防腐涂料组合物、防腐涂料及其制备方法和应用、防腐涂层技术

本发明专利技术涉及涂料制备技术领域，具体涉及一种防腐涂料组合物、一种防腐涂料及其制备方法和应用、一种防腐涂层。该组合物含有多异氰酸酯、聚醚多元醇I、含氨基有机物、改性SiO2粒子、氟化盐；其中，所述改性SiO2粒子为硅烷偶联剂改性的SiO2粉体，且所述SiO2粉体由废MTP失活催化剂制备得到。本发明专利技术提供的防腐涂料以高耐磨的聚氨酯化合物作为低表面能修饰剂，掺杂改性SiO2粒子和氟化盐以增加防腐涂层表面的粗糙度，得到具有荷叶效应、稳定性高的防腐涂料。稳定性高的防腐涂料。稳定性高的防腐涂料。

【技术实现步骤摘要】
防腐涂料组合物、防腐涂料及其制备方法和应用、防腐涂层


[0001]本专利技术涉及涂料制备
，具体涉及一种防腐涂料组合物、一种防腐涂料及其制备方法和应用、一种防腐涂层。

技术介绍

[0002]疏水涂料由于具有优异的憎水性及优良的防腐性等优点，在自清洁、防冰、防雾、防腐等方面具有非常高的应用价值。但由于受目前技术工业化以及制备过程中需用到价格较为高昂的含氟化合物和硅烷化合物等材料，且其表面涂层耐磨性与耐老化性较差，导致结构不牢固，易被破坏而丧失疏水性等限制，减缓了疏水涂料的产业化进程。随着纳米技术的高速发展，将纳米疏水改性技术和低表面能材料相结合，在耐磨性材料表面构建一定粗糙度的微纳米结构，进一步提高涂料的耐低温性及疏水性，成为涂料技术的一个新的发展方向。
[0003]煤基甲醇制丙烯(MTP)是现代煤化工的重要组成，该工艺使用大量的固体催化剂。该类催化剂的主要组成为ZSM
‑
5分子筛，易于积碳失活使得固定周期更新成为必然，从而产生了大量的失活催化剂成为固体废弃物。随着环保要求越来越高，这些废弃催化剂的处理成为当务之急。目前MTP失活催化剂已在污水净化、选择性吸附和气相催化交换等方面得到应用；若将此种废分子筛经过适度改性处理应用于疏水涂料中，既能节约原材料的成本，还能将此种废催化剂资源化利用，对企业降本增效具有深远的意义。
[0004]CN112898886A公开了一种防腐防冰耐磨超疏水涂层的制备方法，该方法包括：步骤1，将纳米SiO2粒子浸入到氟硅烷
‑
无水乙醇的改性溶液中室温下改性，将改性后的纳米SiO2粒子干燥处理，并研磨分散；将热塑性聚氨酯弹性体橡胶溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到成膜液；步骤2，将上述成膜液刮涂于预处理的基材表面，干燥、冷却后再重复刮涂多次，在金属基材表面形成底模层；步骤3，在上述形成的底膜层上再刮涂成膜层，得到覆膜层，再在覆膜层表面上均匀涂覆上述改性纳米SiO2粒子，并将制得的复合层进行按压、干燥，得到防腐防冰耐磨超疏水涂层。该方法存在制备过程复杂、效率低和成本高，以及制得的涂层表面耐磨性能差、涂层结构不牢固引起疏水性易被破坏等问题。
[0005]因此，亟需一种新的防腐涂料及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有防腐涂层存在表面耐磨性能差、涂层结构不牢固引起疏水性易被破坏，以及制备方法存在效率低、工艺复杂和成本高等问题，提供一种防腐涂料组合物、一种防腐涂料及其制备方法和应用、一种防腐涂层，该防腐涂料制得的防腐涂层具有较好的疏水性和耐磨性；同时，该方法简化工艺流程，便于工业化生产。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种防腐涂料组合物，该组合物含有多异氰酸酯、聚醚多元醇I、含氨基有机物、改性SiO2粒子、氟化盐；
[0008]其中，所述改性SiO2粒子为硅烷偶联剂改性的SiO2粉体，且所述SiO2粉体由废MTP
失活催化剂制备得到。
[0009]优选地，基于所述改性SiO2粒子的总重量，所述硅烷偶联剂的含量为1
‑
15wt％，优选为3
‑
10wt％；所述SiO2粉体的含量为85
‑
99wt％，优选为90
‑
97wt％。
[0010]本专利技术第二方面提供一种防腐涂料，该防腐涂料由第一方面提供的组合物制备得到；
[0011]其中，所述防腐涂料含有聚氨酯化合物、改性SiO2粒子、氟化盐；其中，所述聚氨酯化合物由所述组合物中多异氰酸酯、聚醚多元醇I和含氨基有机物经反应得到。
