專利名稱：一種抗靜電隔熱防腐涂料的制作方法
專利說(shuō)明一種抗靜電隔熱防腐涂料 所屬發(fā)明領(lǐng)域 本發(fā)明涉及到金屬表面涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是涉及到一種抗靜電隔熱防腐涂料。

背景技術(shù)：
當(dāng)前，對(duì)于金屬表面的防腐，大多是用各類性質(zhì)的防腐涂料或油漆對(duì)其內(nèi)外壁進(jìn)行噴涂或刷涂形成內(nèi)外防腐層?，F(xiàn)在常用的防腐涂料中，高分子環(huán)氧樹(shù)脂類防腐涂料使用很普遍，也稱為陶瓷環(huán)氧涂料。陶瓷環(huán)氧涂料一般都是由高分子環(huán)氧樹(shù)脂、增韌劑、流平劑、石英粉及固化劑按一定比例混合而成，雖然這種傳統(tǒng)的陶瓷環(huán)氧涂料應(yīng)用很廣泛，但也存在著如下的缺點(diǎn)石英粉不能均勻到分配到涂料涂層中去，降低了涂層的粘結(jié)力，涂層易脫落，影響了涂層的防腐質(zhì)量；而陶瓷環(huán)氧涂料的成本很高，使得其推廣應(yīng)用受到了很大的限制。特別是環(huán)氧類涂料抗靜電能力很差，眾所周知，油罐內(nèi)壁表面產(chǎn)生的靜電會(huì)引起油品的燃燒和爆炸、油罐內(nèi)壁的腐蝕會(huì)危及油品貯存的質(zhì)量與安全。作為油罐表面涂層，應(yīng)首先具備抗靜電性能，同時(shí)尚應(yīng)具有的防腐蝕性、耐化學(xué)介質(zhì)性、耐油耐水性、密著性與機(jī)械物理性。而我國(guó)國(guó)內(nèi)早在90年代初期就興起了抗靜電涂料開(kāi)發(fā)的熱潮，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出了一系列的抗靜電涂料并投入了使用，但這些抗靜電涂料中基本上都是溶劑型涂料，涂料中含有一定的有機(jī)溶劑，涂裝過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成了一定程度的污染，更重要的是抗靜電、隔熱、防腐技術(shù)上還不成熟，存在的問(wèn)題是抗靜電的不防腐，涂料防腐性能較差，容易導(dǎo)致儲(chǔ)油罐腐蝕穿孔；防腐的不抗靜電，涂料不具備相應(yīng)的抗靜電性能或抗靜電性能不持久，也就是使用一定時(shí)間后抗靜電性能變差或失去抗靜電性能；溶劑型涂料在其成膜過(guò)程中會(huì)伴隨著溶劑的揮發(fā)，溶劑型涂料尤其是室溫固化的溶劑型涂料在其成膜中總是殘留一定量的溶劑，并且殘留溶劑的揮發(fā)速度極其緩慢，甚至幾年后還能測(cè)出溶劑的殘留，研究表明，殘留溶劑對(duì)漆膜的附著力、耐腐蝕以及耐潮濕性等都有不利的影響，并且直接導(dǎo)致抗靜電性失效。對(duì)于室溫固化而于高溫條件下使用的漆膜，殘留溶劑的存在危害更大，受溫度升高的影響，漆膜中的殘留溶劑將快速向外擴(kuò)散，嚴(yán)重的情況將導(dǎo)致漆膜的破壞，從而導(dǎo)致漆膜的整體防護(hù)失效。盡快研制出一種新型的具有優(yōu)良的抗靜電性和防腐性并且隔熱性能強(qiáng)的金屬表面防護(hù)涂料是本領(lǐng)域當(dāng)前的任務(wù)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種附著力強(qiáng)、抗靜電性能強(qiáng)，且防腐性及隔熱性能優(yōu)良的抗靜電隔熱防腐涂料，并提供其制備方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用一下技術(shù)方案一種抗靜電隔熱防腐涂料采用脂肪族HDI三聚體、聚天門冬氨酸酯以-NCO/-NH＝1.1配漆為主要成膜物質(zhì)，在功能顏填料及助劑的配合下，配制成雙組份抗靜電隔熱防腐涂料，在配方中各組份成分構(gòu)成如下，其中甲組份為 