热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料及其制备方法和应用，按质量百分比，该涂层材料包括以下成分：固体环氧树脂组合物45％～55％、固体固化剂组合物10％～12％、填料30％～42％、颜料0.1％～0.4％和其他助剂；基于所述固体环氧树脂组合物的质量，所述固体环氧树脂组合物按质量百分比包括：改性固体环氧树脂50％～100％、邻甲酚醛环氧树脂0％～50％、双酚S环氧树脂0％～50％和双酚A型酚醛环氧树脂0％～50％。该涂层材料是一种熔结环氧粉末涂层材料，能在低于110℃的温度条件下长期运行，涂层弯曲性能好，具有良好的耐温性能和优异的耐腐蚀性能以及杰出的抗磨性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及热水器内胆防腐
，具体涉及一种热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]热水器的安全性是用户选择热水器优先考虑的因素。热水器的标准配置首先就是一个结实耐用、不易漏水的内胆。内胆除应具有保温、耐压性能外，还必须有防锈、防腐蚀、不透水等性能。内胆一旦被腐蚀击穿就会漏水，使安全系数大为降低，热水器也就报废了。
[0003]热水器内胆多采用较厚的碳钢板制作，并在内表面搪瓷，以保证内胆的抗腐蚀能力，达到设计使用寿命。但搪瓷内胆不可避免地存在一些搪瓷缺陷，随着使用时间的延长，因搪瓷涂层孔隙或缝隙腐蚀而造成内胆渗漏。还有以下原因导致搪瓷防腐保护失效：其一，搪瓷涂层对80℃以上的温度具有所谓的“沸蚀现象”，即，在此温度之上，搪瓷涂层具有加速溶蚀，出现针孔状腐蚀现象，导致局部搪瓷防腐保护失效；其二，由于搪瓷涂层是脆性涂层，对碰撞现象敏感，受碰撞时极易产生裂纹，同样易导致搪瓷涂层保护失效；再者，冷热水的交变，特别是用户不可控的停断水导致热水器内胆的“涨缩”，使得防护涂层“炸瓷”同样易导致搪瓷涂层保护失效。
[0004]热水器内胆也可采用不锈钢材料制作，虽然不锈钢材料制作的内胆抗腐蚀性能较好，但由于不锈钢材料价格较贵，导致内胆成本较高；而且不锈钢也并不是没有锈蚀发生，在大多数含有氯离子或氯化物的腐蚀介质中，凡是表面具有氧化或钝化膜的金属或合金材料，如铝合金、不锈钢、耐热钢、钛合金等，都有发生点蚀的可能。在阳极极化条件下，介质中只要含有氯离子，金属就很容易发生点蚀。尤其是当钝化膜表面存在机械裂缝、擦伤、夹杂物或合金相、晶间沉淀、位错露头和空穴等缺陷造成膜的厚薄不均匀时，就更容易诱发内胆的局部被破坏。此外，奥氏体不锈钢还会发生贫铬理论晶间腐蚀，以及焊缝腐蚀区的焊缝腐蚀。
[0005]有一些小型企业会采用热镀锌内胆，即内胆成型后热镀锌，锌合金表面再覆防锈树脂，但这种内胆一般使用普通碳素钢，壁厚较薄，耐压能力不强，不建议采用。
[0006]近年来一些研究提出涂层防腐型内胆，如专利CN202020777265.3《一种防腐内胆及其具有该防腐内胆的热水器保温水箱》提出在本体内壁上涂覆氟树脂防腐涂层。尽管聚四氟乙烯具有耐热、耐寒性优良，且摩擦系数低的优点，但是聚四氟乙烯属于世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中的3类致癌物，长期接触，势必危害人体健康。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料，针对高温输送介质设计的高温抗磨内涂层而设计，能在低于110℃温度条件下长期运行，涂层弯曲性能好，具有良好的耐温性能和优异的耐腐蚀性能以及杰出的抗磨性能，主要用于高温输送不同水质的内涂层防腐标准要求，绿色环保。
[0008]一种热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料，按质量百分比，包括以下成分：固体环氧树脂组合物45％～55％(例如，46％、48％、50％、52％、54％)、固体固化剂组合物10％～12％(例如，10.5％、11％、11.5％)、填料30％～42％、颜料0.1％～0.4％(例如，0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％)和其他助剂。
[0009]上述陶瓷聚合物涂层材料，作为一种优选实施方式，基于所述固体环氧树脂组合物的质量，所述固体环氧树脂组合物按质量百分比包括：改性固体环氧树脂50％～100％(例如，55％、60％、70％、80％、90％、95％)、邻甲酚醛环氧树脂0％～50％(例如，5％、10％、20％、30％、40％、45％)、双酚S环氧树脂0％～50％(例如，5％、10％、20％、30％、40％、45％)和双酚A型酚醛环氧树脂0％～50％(例如，5％、10％、20％、30％、40％、45％)。
[0010]上述陶瓷聚合物涂层材料，作为一种优选实施方式，所述改性固体环氧树脂通过100重量份环氧树脂，50～120重量份改性剂，0.05～5重量份催化剂，25～100重量份固化剂制备而成。
[0011]本专利技术中，所述改性固体环氧树脂是采用专利CN 201510181624.2(“一种高玻璃化温度高韧性改性固体环氧树脂及其制备方法”)中的高玻璃化温度高韧性改性固体环氧树脂，所述高玻璃化温度高韧性改性固体环氧树脂制备成的涂层的玻璃化温度为128～178℃；阴极剥离半径为≤10mm(1.5V，95
±
3℃，28d))；
‑
30℃、3
°
弯曲测试后无裂纹；软化点为96～115℃；环氧值为0.19～0.275mol/100g；官能度为2.6。
