一種環(huán)氧酚醛納米防腐涂料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防腐涂料的制備方法，具體涉及一種環(huán)氧酚醛納米防腐涂料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國石油、化工、新能源等領(lǐng)域發(fā)展迅速，鋼鐵作為使用最廣泛的基材，在使用過程中常受到溶解氧、硫化氫等腐蝕介質(zhì)的破壞。目前，國內(nèi)外普遍采用的防腐手段是在設(shè)備的內(nèi)外壁涂刷重防腐涂料，從而有效提高金屬設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備的使用成本。據(jù)調(diào)查顯示，我國重防腐涂料的產(chǎn)量和銷量均位居世界第一，主要類型為環(huán)氧類、富鋅類、聚氨酯類、氯化橡膠類、丙烯酸類等。其中，占市場(chǎng)份額最大的是環(huán)氧類，其成膜物質(zhì)主要是環(huán)氧樹脂，與金屬表面具有很好的粘結(jié)力，且固化收縮率低，固化后涂層強(qiáng)度高、耐腐蝕性能強(qiáng)，但其最大的不足是脆性大、固化反應(yīng)慢、施工效率低。
[0003]另外，隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高，重防腐涂料正朝著高環(huán)保、高性能、功能化的方向發(fā)展，面對(duì)嚴(yán)苛的使用環(huán)境及復(fù)雜的施工環(huán)境，急需開發(fā)出更多實(shí)用性強(qiáng)、施工便捷的重防腐涂料，從根本上改進(jìn)防腐技術(shù)體系，擴(kuò)展防腐涂料市場(chǎng)。
[0004]納米技術(shù)的發(fā)展為以上難題提供了可能，將納米顆粒本身具備的特殊性能(如耐熱性、絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性等)應(yīng)用于重防腐涂料的制備中，不僅可以改善聚合物的綜合力學(xué)性質(zhì)，而且能夠提高防腐涂料的耐腐蝕性、耐高溫性、耐拉伸性等基本物理化學(xué)性質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)氧酚醛納米防腐涂料的制備方法，將酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂按一定的比例進(jìn)行復(fù)配，形成新型高效的改性環(huán)氧樹脂，改善環(huán)氧樹脂脆性大、固化慢的不足，保留其固化后強(qiáng)度高、收縮小的優(yōu)勢(shì)；在重防腐涂料的配方中添加環(huán)保型的納米顆粒改進(jìn)組分，不僅可以增加防腐涂層的致密性，阻隔腐蝕介質(zhì)與金屬基體的直接接觸，更能優(yōu)化防腐涂層的耐腐蝕、耐溫、耐壓、耐磨等性能，使涂層更加功能化。
[0006]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種環(huán)氧酚醛納米防腐涂料的制備方法，包括如下步驟:
[0008]步驟1:制備甲組份:
[0009]①按如下組分及質(zhì)量百分比稱取甲組份原料:8?10%環(huán)氧樹脂、16?20%酚醛樹脂、15?20 %混合溶劑、I?2 %納米顆粒、0.2?0.5 %改性偶聯(lián)劑、5?8 %磷酸鋅、40?45%填料和1.5?3%助劑；
[0010]②利用馬弗爐在300?600 °C下煅燒納米顆粒3h，冷卻后將其加入三口燒瓶，用無水乙醇分散形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.8 %的納米顆粒懸浮液；攪拌10分鐘，滴加改性偶聯(lián)劑，升溫至130°C對(duì)納米顆粒表面進(jìn)行改性；回流Ih后用無水乙醇離心洗滌改性產(chǎn)物2?3次，烘干、研磨后置于馬弗爐中進(jìn)行深度干燥處理，干燥溫度為600?1000°C，至少恒溫3h，得到納米顆粒改進(jìn)劑；