聚天門冬氨酸酯NH152026-30 聚天門冬氨酸酯NH142013-16 金紅石型鈦白粉R-706 20-25 硅鋁基陶瓷空心微珠 5-10 納米摻銻二氧化錫(ATO) 3-5 摻雜聚苯胺 4-6 流平劑Brk-320 0.2-0.6 消泡劑Brk-A530 0.2-0.6 分散劑Brk-163 0.4-0.8 防流掛劑B2O 0.2-0.8 酞酸酯偶聯(lián)劑0.8-1.2 混合溶劑20-30； 乙組份為脂肪族HDI三聚體N3390 33-34； 甲乙組份質(zhì)量混合比為甲組份∶乙組份＝100∶33-34，使NCO指數(shù)等于1.1。
上述各組份成分含量的按質(zhì)量份計(jì)。
上述所述甲組份中聚天門冬氨酸酯NH1520與NH1420的優(yōu)選質(zhì)量比為2∶1-2.5∶1。
上述所述甲組份中金紅石型鈦白粉顏料與硅鋁基陶瓷空心微珠填料二者的優(yōu)選質(zhì)量比為2∶1-3∶1。
上述所述甲組份中納米摻銻二氧化錫與摻雜聚苯胺二者的優(yōu)選質(zhì)量比為3∶3-4∶2。
上述抗靜電隔熱防腐涂料的制備工藝步驟如下 a.納米摻銻二氧化錫ATO預(yù)處理；稱取一定量已烘干的ATO粉體，加入1.5％硅烷偶聯(lián)劑和一定量95％乙醇中，經(jīng)超聲波分散40min后，移入帶回流裝置的三口瓶中攪拌4h，于80℃下真空干燥；在聚天門冬氨酸酯中加入預(yù)處理后的納米ATO和分散劑，高速分散6h，制得納米ATO漿料； b.聚苯胺分散漿在聚天門冬氨酸酯中加入高分子分散劑1％，再加入5％的聚苯胺粉末，高速分散2h成漿料； c.按配方稱量，投入聚天門冬氨酸酯、助劑、鈦白粉、ATO漿、摻雜聚苯胺漿、溶劑等，高速分散、研磨至細(xì)度≤30μm，再加入空心微珠、防流掛劑、攪拌分散均勻，制得甲組份； d.外購(gòu)脂肪族HDI三聚體N3390為乙組份； e.甲乙組份按甲組份∶乙組份＝100∶33-34混合制成抗靜電隔熱防腐涂料。
本發(fā)明選用脂肪族HDI三聚體、聚天門冬氨酸酯以-NCO/-NH＝1.1配漆為主要成膜物質(zhì)，在功能顏填料及助劑的配合下，制備出抗靜電隔熱防腐涂料。涂料由甲組份聚天門冬氨酸酯和乙組分HDI三聚體組成，它是通過(guò)異氰酸酯基(-NCO)與聚天門冬氨酸酯上的胺基(-NH)反應(yīng)，當(dāng)NCO指數(shù)為1.1時(shí)，由于聚天門冬氨酸酯中的-NH的活潑氫恰好和異氰酸酯反應(yīng)，涂膜能形成內(nèi)應(yīng)力均勻的嵌段結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分子鏈之間具有大量氫鍵效應(yīng)，并且由于聚天門冬氨酸酯的相對(duì)分子量較小，且相對(duì)分子分布窄、官能度分布均勻，以乙組分為固化劑、NCO指數(shù)為1.1時(shí)，保證了涂膜有足夠的交聯(lián)密度，形成的涂膜致密、柔韌、強(qiáng)度高、硬度大、附著力優(yōu)異、抗沖擊性好。選擇的金紅石鈦白粉為白色顏料，其折光指數(shù)為2.8、反射系數(shù)≥80％，具有遮蓋力強(qiáng)、耐候保色性好、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。為了增加涂料的固含量、提高涂膜的綜合性能，選用硅鋁基陶瓷空心微珠作填料。