耐热耐磨纳米防腐涂料制造技术

本发明专利技术提出了一种耐热耐磨纳米防腐涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：环氧树脂乳液40～60份、改性有机硅树脂20～30份、改性纳米氮化钛6～12份、膨润土5～10份、陶瓷粉10～16份、石墨粉10～16份、成膜助剂2～6份、分散剂0.1～0.5份、颜料0.6～1.2份、消泡剂0.1～0.5份及水20～30份；所述改性有机硅树脂主要由有机硅树脂、丙烯酸、引发剂与硅溶胶制备得到，所述改性纳米氮化钛主要由纳米氮化钛与十二烷基磺酸钠制备得到。该耐热耐磨纳米防腐涂料不仅防腐性能好，还具有很好的耐热耐磨性能。

【技术实现步骤摘要】
耐热耐磨纳米防腐涂料
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种耐热耐磨纳米防腐涂料。
技术介绍
随着机械工业的发展,很多设备所处的工作环境日趋多样化。有些设备需要在炎热的环境下工作，有的设备需要在磨损严重的情况下工作，也有的机械设备需要同时在这两种工况下工作。如果在这些工况下工作而又不采取防腐措施，机械设备将会很快受到腐蚀，从而对机械设备造成损伤，严重地会引发生产事故，对人身造成危害。为了提高机械设备的防腐能力，防腐蚀技术成为了国内外涂料研究领域的重要研究内容之一。防腐的处理方式多种多样，而最方便的方式就是直接在机械设备表面或工程建筑表面喷覆防腐涂料。防腐涂料技术近些年得到了快速发展，成为防腐处理的主要方式之一。然而，目前防腐涂料的性能较为单一，有的只能防腐蚀，有的只能耐热，有的只能耐磨。但是，很多工业设备需要一种同时具有多种性能的防腐涂料，要求防腐涂料在防腐的同时还能具有耐热耐磨的特性。环氧树脂具有优异的耐化学腐蚀性，对众多底材具有极佳的附着力，能与多种固化剂固化，涂膜的致密性好、刚性强、耐热耐磨性都很好，在防腐涂料中占据着重要地位，通过添加不同的填料和调整固化剂品种，可以制成性能各异的环氧树脂防腐涂料、适用于不同的防腐场合，达到良好的保护效果。每年世界上约有40％的环氧树脂应用于制造环氧涂料，大部分应用于防腐领域。在我国，大约有30％～40％的环氧树脂被加工成各种各样的涂料，在船舶、土木工程、家用电器、机电工业等领域有着广泛的用途。环氧树脂固化物因脆性大，抗冲击性、耐酸碱性、柔韧性及耐温性差，限制了环氧树脂涂料的应用，因此对环氧树脂的改性一直是对环氧树脂防腐涂料研究的重点之一，而为了提高其力学性能，往往在其中加入各种膨润土、石墨烯等无机填料，但是这些无机填料与环氧树脂的相容性较差，容易造成涂料的贮存稳定性差，且容易形成结块，降低了涂料的品质，且传统的水性环氧树脂涂料与基材的附着力等级为2级，虽然能够满足实际生产生活中对涂膜的要求，但是对于一些需要经常擦拭、表面平整性较差的基材来说，还是需要更强的剥离强度才能满足对基材的持久性保护。
技术实现思路
本专利技术提出一种耐热耐磨纳米防腐涂料，该耐热耐磨纳米防腐涂料不仅防腐性能好，还具有很好的耐热耐磨性能。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种耐热耐磨纳米防腐涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：环氧树脂乳液40～60份、改性有机硅树脂20～30份、改性纳米氮化钛6～12份、膨润土5～10份、陶瓷粉10～16份、石墨粉10～16份、成膜助剂2～6份、分散剂0.1～0.5份、颜料0.6～1.2份、消泡剂0.1～0.5份及水20～30份；所述改性有机硅树脂主要由有机硅树脂、丙烯酸、引发剂与硅溶胶制备得到，所述改性纳米氮化钛主要由纳米氮化钛与十二烷基磺酸钠制备得到。优选地，所述改性有机硅树脂的制备方法包括以下步骤：1)按照重量份数计算，称取有机硅树脂40～50份、丙烯酸10～20份、乳化剂0.5～1份及水80～100份进行混合得到单体混合物；2)引发剂溶液制备：称取50～70份水与引发剂1～2份搅拌均匀得到引发剂溶液；3)称取硅溶胶65～95份与pH调节剂3～4份，然后将硅溶胶、pH调节剂添加进步骤1)的单体混合物混合搅拌均匀，升温至75℃～85℃，保持恒温，滴加引发剂溶液，保温40～60min，降温至室温，然后抽滤干燥，即可获得改性有机硅树脂。优选地，所述引发剂为过硫酸钾或者过硫酸铵；所述pH调节剂为稀氨水。优选地，所述改性纳米氮化钛的制备方法包括以下步骤：将十二烷基硫酸钠溶解在70～80℃热水中进行搅拌分散，然后再加入纳米氮化钛进行搅拌分散，超声处理0.5～1.5h，然后抽滤干燥，即可获得改性纳米氮化钛；优选地，所述十二烷基硫酸钠与所述纳米氮化钛的质量之比为5～7:1。优选地，所述成膜助剂为醇酯十二或者丙二醇丁醚。优选地，所述分散剂为油酸钠。优选地，所述消泡剂为乳化甲基硅油或者非聚硅氧烷矿物油。本专利技术的耐热耐磨纳米防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：1)先将部分的环氧树脂乳液、部分的改性有机硅树脂、成膜助剂与改性纳米氮化钛混合后进行超声分散，超声分散时间为20～40min，得到分散液；2)将步骤1)的分散液水浴升温至50～60℃，加入余下组分，搅拌混合后。冷却至室温即可。颜料的加入可以有效地改善喷涂过程中产生的流挂现象，同时可以避免涂料在存储时由于填料与基料的密度差异导致的沉底等不良现象。本专利技术的有益效果：本专利技术耐热耐磨纳米防腐涂料中采用主要由有机硅树脂、丙烯酸、引发剂与硅溶胶制备得到改性有机树脂，通过改性增强了有机硅树脂与环氧树脂的结合力，提高了涂料的附着力，另外其还与改性纳米氮化钛相配合，提高了纳米材料与基体树脂的结合力。石墨粉可以有效降低涂料表面的摩擦力，增强该涂料的耐磨性能。由于纳米颗粒间还存在着范德华车的作用，是一个分散和絮凝平衡的过程，一旦作用力停止，颗粒又产生团聚，因此，本专利技术纳米氮化钛的表面进行改性，从而更好的改善纳米浆料的稳定性，阻止或者减轻硬团聚体的形成，容易获得良好的分散性，从而提高了涂层的机械强度及附着力，由于纳米氮化钛本身就具有很好的耐热耐磨性能，通过改性及与改性有机树脂协同作用，使其得到高效率利用，使得涂层的耐热性能更加明显。具体实施方式实施例1改性纳米氮化钛的制备方法包括以下步骤：将十二烷基硫酸钠溶解在70℃热水中进行搅拌分散，然后再加入纳米氮化钛进行搅拌分散，超声处理1.5h，然后抽滤干燥，即可获得改性纳米氮化钛。十二烷基硫酸钠与纳米氮化钛的质量之比为7:1。通过沉降实验衡量改性效果，称取1～1.5g上述改性纳米氮化钛样品，置于带磨口的刻度量筒中，先加少量二甲苯将纳米氮化钛-氧化石墨烯充分润湿后，再加二甲苯至20mL充分振动均匀，室温条件下静置不同时间，记录沉积物的质量，并将其换算成沉降指数；该沉降指数＝(样品沉淀部分的质量/样品总质量)*100％经试验可知，未经过改性的纳米氮化钛-氧化石墨烯在二甲苯中约3～5h就完全沉降下来，而经过改性纳米氮化钛，在二甲苯中经过24h仅有1.2～1.8％的沉淀，经过48h也只有约2.6～3.2％的沉淀。因此，改性纳米氮化钛中有较好的分散性能，改性效果较好。改性有机硅树脂的制备方法包括以下步骤：1)按照重量份数计算，称取有机硅树脂40份、丙烯酸10份、乳化剂1份及水80份进行混合得到单体混合物；2)过硫酸钾溶液制备：称取70份水与过硫酸钾1份搅拌均匀得到过硫酸钾溶液；3)称取硅溶胶65份与pH调节剂3份，然后将硅溶胶、pH调节剂添加进步骤1)的单体混合物混合搅拌均匀，升温至75℃，保持恒温，滴加过硫酸钾溶液，保温60min，降温至室温，然后抽滤干燥，即可获得改性有机硅树脂。实施例2改性纳米氮化钛的制备方法包括以下步骤：将十二烷基硫酸钠溶解在80℃热水中进行搅拌分散，然后再加入纳米氮化钛进行搅拌分散，超声处理0.5h，然后抽滤干燥，即可获得改性纳米氮化钛。十二烷基硫酸钠与纳米氮化钛的质量之比为5:1。经试验可知，未经过改性的纳米氮化钛-氧化石墨烯在二甲苯中约3～5h就完全沉降下来，而经过改性纳米氮化钛，在二甲苯中经过24h仅有1.2～1.8％的沉淀，经过48h也只有约2.6～3.2％的沉淀。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热耐磨纳米防腐涂料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：环氧树脂乳液40～60份、改性有机硅树脂20～30份、改性纳米氮化钛6～12份、膨润土5～10份、陶瓷粉10～16份、石墨粉10～16份、成膜助剂2～6份、分散剂0.1～0.5份、颜料0.6～1.2份、消泡剂0.1～0.5份及水20～30份；所述改性有机硅树脂主要由有机硅树脂、丙烯酸、引发剂与硅溶胶制备得到，所述改性纳米氮化钛主要由纳米氮化钛与十二烷基磺酸钠制备得到。

