硅-环氧树脂的制备：先将步骤1中的环氧树脂溶液和有机硅树脂按比例混合，加热搅拌至80℃，并搅拌保温0.5h。然后按比例加入聚氨酯丙烯酸树脂，加热搅拌至90℃，搅拌保温3h，再冷却出料，得到聚氨酯改性有机硅-环氧树脂；步骤5、甲组分的制备：将聚氨酯改性有机硅-环氧树脂、纳米氧化锆分散液和预处理后的填料按配方比依次加入分散罐，在1500r/min的转速下高速分散0.5h，出料；步骤6、乙组分的制备：将正丁醇和聚酰胺按重量比为1∶5的比例混合，在50℃下搅拌均匀，配成乙组分；步骤7、甲、乙组分按照重量比78:23的比例混合后，加入适量助剂并进行超声分散0.5-1h，得到混合溶液，将混合溶液移入喷枪中，高压喷涂在基体表面，然后常温固化3-6h，80℃下烘烤0.5-1h后即得。进一步，助剂的用量为甲、乙组分混合后总重量的2-2.5%，其中，助剂包括N-甲基吡咯烷酮，消泡剂、流平剂、分散剂其中的一种或几种。进一步，聚氨酯改性有机硅-环氧树脂、纳米氧化锆分散液和预处理后的填料重量比为43:8：13，有机硅树脂、环氧树脂溶液和聚氨酯丙烯酸树脂的重量比例为3∶6∶2，锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝的重量比为5:1:1:3，其中滑石粉为片状滑石粉。进一步，环氧树脂、乙酸乙酯和丙酮的重量比为10:2:7。本专利技术还包括一种耐磨纳米环氧复合涂层，它包括甲、乙两种组分，其中，甲、乙两种组分的重量比为78:23，甲组分包括聚氨酯改性有机硅-环氧树脂、纳米氧化锆分散液和预处理后的填料，乙组分包括正丁醇和聚酰胺，聚氨酯改性有机硅-环氧树脂、纳米氧化锆分散液和预处理后的填料的重量比为43:8：13，正丁醇和聚酰胺的重量比为1∶5，纳米氧化锆分散液的质量分数为20-40wt%，填料由锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝按照重量比为5:1:1:3共混后得到。进一步，其制备方法包括以下步骤：步骤1、环氧溶液的制备：称取环氧树脂、乙酸乙酯和丙酮混合，然后配成环氧树脂溶液；步骤2、纳米氧化锆分散液的制备：将纳米氧化锆晶粒和硅烷偶联剂一并加入乙酸乙酯溶液混合，并进行超声波分散4-6h，得到纳米氧化锆分散液，其中纳米氧化锆的质量分数为20-40wt%；步骤3、填料的预处理：将锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝一起加入丙酮内溶解分散，超声分散30min，使用乙酸调节PH=6.0，然后加入配比量的硅烷偶联剂于90℃的水浴中反应3-5h，在110℃下干燥1-3h，研磨过筛后得到预处理后的填料；步骤4、聚氨酯改性有机硅-环氧树脂的制备：先将步骤1中的环氧树脂溶液和有机硅树脂按比例混合，加热搅拌至80℃，并搅拌保温0.5h。然后按比例加入聚氨酯丙烯酸树脂，加热搅拌至90℃，搅拌保温3h，再冷却出料，得到聚氨酯改性有机硅-环氧树脂；步骤5、甲组分的制备：将聚氨酯改性有机硅-环氧树脂、纳米氧化锆分散液和预处理后的填料按配方比依次加入分散罐，在1500r/min的转速下高速分散0.5h，出料；步骤6、乙组分的制备：将正丁醇和聚酰胺按重量比为1∶5的比例混合，在50℃下搅拌均匀，配成乙组分；步骤7、甲、乙组分按照重量比78:23的比例混合后，加入适量助剂并进行超声分散0.5-1h，得到混合溶液，将混合溶液移入喷枪中，高压喷涂在基体表面，然后常温固化3-6h，80℃下烘烤0.5-1h后即得。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、纳米氧化锆具有硬度高，化学惰性优异等特点，加入环氧涂层内复配形成纳米环氧复合涂层，其具有的纳米尺度能够在涂层表面形成硬度很高的致密的纳米涂层，在减小涂层表面摩擦系数的同时，能有效抵抗物料尖角对涂层的切削及犁沟作用，减少了涂层的磨损，因此，提高了涂层的耐磨性；2、通过采用聚氨酯改性有机硅-环氧树脂，能够大幅提高复合涂层的韧性，当物料对复合涂层造成冲击并产生切向切割趋势时，复合涂层能够缓冲和吸收其中的部分能量，减小切向切割的强度，进而减少了涂层的磨损，进一步对复合涂层形成了有效的保护，提高了涂层的耐磨性；3、本专利技术的耐磨纳米环氧复合涂层的制备方法简单，粘接强度大，不易发生脱落、开裂等问题，一次喷刷成形质量好，涂层经久耐用，值得推广应用。