硅鋁基陶瓷空心微珠，是以硅鋁為主要成分，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)高溫熔融、強(qiáng)氣流氣化噴霧形成的輕質(zhì)空心微珠，其內(nèi)部呈微小的多孔性空心結(jié)構(gòu)，表面由纖維空心網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成堅(jiān)硬的外殼，是一種標(biāo)準(zhǔn)物理球形氧化硅鋁陶瓷粉末材料。其特征是抗壓強(qiáng)度大(5000-7000kg/cm2)、硬度高(莫氏5-7)、光散射率強(qiáng)(80-88％)、耐磨、不燃、隔熱、防腐等。以其為填料制備的涂料，其涂膜在柔韌性、附著力、抗沖擊性、耐磨性等方面，具有明顯的增效作用。這是因?yàn)槌?xì)陶瓷空心微珠粒徑小、表面積大、表面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)易吸收樹(shù)脂的物理交聯(lián)點(diǎn)和大分子鏈，使涂膜更致密，對(duì)荷載的分布更均勻，能夠有效的分散內(nèi)部和外部應(yīng)力，減弱局部受到的沖擊和摩擦力，減少磨損值和涂膜裂紋。為提高涂膜對(duì)太陽(yáng)熱的輻射能力，本發(fā)明選用納米ATO紅外輻射材料為功能填料。納米ATO具有特異的光電性能，它既是一種對(duì)太陽(yáng)光譜有理想選擇性的紅外吸收隔熱材料，也是一種抗靜電用導(dǎo)電材料。納米ATO在可見(jiàn)光區(qū)(波長(zhǎng)400-720nm)透過(guò)率很高，對(duì)紅外光區(qū)(波長(zhǎng)720-2500nm)卻有很好的屏蔽作用，這種屏蔽性是基于對(duì)紅外光的吸收，在紫外光區(qū)(波長(zhǎng)200-400nm)以本征吸收為主反射為輔，在紅外光區(qū)以自由載子吸收為主反射為輔，從而產(chǎn)生良好的隔熱效果。納米粒子所具有的界面效應(yīng)，使粒子與樹(shù)脂之間形成更多的接觸面積，產(chǎn)生更多的微裂紋和彈性變形，將更多的沖擊能轉(zhuǎn)化為熱能吸收，從而提高沖擊強(qiáng)度，達(dá)到增加硬度、提高韌性的目的。納米ATO又是一種半導(dǎo)體材料，其中半導(dǎo)體有兩種載流子即電子和空穴。由于SnO2在高溫下煅燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氧空缺，并且Sb5+會(huì)取代SnO2晶體中的Sn4+的位置，產(chǎn)生一個(gè)弱束縛電子(載流子的重要來(lái)源)，Sb5+的摻雜形成淺施主能級(jí)，增加了其自由載流子濃度，因此納米ATO具有優(yōu)異的導(dǎo)電性。本發(fā)明采用摻雜聚苯胺和納米ATO組成復(fù)合導(dǎo)電填料，具有如輕質(zhì)、化學(xué)穩(wěn)定性高、環(huán)境穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)的多樣性和獨(dú)特的摻雜機(jī)理、導(dǎo)電率高以及可逆氧化還原特性等特點(diǎn)，能夠滿足導(dǎo)電涂料的標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)聚苯胺又是一種優(yōu)良的防腐材料，對(duì)金屬基材有優(yōu)異的防腐保護(hù)作用。其防腐機(jī)理是聚苯胺與金屬界面形成一層致密的金屬氧化膜，使金屬的電極電位鈍化；聚苯胺與金屬界面產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，該電場(chǎng)的方向與電子傳遞方向相反，阻礙電子從金屬向氧化物的傳遞，相當(dāng)于一個(gè)電子傳遞的屏障；聚苯胺又是鐵基金屬的有效緩蝕劑，可明顯降低腐蝕效率。而涂膜表面電阻率即滿足了導(dǎo)電涂料的標(biāo)準(zhǔn)要求，也兼顧了涂膜隔熱性、防腐性的要求。