[0011]③將環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂加入反應(yīng)釜，通過共聚法或機(jī)械攪拌法進(jìn)行共混反應(yīng)，合成改性樹脂；加入混合溶劑，升溫至85°C，在600?800rad/min的攪速下攪拌均勾；依次加入納米顆粒改進(jìn)劑、磷酸鋅和填料，高速攪拌15?20min，轉(zhuǎn)速為800?1000rad/min ;攪拌均勻后進(jìn)行砂磨，用80目篩網(wǎng)過濾；
[0012]④在過濾后的透明液體中加入助劑，高速攪拌20?30min，轉(zhuǎn)速為600?800rad/min ;攪拌均勻后進(jìn)行砂磨，用80目篩網(wǎng)過濾后得到甲組份；
[0013]步驟2:制備乙組份:
[0014]①按如下組分及質(zhì)量百分比稱取乙組份:45?55% Versamine 1_70型固化劑和45?55%混合溶劑；
[0015]②將Versamine 1-70型固化劑和混合溶劑加入高速攪拌器中攪拌15?20min，攪速為600?800rad/min，攪拌均勻后用80目篩網(wǎng)過濾后得到乙組份；
[0016]步驟3:將所制甲組份和乙組份按質(zhì)量比10: (4?5)混合均勻后即制成環(huán)氧酚醛納米防腐涂料。
[0017]所述混合溶劑為二甲苯與正丁醇或異丙醇的混合物，其質(zhì)量比為6:4。
[0018]所述納米顆粒為納米二氧化娃、納米二氧化鈦、碳納米管、納米碳化娃或納米氧化招O
[0019]所述改性偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、鈦酸酯偶聯(lián)劑或甲氧基硅烷。
[0020]所述填料為滑石粉、有機(jī)膨潤土和沉淀硫酸鋇，其質(zhì)量比為2:1:2。
[0021 ] 所述助劑為消泡劑、流平劑和表面活性劑曲拉通X-100，其質(zhì)量比為4:3:3。
[0022]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023](I)添加新型納米顆粒改進(jìn)劑可以減少涂層分子間的縫隙及空位，使涂層結(jié)合的更加緊密，有效阻隔腐蝕介質(zhì)的滲透。
[0024](2)涂料中的納米顆粒接觸腐蝕介質(zhì)時(shí)，H2O, H+會(huì)吸附在顆粒表面，增大顆粒體相。同時(shí)，被吸附的H2O和H+通過氫鍵相互吸引，使得顆粒間形成穩(wěn)定的混合結(jié)構(gòu)，最終阻止H2O和H+的進(jìn)一步滲透，從而達(dá)到保護(hù)金屬基體的作用。
[0025](3)相對(duì)于普通防腐涂料，該雙組份、底面合一防腐涂料更適用于高溫、高壓、酸性腐蝕環(huán)境；且其可在常溫下固化，適應(yīng)性強(qiáng)，施工快捷，管理方便。
【附圖說明】
[0026]圖1是普通環(huán)氧樹脂防腐涂料與環(huán)氧酚醛納米防腐涂料的SEM對(duì)比圖，其中圖1A為普通環(huán)氧樹脂防腐涂料的SEM圖，圖1B為環(huán)氧酚醛納米防腐涂料的SEM圖。
[0027]圖2是環(huán)氧酚醛納米防腐涂料在硫化氫溶液中的動(dòng)態(tài)極化曲線。
[0028]圖3是普通環(huán)氧樹脂防腐涂料與環(huán)氧酚醛納米防腐涂料的防腐性能測(cè)試對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0030]本實(shí)施例一種環(huán)氧酚醛納米防腐涂料的制備方法，包括如下步驟:
[0031]步驟1:制備甲組份:
[0032]①按配方量稱取甲組份原料:環(huán)氧樹脂8%、酚醛樹脂16%、混合溶劑18%、納米顆粒1.2%、偶聯(lián)劑KH-5500.3 %、磷酸鋅6 %、滑石粉18 %、有機(jī)膨潤土 9 %、沉淀硫酸鋇18%、消泡劑2.3%、流平劑1.6%和表面活性劑曲拉通X-1001.6% ；
[0033]②利用馬弗爐在600°C下煅燒納米顆粒3h，冷卻后將其加入三口燒瓶，用無水乙醇分散形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.8%的納米顆粒懸浮液；攪拌10分鐘，滴加改性偶聯(lián)劑KH-550，升溫至130°C對(duì)納米顆粒表面進(jìn)行改性；回流Ih后用無水乙醇離心洗滌改性后的納米顆粒3次，烘干、研磨