一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料及其制备方法和应用技术

一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料及其制备方法和应用，它属于示温防腐涂料技术领域，具体涉及到一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料及其制备方法和应用。本发明专利技术的目的是要解决现有的防腐涂料无法实现低温变色示警，而现有可逆热致变色材料不具有防腐功能和抗压性能差的问题。一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料由改性的Na

【技术实现步骤摘要】
一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于示温防腐涂料
，具体涉及到一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]我国工业生产过程中使用大量的金属材料，这些金属容易发生腐蚀，造成巨大的经济损失。在金属表面涂覆防腐涂料是防止金属腐蚀的有效方法，能够有效阻止腐蚀介质对金属材料基体的侵害。但是，功能单一的防腐涂料还不能满足工业生产的需求，例如，我国目前大部分化工厂的热交换器、反应釜和各类加热装置均需要对温度分布进行监测，传统的温度测量装置往往只能对某点的温度进行布控，监测范围较小、劳动强度大、灵敏度低，尤其高空装置的温度监测存在人身安全隐患问题。因此，开发一种既能防腐又能进行温度示警的涂料，有利于达到消除安全隐患和提高监测效率的目的。
[0003]目前，可逆热致变色材料的制备方法主要有：(1)通过调节pH值变色。由酸碱指示剂、羧酸类及胺类熔化性化合物组成，随着温度的变化，这种物质发生熔化或者凝固，导致涂料酸碱度改变，引起指示剂变色，变色温度T>600℃或T<
‑
100℃。(2)通过得失结晶水变色。例如，CuCl2·
2H2O和CoCl2·
6H2O在高温下失去结晶水，低温下吸收空气中的水分得到结晶水，它的颜色发生变化。这种材料的制备成本低、方法简单，但是对空气湿度要求较高，成膜、附着效果差。(3)通过胆甾型液晶变色。美国和日本制备了胆甾型液晶可逆热致变色材料，显色灵敏度高，但是保留时间短。此外，液晶是一种化学敏感物质，它与强酸、碱性化合物接触时，变色效果减弱。(4)通过电子转移变色。该类有机可逆热致变色材料由电子给予体、电子接受体及溶剂组成。电子给予体通常由荧烷类、三苯甲烷类化合物组成，提供热变色色基；电子接受体通常由酚类、羧酸类化合物组成，引起热致变色；溶剂主要有脂肪醇、羧酸酯、酮、醚等，用来调节变色温度。当温度发生变化时，电子给予体和电子接受体间发生电子转移，导致电子给予体的分子结构发生变化，产生可逆热致变色现象。这种方法的应用范围广、适用性强，但是成本高，制备过程繁琐。以上这些可逆热致变色材料并不具备防腐功能，且抗压性能差。
[0004]因此，现有的防腐涂料无法实现低温(室温至低于100℃范围)变色示警，而现有可逆热致变色材料不具有防腐功能的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是要解决现有的防腐涂料无法实现低温(室温至低于100℃范围)变色示警，而现有可逆热致变色材料不具有防腐功能和抗压性能差的问题，而提供一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料及其制备方法和应用。
[0006]一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料，它由改性的Na
‑
Mt纳米材料、石英粉和低温可逆热致变色介质混合而成；所述低温可逆热致变色抗压防腐涂料中改性的Na
‑
Mt纳米材料的质量分数为2％～5％，石英粉的质量分数为1.7％～2.1％，余量为低温可逆热致变色
介质；所述改性的Na
‑
Mt纳米材料以钠蒙脱石为原料，利用三价可溶性铁盐进行改性制成；所述低温可逆热致变色介质以乙二胺四乙酸二钠作为骨架，嵌入氯化铜制成。
[0007]一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
[0008]一、物料称取：按照低温可逆热致变色抗压防腐涂料中改性的Na
‑
Mt纳米材料的质量分数为2％～5％，石英粉的质量分数为1.7％～2.1％，余量为低温可逆热致变色介质准备物料；
[0009]二、制备分散液：将改性的Na
‑
Mt纳米材料加入去离子水中，先机械搅拌20min～30min，再超声振荡15min～60min，然后利用盐酸溶液将pH值调至3～4，得到改性的Na
‑
Mt纳米材料分散液；所述改性的Na
‑
Mt纳米材料分散液中改性的Na
‑
Mt纳米材料的浓度为1.0g/L～1.2g/L；
[0010]三、初混：向改性的Na
‑
Mt纳米材料分散液中加入石英粉，在搅拌速度为30r/min～45r/min下混匀，得到初混物；
[0011]四、终混：将低温可逆热致变色介质溶解去离子水中，得到低温可逆热致变色介质溶液，所述低温可逆热致变色介质溶液中低温可逆热致变色介质的浓度为0.15g/mL～0.5g/mL，再向低温可逆热致变色介质溶液中加入初混物，水浴搅拌30min～90min，水浴温度为40℃，搅拌速度为30r/min～45r/min，得到混合物，将混合物放入真空干燥箱烘干，得到低温可逆热致变色抗压防腐涂料；所述低温可逆热致变色抗压防腐涂料中改性的Na
‑
Mt纳米材料的质量分数为2％～5％，石英粉的质量分数为1.7％～2.1％，余量为低温可逆热致变色介质；所述改性的Na
‑
Mt纳米材料以钠蒙脱石为原料，利用三价可溶性铁盐进行改性制成；所述低温可逆热致变色介质以乙二胺四乙酸二钠作为骨架，嵌入氯化铜制成。