[0012]本专利技术中，所述邻甲酚醛环氧树脂的软化点为90℃～105℃，为耐温环氧树脂。邻甲酚醛环氧树脂是一种线型酚醛耐热性多官能团的环氧树脂，每一个苯环上连接有一个环氧基团，树脂固化时能够提供2.5倍的交联点，极易形成高交联密度的三维结构，加之固化物富含酚醛骨架，表现出优异的热稳定性、机械强度、电气绝缘性能、耐水性、耐化学药品性的较高的玻璃化温度(Tg)，但该树脂固化后性脆。
[0013]多官能度的双酚A酚醛环氧树脂兼有酚醛和环氧的性能，由于酚醛环氧树脂结构中含有2个以上的环氧基团，而且引入了更多具有良好热稳定性的芳环，使固化后交联密度高，产品的玻璃化转变温度(Tg)高，同时，环氧官能度高，能够提供的交联点多，易形成高度交联的三维结构，其固化物表现出优异的机械强度、电绝缘性能、耐水性、耐化学药品性，较高的玻璃化转变温度和热稳定性。优选地，本专利技术中，双酚A型酚醛环氧树脂的软化点为98
‑
110℃，环氧值为0.08
‑
0.12mol/100g，挥发份≤0.5％。
[0014]本专利技术中，所述双酚S环氧树脂的软化点为90℃～115℃。双酚S环氧树脂由于引入了
‑
SO2‑
极性基团，所以比较传统的双酚A环氧树脂有更好的挠曲、抗压强度和热稳定性。双酚S环氧树脂耐热性高，热变形温度比双酚A型环氧树脂提高60℃～70℃。即使加入1份(1％)BPSER也会将T
g
提高10℃。强极性的砜基取代了双酚A型环氧树脂的异丙基，提高了树脂的耐热性和热稳定性，砜基还提高了粘结力，增加了环氧基的开环活性；热稳定性好，260℃/200h失重小于5％，200℃/2000h失重小于2％。
[0015]双酚S环氧树脂加入固化剂后，凝胶和固化速度较快。固化物尺寸稳定，耐溶剂性好。具有优异的耐热性、粘接性、冲击强度高和固化速度快等特点。
[0016]改性固体环氧树脂赋予涂层高的柔韧性，耐阴极剥离性能及耐高温性能，邻甲酚醛环氧树脂和双酚A酚醛环氧树脂赋予涂层更加良好的机械强度，耐高温性能及热稳定性，
[0017]上述陶瓷聚合物涂层材料，作为一种优选实施方式，基于所述固体固化剂组合物
的质量，所述固体固化剂组合物按质量百分比包括：Amanda9808M2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料，按质量百分比，包括以下成分：固体环氧树脂组合物45％～55％、固体固化剂组合物10％～12％、填料30％～42％、颜料0.1％～0.4％和其他助剂。2.根据权利要求1所述的热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料，其特征在于，基于所述固体环氧树脂组合物的质量，所述固体环氧树脂组合物按质量百分比包括：改性固体环氧树脂50％～100％、邻甲酚醛环氧树脂0％～50％、双酚S环氧树脂0％～50％和双酚A型酚醛环氧树脂0％～50％；和/或，所述改性固体环氧树脂软化点为96～115℃；环氧值为0.19～0.275mol/100g；官能度为2.6；和/或，所述邻甲酚醛环氧树脂的软化点为90℃～105℃；和/或，所述双酚S环氧树脂的软化点为90℃～115℃；和/或，所述双酚A型酚醛环氧树脂的软化点为98
‑
110℃，环氧值为0.08
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0.12mol/100g，挥发份≤0.5％。3.根据权利要求2所述的热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料，其特征在于，所述改性固体环氧树脂通过100重量份环氧树脂，50～120重量份改性剂，0.05～5重量份催化剂，25～100重量份固化剂制备而成。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料，其特征在于，基于所述固体固化剂组合物的质量，所述固体固化剂组合物按质量百分比包括：Amanda9808M2改性羟基封端酚类固化剂50％～100％、Amanda9887M改性酚类三官能团固化剂0％～50％及Amanda879X改性酚类三官能团固化剂0％～50％。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料，其特征在于，基于热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料的质量，按质量百分比计，所述填料包括超细沉淀硫酸钡3％～5％、云母粉10％～15％、陶瓷纤维粉16％～20％和纳米陶瓷粉1％～2％；和/或，所述其他助剂由促进剂、流平剂、疏松流动分散剂和脱气剂组成。6.根据权利要求5所述的热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料，其特征在于，所述云母粉的纤维长径比(10～12):1；和/或，所述陶瓷纤维粉的纤维长径比为(10～12):1，并经过硅烷偶联剂HK560预处理；和/或，基于热水器内胆用陶瓷聚合物涂层材料的质量，按质量百分比计，所述其他助剂包括促进剂0.1％～1％、流平剂1％～2％、疏松流动分散剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴希革，
申请(专利权)人：大庆庆鲁朗润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：