一种耐高温水性无机凝胶涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种耐高温水性无机凝胶涂料。该涂料由以下成分组成：25％‑50％的改性树脂、10％～30％的M

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温水性无机凝胶涂料及其制备方法和应用
本专利技术属于涂料领域，具体涉及一种耐高温水性无机凝胶涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
在高温环境中，金属表面因高温化学腐蚀而被破坏，从而降低力学性能，在人们已知的措施中，高温涂层是解决高温化学腐蚀的有效措施之一，目前现有的耐高温抗氧化涂料主要有以下几种：(1)有机硅酸盐涂料：有机硅酸盐涂料由玻璃料和以耐热树脂为基料的有机聚合物组成。目前一般的耐热聚合物耐热温度仅能达到400℃,可以在其中加入无机耐热填料,通过有机无机结构相结合的方法来提高涂层的耐热抗氧化性能。(2)无机玻璃体类涂料：无机玻璃体类涂料制备的涂层在高温下,涂层由固体堆积状态逐渐软化,成为半熔黏滞态甚至熔融态,形成致密熔膜。涂层从软化开始具有一定的保护能力,直至出现熔融态液相,涂层致密度增加,保护能力增强。这类涂层往往用于临时热加工过程的抗高温氧化,所以需要有自剥落性能。(3)氧化物陶瓷涂料：氧化物陶瓷涂料所制备的涂层以硅酸盐引入的SiO2为主要成膜物,加入多种陶瓷氧化物耐火材料为填料,这种涂层的料浆由简单的机械混合制得。这些涂料目前存在的问题是：漆膜较脆，涂层的韧性差，在高温下易开裂；耐温限度较低，目前有机硅树脂涂料一般耐热温度为700℃，少数耐超高温的涂料也仅限于航天领域应用，造价昂贵；需要高温(150-200℃)烘烤固化，成膜困难；一部分研究成果是针对某一特种钢材(如不锈钢、硅钢和一些航空用特种钢材等),涂料成本过高,没有普遍适用性。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种耐高温水性无机凝胶涂料。具体技术方案如下：一种耐高温水性无机凝胶涂料，其特征在于，按照质量百分含量由以下成分组成：25％-50％的改性树脂、10％～30％的M2(OH)X·nH2O、1％～5％的填料、5％～15％的稀土氧化物、1％～5％的助溶剂、15％～35％的水；其中，M2为Ca或Mg；所述改性树脂的结构如下：其中M1为Cr、Mo、W、Y、La或Ce。该改性树脂的制备方法如下：在反应装置中先加入M1(NO3)2和二甲基二乙醇铵，反应温度控制在60℃，反应1h后加入磷酸，在此反应温度下继续反应3h，即可得到所述改性树脂；其中M1(NO3)2、二甲基二乙醇铵和磷酸的摩尔比为1:1.05:10.5。其中，M1为Cr、Mo、W、Y、La或Ce。优选地，所述填料为粘土、高岭土、蒙脱石、蛭石、叶蜡石、云母、分子筛中的任一种或两种以上的混合物。优选地，所述稀土氧化物中的稀土为Y或La。优选地，所述助溶剂为一元醇、二元醇、醇醚或烯醚。更优选地，所述助溶剂为乙二醇、聚乙烯醚或聚乙醇醚。本专利技术的目的之二是提供所述的耐高温水性无机凝胶涂料的制备方法。具体技术方案如下：所述的耐高温水性无机凝胶涂料的制备方法，包括以下步骤：按照质量百分比称取配比组分中的物质，搅拌混合均匀，即可得到所述耐高温水性无机凝胶涂料。本专利技术的目的之三是提供所述耐高温水性无机凝胶涂料的应用。具体技术方案如下：所述的耐高温水性无机凝胶涂料用于改善金属表面耐高温性能。优选地，所述应用的方法包括以下步骤：将所述耐高温水性无机凝胶涂料涂覆于金属材料表面，然后在25℃-40℃固化0.5-2h，再在100℃-150℃养护0.5-2h。本专利技术的有益效果本专利技术所得耐高温水性无机凝胶涂料涂覆于金属材料表面，成膜容易，涂层的韧性和附着力好，可以显著提高金属材料表面的耐高温性能，其形成的涂层耐热温度可达1100℃，涂层的耐高温化学腐蚀能力强，而且成本低，可用于大规模生产。