本發(fā)明配方固含量高、硬度和凝膠時(shí)間可調(diào)、可厚涂、耐磨性優(yōu)、耐黃變、對(duì)溫濕度不敏感等特點(diǎn)，具有附著力強(qiáng)、抗靜電性能強(qiáng)，且防腐性及隔熱性能優(yōu)良，且不需專門噴涂設(shè)備施工?？蓮V泛應(yīng)用于戶外鋼鐵結(jié)構(gòu)的防腐保護(hù)、需要抗靜電隔熱防腐的石化設(shè)施涂裝、電力機(jī)車的工業(yè)涂裝、風(fēng)電塔筒及風(fēng)頁(yè)的保護(hù)、混凝土表面裝飾防護(hù)、隧道翻修等領(lǐng)域。
本發(fā)明經(jīng)檢測(cè)，主要性能如下 涂料性能檢測(cè)結(jié)果
檢測(cè)表明，本發(fā)明制備的抗靜電隔熱防腐涂料，其附著力、抗靜電性、防腐性及隔熱性及各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)值都達(dá)到或優(yōu)于涂料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了發(fā)明目的。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合實(shí)施例詳述本發(fā)明，所涉及的成分含量均按質(zhì)量份計(jì)。
實(shí)施例 一種抗靜電隔熱防腐涂料采用脂肪族HDI三聚體、聚天門冬氨酸酯以-NCO/-NH＝1.1配漆為主要成膜物質(zhì)，在功能顏填料及助劑的配合下，配制成雙組份抗靜電隔熱防腐涂料，在配方中各組份成分構(gòu)成如下，其中甲組份為 聚天門冬氨酸酯NH152028 聚天門冬氨酸酯NH142015 金紅石型鈦白粉R-706 22 硅鋁基陶瓷空心微珠 8 納米摻銻二氧化錫(ATO) 4 摻雜聚苯胺 5 流平劑Brk-320 0.4 消泡劑Brk-A530 0.4 分散劑Brk-163 0.6 防流掛劑B2O 0.6 酞酸酯偶聯(lián)劑1.0 混合溶劑15 乙組份為脂肪族HDI三聚體N3390 33-34。
抗靜電隔熱防腐涂料制備工藝步驟如下 甲組份的制備 a.納米摻銻二氧化錫ATO預(yù)處理；稱取一定量已烘干的ATO粉體，加入1.5％硅烷偶聯(lián)劑和一定量95％乙醇中，經(jīng)超聲波分散40min后，移入帶回流裝置的三口瓶中攪拌4h，于80℃下真空干燥；在聚天門冬氨酸酯中加入預(yù)處理后的納米ATO和分散劑，高速分散6h，制得納米ATO漿料； b.聚苯胺分散漿在聚天門冬氨酸酯中加入高分子分散劑1％，再加入5％的聚苯胺粉末，高速分散2h成漿料； c.按配方稱量，投入聚天門冬氨酸酯、助劑、鈦白粉、ATO漿、摻雜聚苯胺漿、溶劑等，高速分散、研磨至細(xì)度≤30μm，再加入空心微珠、防流掛劑、攪拌分散均勻，制得甲組份； d.外購(gòu)脂肪族HDI三聚體N3390為乙組份； e.甲乙組份按甲組份∶乙組份＝100∶33-34混合制成抗靜電隔熱防腐涂料。
權(quán)利要求
1.一種抗靜電隔熱防腐涂料采用脂肪族HDI三聚體、聚天門冬氨酸酯以-NCO/-NH＝1.1配漆為主要成膜物質(zhì)，在功能顏填料及助劑的配合下，配制成雙組份抗靜電隔熱防腐涂料，在配方中各組份成分構(gòu)成如下，其中甲組份為
聚天門冬氨酸酯NH1520 26-30
聚天門冬氨酸酯NH1420 13-16
金紅石型鈦白粉R-706 20-25
硅鋁基陶瓷空心微珠5-10