[0012]本专利技术第三方面提供一种防腐涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0013](1)将废MTP催化剂进行处理，并将得到的SiO2粉体和硅烷偶联剂进行改性，得到改性SiO2粒子；
[0014](2)将所述改性SiO2粒子和氟化盐加入到有机溶剂中进行超声分散，得到固含量为75
‑
90wt％的浆料；
[0015](3)将多异氰酸酯和聚醚多元醇I进行第一反应，并将得到的产物I和所述浆料、可选的消泡剂、可选的分散剂I进行第一混合，得到A组分；其中，基于所述A组分的总重量，所述A组分中含有3.5
‑
4.5wt％的
‑
NCO；
[0016](4)将含氨基有机物、可选的增塑剂、可选的填料、可选的催化剂、可选的聚醚多元醇II、可选的分散剂II进行第二混合，得到
‑
NH2含量为2.5
‑
3.5wt％的B组分；
[0017](5)将所述A组分、B组分和可选的稀释剂进行第三混合，使得所述A组分中
‑
NCO和所述B组分中
‑
NH2进行第二反应生成产物II，得到防腐涂料；
[0018]其中，所述防腐涂料含有所述产物I、产物II、改性SiO2粒子和氟化盐，且所述产物I和产物II各自独立地为聚氨酯化合物。
[0019]本专利技术第四方面提供一种第二方面提供的防腐涂料，或者，第三方面提供的方法制得的防腐涂料在防腐涂层中的应用。
[0020]本专利技术第五方面提供一种防腐涂层，该防腐涂层由第二方面提供的防腐涂料，或者，第三方面提供的方法制得的防腐涂料在基材表面经过涂覆处理得到。
[0021]相比现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0022](1)本专利技术提供的防腐涂料组合物，以废MTP失活催化剂为原料，实现了固废的再生资源化利用，具有重要的环保价值，并降低了防腐涂料的成本；
[0023](2)本专利技术提供的防腐涂料以高耐磨的聚氨酯化合物作为低表面能修饰剂，掺杂改性SiO2粒子和氟化盐以增加防腐涂层表面的粗糙度，得到具有荷叶效应、稳定性高的防腐涂料，有效从腐蚀源头起到隔离腐蚀性介质的作用，进而大幅度降低了腐蚀介质对基材表面(尤其是金属表面)的腐蚀危害；
[0024](3)本专利技术提供的防腐涂料属于环保型聚氨酯类涂料，具有较好的耐蚀性，能有效防止基材的腐蚀；同时，该防腐涂料具有较低的表面自由能，通过在涂层表面构建微纳米结构，从而使得涂层具有较高的疏水性能，大大降低水滴在涂层表面的滞留和粘附；
[0025](4)本专利技术提供的方法简化工艺流程，制备过程简单，避免了传统由于层层涂覆引起的涂层疏水性易被破坏等缺陷，便于工业化生产。
附图说明
[0026]图1是实施例1得到的防腐涂层P1的SEM图；
[0027]图2(a)是无涂层基材与水滴的接触角示意图；
[0028]图2(b)是含实施例1制得的防腐涂层P1的基材与水滴的接触角示意图；
[0029]图3是无涂层基材和含防腐涂层P1的基材在pH＝1的H2SO4溶液中的电化学阻抗图谱示意图；
[0030]图4是无涂层基材和含防腐涂层P1的基材在pH＝1的H2SO4溶液中的极化曲线示意图；
[0031]图5(a)是环氧树脂涂层磨损后的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防腐涂料组合物，其特征在于，该组合物含有多异氰酸酯、聚醚多元醇I、含氨基有机物、改性SiO2粒子、氟化盐；其中，所述改性SiO2粒子为硅烷偶联剂改性的SiO2粉体，且所述SiO2粉体由废MTP失活催化剂制备得到。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物中，所述多异氰酸酯、聚醚多元醇I、含氨基有机物的摩尔比为1：0.25
‑
0.45：0.1
‑
0.2，优选为1：0.28
‑
0.38：0.14
‑
0.18；其中，所述多异氰酸酯以
‑
NCO摩尔计，所述聚醚多元醇I以
‑
OH摩尔计，所述含氨基聚合物以
‑
NH2摩尔计；优选地，所述多异氰酸酯、改性SiO2粒子和氟化盐的重量比为250：8.33