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解为这些实施例仅用于说明而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所依附权利要求书所限定的范围。实施例1一、组合物的配方按质量百分比配置组合物的各组分含量：改性树脂：45％，M1为Cr填料(云母粉)：5％M2(OH)X·nH2O：20％，M2为Ca稀土氧化物：10％，稀土为Y助溶剂(乙二醇)：3％水：17％二、制备和使用方法在反应装置中先加入M1(NO3)2和二甲基二乙醇铵，反应温度控制在60℃，反应1h后加入磷酸，在此反应温度下继续反应3h；其中M1为Cr，M1(NO3)2、二甲基二乙醇铵和磷酸的摩尔比为1:1.05:10.5，制得改性树脂。按照质量比将配比组分中的物质混合，搅拌均匀，得到所述的耐高温水性无机凝胶涂料，室温保存，然后进行涂装，在30℃下固化1h，再在130℃养护1h。三、性能测试本实施例所得涂料涂覆于冷轧钢板上，经实验和检测，涂层耐盐雾实验300h未出现腐蚀病灶，附着力1级，涂层耐温达到1150℃。实施例2一、组合物的配方按质量百分比配置组合物的各组分含量：改性树脂：40％，M1为Mo填料(高岭土)：5％M2(OH)X·nH2O：25％，M2为Ca稀土氧化物：5％，稀土为Y助溶剂(聚乙烯醚)：3％水：22％二、制备和使用方法在反应装置中先加入M1(NO3)2和二甲基二乙醇铵，反应温度控制在60℃，反应1h后加入磷酸，在此反应温度下继续反应3h；其中M1为Mo，M1(NO3)2、二甲基二乙醇铵和磷酸的摩尔比为1:1.05:10.5，制得改性树脂。按照质量比将配比组分中的物质混合，搅拌均匀，得到所述的耐高温水性无机凝胶涂料，室温保存，然后进行涂装，在30℃下固化1h，再在130℃养护1h。三、性能测试本实施例所得涂料涂覆于冷轧钢板上，经实验和检测，涂层耐盐雾实验300h未出现腐蚀病灶，附着力1级，涂层耐温达到1130℃。实施例3一、组合物的配方按质量百分比配置组合物的各组分含量：改性树脂：50％，M1为Y填料(蛭石)：3％M2(OH)X·nH2O：15％，M2为Mg稀土氧化物：8％，稀土为La助溶剂(乙二醇)：3％水：21％二、制备和使用方法在反应装置中先加入M1(NO3)2和二甲基二乙醇铵，反应温度控制在60℃，反应1h后加入磷酸，在此反应温度下继续反应3h；其中M1为Y，M1(NO3)2、二甲基二乙醇铵和磷酸的摩尔比为1:1.05:10.5，制得改性树脂。按照质量比将配比组分中的物质混合，搅拌均匀，得到所述的耐高温水性无机凝胶涂料，室温保存，然后进行涂装，在30℃下固化1h，再在130℃养护1h。三、性能测试本实施例所得涂料涂覆于冷轧钢板上，经实验和检测，涂层耐盐雾实验300h未出现腐蚀病灶，附着力1级，涂层耐温达到1140℃。实施例4一、组合物的配方按质量百分比配置组合物的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温水性无机凝胶涂料，其特征在于，按照质量百分含量由以下成分组成：25％-50％的改性树脂、10％～30％的M

【技术特征摘要】
1.一种耐高温水性无机凝胶涂料，其特征在于，按照质量百分含量由以下成分组成：25％-50％的改性树脂、10％～30％的M2(OH)X·nH2O、1％～5％的填料、5％～15％的稀土氧化物、1％～5％的助溶剂、15％～35％的水；其中，M2为Ca或Mg；所述改性树脂的结构如下：



其中M1为Cr、Mo、W、Y、La或Ce。


2.根据权利要求1所述的耐高温水性无机凝胶涂料，其特征在于，所述填料为粘土、高岭土、蒙脱石、蛭石、叶蜡石、云母、分子筛中的任一种或两种以上的混合物。


3.根据权利要求1所述的耐高温水性无机凝胶涂料，其特征在于，所述稀土氧化物中的稀土为Y或La。


4.根据权利要求1所述的耐高温水性无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：高延敏，王明明，陈佳铭，朱裕祥，易文丽，姜宛彤，翟宇强，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32