【技术特征摘要】
1.一种耐热耐磨纳米防腐涂料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：环氧树脂乳液40～60份、改性有机硅树脂20～30份、改性纳米氮化钛6～12份、膨润土5～10份、陶瓷粉10～16份、石墨粉10～16份、成膜助剂2～6份、分散剂0.1～0.5份、颜料0.6～1.2份、消泡剂0.1～0.5份及水20～30份；所述改性有机硅树脂主要由有机硅树脂、丙烯酸、引发剂与硅溶胶制备得到，所述改性纳米氮化钛主要由纳米氮化钛与十二烷基磺酸钠制备得到。2.根据权利要求1所述的耐热耐磨纳米防腐涂料，其特征在于，所述改性有机硅树脂的制备方法包括以下步骤：1)按照重量份数计算，称取有机硅树脂40～50份、丙烯酸10～20份、乳化剂0.5～1份及水80～100份进行混合得到单体混合物；2)引发剂溶液制备：称取50～70份水与引发剂1～2份搅拌均匀得到引发剂溶液；3)称取硅溶胶65～95份与pH调节剂3～4份，然后将硅溶胶、pH调节剂添加进步骤1)的单体混合物混合搅拌均...

【专利技术属性】
技术研发人员：李致，
申请(专利权)人：合肥晓拂新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34