‑
11.66：16.66
‑
23.33，优选为250：7.27
‑
9.27：14.53
‑
18.53。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述改性SiO2粒子的平均粒径D50≤35nm，优选为25
‑
35nm；优选地，基于所述改性SiO2粒子的总重量，所述硅烷偶联剂的含量为1
‑
15wt％，优选为3
‑
10wt％；所述SiO2粉体的含量为85
‑
99wt％，优选为90
‑
97wt％；优选地，所述硅烷偶联剂选自三甲氧基硅烷和/或三乙氧基硅烷，优选选自KH550、KH560、KH570和KH580中的至少一种；优选地，所述SiO2粉体由以下方法制得：将所述废MTP失活催化剂依次进行焙烧、酸洗、干燥、超细化处理得到；优选地，基于所述废MTP失活催化剂的总重量，所述废MTP失活催化剂中SiO2含量≥78wt％，优选为80
‑
99wt％；Al2O3含量≤20wt％，优选为0.5
‑
20wt％；杂质含量≤2wt％，优选为0.5
‑
1wt％。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的组合物，其中，所述多异氰酸酯选自TDI、MDI、IPDI和PAPI中的至少一种，优选选自TDI和/或MDI；优选地，所述聚醚多元醇I的重均分子量为1000
‑
7000g/mol，优选选自聚醚二元醇和/或聚醚三元醇，更优选为聚醚二元醇和聚醚三元醇，且所述聚醚二元醇和聚醚三元醇的摩尔比为1：1
‑
2；优选地，所述含氨基有机物为芳香族二胺化合物，优选选自MOCA、DDM、M
‑
CDEA和DETDA中的至少一种；优选地，所述氟化盐的平均粒径D50为0.1
‑
5μm，优选为0.5
‑
2μm；优选地，所述氟化盐选自氟化镁、氟化钙和氟化铝中的至少一种；优选地，该组合物还含有聚醚多元醇II、消泡剂、填料、增塑剂、分散剂I、分散剂II、催化剂、稀释剂。5.一种防腐涂料，其特征在于，该防腐涂料由权利要求1
‑
4中任意一项所述的组合物制备得到；其中，所述防腐涂料含有聚氨酯化合物、改性SiO2粒子、氟化盐；其中，所述聚氨酯化合物由所述组合物中多异氰酸酯、聚醚多元醇I和含氨基有机物经反应得到。6.一种防腐涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将废MTP催化剂进行处理，并将得到的SiO2粉体和硅烷偶联剂进行改性，得到改性SiO2粒子；
(2)将所述改性SiO2粒子和氟化盐加入到有机溶剂中进行超声分散，得到固含量为75
‑
90wt％的浆料；(3)将多异氰酸酯和聚醚多元醇I进行第一反应，并将得到的产物I和所述浆料、可选的消泡剂、可选的分散剂I进行第一混合，得到A组分；其中，基于所述A组分的总重量，所述A组分中含有3.5
‑
4.5wt％的
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NCO；(4)将含氨基有机物、可选的增塑剂、可选的填料、可选的催化剂、可选的聚醚多元醇II、可选的分散剂II进行第二混合，得到
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NH2含量为2.5
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3.5wt％的B组分；(5)将所述A组分、B组分和可选的稀释剂进行第三混合，使得所述A组分中
‑
NCO和所述B组分中
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NH2进行第二反应生成产物II，得到防腐涂料；其中，所述防腐涂料含有所述产物I、产物II、改性SiO2粒子和氟化盐，且所述产...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏慧，颜蜀雋，金政伟，胡军，井云环，温润娟，曹晓飞，王伏，赵娜娜，雷杰，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：