納米摻銻二氧化錫(ATO) 3-5
摻雜聚苯胺4-6
流平劑Brk-320 0.2-0.6
消泡劑Brk-A5300.2-0.6
分散劑Brk-163 0.4-0.8
防流掛劑B2O 0.2-0.8
酞酸酯偶聯(lián)劑 0.8-1.2
混合溶劑 20-30；
乙組份為脂肪族HDI三聚體N339033-34；
甲乙組份混合比為甲組份∶乙組份＝100∶33-34；
以上各組份成分含量的按質(zhì)量份計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗靜電隔熱防腐涂料，其特征在于所述甲組份中聚天門冬氨酸酯NH1520與NH1420的優(yōu)選質(zhì)量比為2∶1-2.5∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗靜電隔熱防腐涂料，其特征在于所述甲組份中金紅石型鈦白粉顏料與硅鋁基陶瓷空心微珠填料二者的優(yōu)選質(zhì)量比為2∶1-3∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗靜電隔熱防腐涂料，其特征在于所述甲組份中納米摻銻二氧化錫與摻雜聚苯胺二者的優(yōu)選質(zhì)量比為3∶3-4∶2。
5.制備如權(quán)利要求1所述抗靜電隔熱防腐涂料的制備方法，其工藝步驟如下
a.納米摻銻二氧化錫ATO預(yù)處理；稱取一定量已烘干的ATO粉體，加入1.5％硅烷偶聯(lián)劑和一定量95％乙醇中，經(jīng)超聲波分散40min后，移入帶回流裝置的三口瓶中攪拌4h，于80℃下真空干燥；在聚天門冬氨酸酯中加入預(yù)處理后的納米ATO和分散劑，高速分散6h，制得納米ATO漿料；
b.聚苯胺分散漿在聚天門冬氨酸酯中加入高分子分散劑1％，再加入5％的聚苯胺粉末，高速分散2h成漿料；
c.按配方稱量，投入聚天門冬氨酸酯、助劑、鈦白粉、ATO漿、摻雜聚苯胺漿、溶劑等，高速分散、研磨至細(xì)度≤30μm，再加入空心微珠、防流掛劑、攪拌分散均勻，制得甲組份；
d.外購(gòu)脂肪族HDI三聚體N3390為乙組份；
e.甲乙組份按甲組份∶乙組份＝100∶33-34混合制成抗靜電隔熱防腐涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種抗靜電隔熱防腐涂料，采用脂肪族HDI三聚體、聚天門冬氨酸酯以-NCO/-NH＝1.1配漆為主要成膜物質(zhì)，在功能顏填料、助劑和溶劑的配合下經(jīng)超聲分散預(yù)處理、混合、研磨、攪拌、等工藝制成甲組份，以外購(gòu)HDI三聚體N-3390為乙組份，甲乙組份按質(zhì)量比100∶33-34混合后配制成雙組份抗靜電隔熱防腐涂料。本發(fā)明固含量高、硬度和凝膠時(shí)間可調(diào)、可厚涂、耐磨性優(yōu)、耐黃變，具有附著力強(qiáng)、抗靜電性能強(qiáng)，且防腐性及隔熱性能優(yōu)良，且不需專門噴涂設(shè)備施工?？蓮V泛用于戶外鋼鐵結(jié)構(gòu)防腐保護(hù)、抗靜電隔熱防腐的石化設(shè)施涂裝、電力機(jī)車的工業(yè)涂裝、風(fēng)電塔筒及風(fēng)頁(yè)的保護(hù)、混凝土表面裝飾防護(hù)、隧道翻修領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C09D5/24GK101812267SQ20101018048
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者劉成樓, 陳學(xué)聯(lián), 毛子辰, 王立華 申請(qǐng)人:唐山市思遠(yuǎn)涂料有限公司