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种耐磨纳米环氧复合涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤1、环氧溶液的制备：称取环氧树脂、乙酸乙酯和丙酮混合，其中，环氧树脂、乙酸乙酯和丙酮的重量比为10:2:7，于400rad/min的搅拌速度下搅拌混合3h，得到环氧树脂溶液；步骤2、纳米氧化锆分散液的制备：将纳米氧化锆晶粒和硅烷偶联剂一并加入乙酸乙酯溶液混合，并进行超声波分散4h，得到纳米氧化锆分散液，其中纳米氧化锆的质量分数为20wt%；步骤3、填料的预处理：将锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝一起加入丙酮内溶解分散，超声分散30min，使用乙酸调节PH=6.0，然后加入配比量的硅烷偶联剂于90℃的水浴中反应3h，在110℃下干燥1h，研磨过320目筛后得到预处理后的填料，其中，锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝的重量比为5:1:1:3，滑石粉为片状滑石粉；步骤4、聚氨酯改性有机硅-环氧树脂的制备：先将步骤1中的环氧树脂溶液和有机硅树脂按比例混合，加热搅拌至80℃，并搅拌保温0.5h。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨纳米环氧复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、环氧溶液的制备：称取环氧树脂、乙酸乙酯和丙酮混合，然后配成环氧树脂溶液；步骤2、纳米氧化锆分散液的制备：将纳米氧化锆晶粒和硅烷偶联剂一并加入乙酸乙酯溶液混合，并进行超声波分散4‑6h，得到纳米氧化锆分散液，其中纳米氧化锆的质量分数为20‑40wt%；步骤3、填料的预处理：将锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝一起加入丙酮内溶解分散，超声分散30min，使用乙酸调节PH=6.0，然后加入配比量的硅烷偶联剂于90℃的水浴中反应3‑5h，在110℃下干燥1‑3h，研磨过筛后得到预处理后的填料；步骤4、聚氨酯改性有机硅‑环氧树脂的制备：先将步骤1中的环氧树脂溶液和有机硅树脂按比例混合，加热搅拌至80℃，并搅拌保温0.5h；然后按比例加入聚氨酯丙烯酸树脂，加热搅拌至90℃，搅拌保温3h，再冷却出料，得到聚氨酯改性有机硅‑环氧树脂；步骤5、甲组分的制备：将聚氨酯改性有机硅‑环氧树脂、纳米氧化锆分散液和预处理后的填料按配方比依次加入分散罐，在1500 r/min的转速下高速分散0.5 h，出料；步骤6、乙组分的制备：将正丁醇和聚酰胺按重量比为1∶5的比例混合，在50℃下搅拌均匀，配成乙组分；步骤7、甲、乙组分按照重量比78:23的比例混合后，加入适量助剂并进行超声分散0.5‑1h，得到混合溶液，将混合溶液移入喷枪中，高压喷涂在基体表面，然后常温固化3‑6h，80℃下烘烤0.5‑1h后即得。...

【技术特征摘要】
1.一种耐磨纳米环氧复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、环氧溶液的制备：称取环氧树脂、乙酸乙酯和丙酮混合，然后配成环氧树脂溶液；步骤2、纳米氧化锆分散液的制备：将纳米氧化锆晶粒和硅烷偶联剂一并加入乙酸乙酯溶液混合，并进行超声波分散4-6h，得到纳米氧化锆分散液，其中纳米氧化锆的质量分数为20-40wt%；步骤3、填料的预处理：将锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝一起加入丙酮内溶解分散，超声分散30min，使用乙酸调节PH=6.0，然后加入配比量的硅烷偶联剂于90℃的水浴中反应3-5h，在110℃下干燥1-3h，研磨过筛后得到预处理后的填料；步骤4、聚氨酯改性有机硅-环氧树脂的制备：先将步骤1中的环氧树脂溶液和有机硅树脂按比例混合，加热搅拌至80℃，并搅拌保温0.5h；然后按比例加入聚氨酯丙烯酸树脂，加热搅拌至90℃，搅拌保温3h，再冷却出料，得到聚氨酯改性有机硅-环氧树脂；步骤5、甲组分的制备：将聚氨酯改性有机硅-环氧树脂、纳米氧化锆分散液和预处理后的填料按配方比依次加入分散罐，在1500r/min的转速下高速分散0.5h，出料；步骤6、乙组分的制备：将正丁醇和聚酰胺按重量比为1∶5的比例混合，在50℃下搅拌均匀，配成乙组分；步骤7、甲、乙组分按照重量比78:23的比例混合后，加入适量助剂并进行超声分散0.5-1h，得到混合溶液，将混合溶液移入喷枪中，高压喷涂在基体表面，然后常温固化3-6h，80℃下烘烤0.5-1h后即得。2.如权利要求1所述的耐磨纳米环氧复合涂层的制备方法，其特征在于，助剂的用量为甲、乙组分混合后总重量的2-2.5%，其中，助剂包括N-甲基吡咯烷酮，消泡剂、流平剂、分散剂其中的一种或几种。3.如权利要求1所述的耐磨纳米环氧复合涂层的制备方法，其特征在于，聚氨酯改性有机硅-环氧树脂、纳米氧化锆分散液和预处理后的填料重量比为43:8：13，有机硅树脂、环氧树脂溶液和聚氨酯丙烯酸树脂的重量比例为3∶6∶2，锌铬黄、钛白粉、滑石粉和氧化铝的重量比为5:1:1:3，其中滑石粉为片状滑石粉。4.如权利要求1所述的耐磨纳米环氧复合涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华东，
申请(专利权)人：四川煜天石油机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51