[0012]一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料的应用，它作为加热装置或者管道表面防腐警示涂料使用，所述低温可逆热致变色抗压防腐涂料的警示温度为50℃～60℃。
[0013]本专利技术的优点：
[0014]一、本专利技术低温可逆热致变色抗压防腐涂料由改性的Na
‑
Mt纳米材料、石英粉和低温可逆热致变色介质混合而成，其中低温可逆热致变色介质以乙二胺四乙酸二钠作为骨架，嵌入氯化铜制成，乙二胺四乙酸二钠([(CH2NH2)2(C2H4O2)4]Na2)的环状结构长，螯合作用效果好，合成的物质结构稳定；改性的Na
‑
Mt纳米材料以钠蒙脱石为原料，利用三价可溶性铁盐进行改性制成，低温可逆热致变色介质与改性的Na
‑
Mt纳米材料相互堆叠，有效提高了有机涂层的阻隔性能，使其整体隔热、储热效果好。
[0015]二、本专利技术低温可逆热致变色抗压防腐涂料中，可逆热致变色介质属于层状类钙钛矿结构，具有固
‑
固相变性能，其中的氯化铜与水分子的配位数会在温度改变的情况下，发生颜色的变化，该材料在温度50℃～60℃下能够由墨绿色变为深黄色，当温度下降至50℃以下(室温)后恢复为绿色，且重复温度变化15次，复色性能良好。
[0016]三、本专利技术采用的液相合成法操作简便、成本低，参与反应的物质毒性低，对环境友好。
[0017]四、本专利技术低温可逆热致变色抗压防腐涂料与传统防腐涂料相比，不仅提供了防腐效果，还可以通过颜色变化及时反映温度信息，方便对设备的定位检修。此外，制备的涂料化学成分稳定，无挥发性有机物产生，大大减少对施工人员和自然环境的危害。
[0018]五、本专利技术低温可逆热致变色抗压防腐涂料中添加石英粉，有效避免涂料发生断
裂，提高低温可逆热致变色抗压防腐涂料的使用寿命。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料，其特征在于所述低温可逆热致变色抗压防腐涂料由改性的Na
‑
Mt纳米材料、石英粉和低温可逆热致变色介质混合而成；所述低温可逆热致变色抗压防腐涂料中改性的Na
‑
Mt纳米材料的质量分数为2％～5％，石英粉的质量分数为1.7％～2.1％，余量为低温可逆热致变色介质；所述改性的Na
‑
Mt纳米材料以钠蒙脱石为原料，利用三价可溶性铁盐进行改性制成；所述低温可逆热致变色介质以乙二胺四乙酸二钠作为骨架，嵌入氯化铜制成。2.根据权利要求1所述的一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料，其特征在于所述改性的Na
‑
Mt纳米材料以钠蒙脱石为原料，利用三价可溶性铁盐进行改性制成，具体操作过程如下：(1)、配制FeCl3溶液：将FeCl3·
6H2O溶于去离子水，置于磁吸式水浴搅拌器中，并在温度为15℃下搅拌10min～20min，得到FeCl3溶液，所述FeCl3溶液中FeCl3浓度为0.6mmol/L～0.65mmol/L；(2)、向FeCl3溶液中加入钠蒙脱石，在温度为20℃下搅拌15h～20h，得到悬浮液；所述悬浮液中钠蒙脱石的浓度为1.8g/L～2.2g/L；(3)、利用滤纸对悬浮液进行过滤，并用去离子水洗涤，洗涤至滤液加入浓度为0.1mol/L的硝酸银溶液无白色沉淀产生为止，收集滤渣，置于烘箱中，在温度为80℃下干燥10h～12h，再采用球磨机研磨，研磨后利用800～1340目筛子筛选，得到改性的Na
‑
Mt纳米材料。3.根据权利要求1所述的一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料，其特征在于所述低温可逆热致变色介质以乙二胺四乙酸二钠作为骨架，嵌入氯化铜制成具体操作过程如下：
①
、将乙二胺四乙酸二钠加入去离子水中，搅拌至乙二胺四乙酸二钠完全溶解，得到EDTA
‑
2Na溶液；所述EDTA
‑
2Na溶液中乙二胺四乙酸二钠的浓度3g/50mL～3.5g/50mL；
②
、先采用浓盐酸对氯化铜进行酸化5min～15min，得到酸化后氯化铜，然后将酸化后氯化铜加入EDTA
‑
2Na溶液中，在水浴温度为50℃下搅拌反应10min～40min，得到混合溶液；所述混合溶液中乙二胺四乙酸二钠与酸化后氯化铜中Cu
2+
的摩尔比1:(1～3)；
③
、将混合溶液放入真空干燥箱中，在温度为100～150℃下烘干，得到固体产物，将固体产物研磨成晶体状粉末，再至少醇洗3次，得到低温可逆热致变色介质。4.根据权利要求3所述的一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料，其特征在于步骤
②
中所述氯化铜的质量与浓盐酸的体积比为(2.4～7.2)g:(1～10)mL。5.根据权利要求1所述的一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料，其特征在于所述石英粉的粒径为600～1000目。6.一种低温可逆热致变色抗压防腐涂料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：一、物料称取：按照低温可逆热致变色抗压防腐涂料中改性的Na
‑
Mt纳米材料的质量分数为2％～5％，石英粉的质量分数为1.7％～2.1％，余量为低温可逆热致变色介质准备物料；二、制备分散液：将改性的Na
‑
Mt纳米材料加入去离子水中，先机械搅拌20min～30min，再超声振荡15min～60min，然后利用盐酸溶液将pH值调至3～4，得到改性的Na
‑
Mt纳米材料分散液；所述改性的Na
‑
Mt纳米材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰河，王森，王铁铮，杨世东，杨烁，贾艳萍，朱遂一，张健，郭静波，关潇卓，李正，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司吉林供电公司，
类型：发明
国别省市：