一種疏水性防腐陶瓷涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種疏水性防腐陶瓷涂料，采用環(huán)氧樹脂與改性有機硅樹脂復(fù)合作為成膜物，添加多種填料、助劑和溶劑，其包括體質(zhì)填料、顏填料、固化劑、著色劑、增韌劑、稀釋劑、流平劑、環(huán)氧偶聯(lián)劑和溶劑制備而成。本發(fā)明疏水性防腐陶瓷涂料，性能穩(wěn)定、附著力強、耐鹽水性能優(yōu)良、耐酸堿腐蝕能力強、耐候性好、硬度高、耐磨性能優(yōu)異；且其環(huán)保無毒(低VOC)，具有良好的保護、裝飾及功能性作用，原料價格低廉，制備方法簡單，適用于惡劣腐蝕環(huán)境下需要保護的金屬基體表面。
【專利說明】
一種疏水性防腐陶瓷涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種疏水性防腐陶瓷涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬腐蝕現(xiàn)象廣泛存在于人們生產(chǎn)實踐和生活中，世界上每年因腐蝕而損失大量 金屬材料，其造成的危害不可低估。目前，對金屬表面進行防腐的方法不少，但應(yīng)用范圍最 廣、最經(jīng)濟實用的方法就是表面防腐涂料。面對越來越苛刻的腐蝕環(huán)境，防腐涂料也發(fā)揮著 越來越大的作用。傳統(tǒng)金屬表面防腐涂料由于其硬度低，耐磨能力差，涂層易劃傷與破損； 韌性差，涂層易出現(xiàn)開裂與剝落;耐候性差，使用一段時間后易出現(xiàn)開裂與變色；制備方法 復(fù)雜，施工條件要求較高。因而綜合防腐性能一般，不能長期有效保護金屬基體。為適應(yīng)可 持續(xù)發(fā)展與綠色化學(xué)的要求，發(fā)展功能型防腐陶瓷涂料是陶瓷涂料的重要研究發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種疏水性防腐陶瓷涂料，其性能穩(wěn)定、附著力強、耐鹽水性能優(yōu) 良、耐酸堿腐蝕能力強、耐候性好、硬度高、耐磨性能優(yōu)異;且其環(huán)保無毒、低V0C，具有良好 的保護、裝飾及功能性作用，原料價格低廉，制備方法簡單，適用于惡劣腐蝕環(huán)境下需要保 護的金屬基體表面。
[0004] 本發(fā)明通過如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：
[0005] -種疏水性防腐陶瓷涂料，采用環(huán)氧樹脂與改性有機硅樹脂復(fù)合作為成膜物，添 加多種填料、助劑和溶劑制備而成，其各組分及其質(zhì)量百分數(shù)為：
[0006]
[0007] 以上各組分的質(zhì)量百分數(shù)總和為100%。
[0008] 所述成膜物由質(zhì)量比30 %~40 %的改性有機硅樹脂和質(zhì)量比60 %~70 %的環(huán)氧 樹脂E51混合而成。所述體質(zhì)填料為二氧化硅、陶瓷粉和長石粉按質(zhì)量比（4~7):(2~3): 1 復(fù)合而成。所述二氧化硅、陶瓷粉和長石粉均為微/納米級粒徑。所述顏填料為低表面能物 質(zhì)PTFE聚四氟乙烯。所述助劑有固化劑、著色劑、增韌劑、稀釋劑、流平劑和環(huán)氧偶聯(lián)劑；固 化劑是T-31酚醛胺，著色劑是二氧化鈦，增韌劑是鄰苯二甲酸二丁酯，稀釋劑是脂肪族縮水 甘油醚，流平劑是聚二甲基硅氧烷，環(huán)氧偶聯(lián)劑是氨丙基三乙氧基硅烷。所述溶劑是丙酮。
[0009]所述的一種疏水性防腐陶瓷涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0010] ⑴將改性有機娃樹脂與稀釋劑攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為80~lOOrpm，攪拌時間為5 ~lOmin，使改性有機硅樹脂完全溶解;再添加上述溶劑質(zhì)量的50 %，再攪拌混合，其轉(zhuǎn)速為 300~400rpm、反應(yīng)溫度為100~150°C，反應(yīng)持續(xù)0.5~2h，待反應(yīng)停止后，停止攪拌;再依次 添加增韌劑、流平劑、環(huán)氧偶聯(lián)劑、體質(zhì)填料與顏填料，進行攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為20~ 50rpm，攪拌時間為20~60min;最后，添加剩余的溶劑對其進行稀釋，得到A組分。
[0011] ( 2)再將著色劑與固化劑攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為20~50rpm、攪拌時間為20~ 50min，得到B組分；
[0012] (3)將A、B組分按1:1比例充分混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為20~50rpm、攪拌時間為20~ 50min，即得到所述疏水性防腐陶瓷涂料。
[0013] 本發(fā)明的疏水性防腐陶瓷涂料應(yīng)用于金屬基底表面的防腐與防護。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0015] 本發(fā)明的陶瓷涂料硬度達7H，大大減少傳統(tǒng)涂層表面由于擦傷劃傷而失效的現(xiàn) 象；同時，改善了陶瓷材料本身的脆性，其具有較強的耐沖擊能力。本發(fā)明的陶瓷涂料在常 溫下既可固化使用，在其生產(chǎn)和使用過程中，不產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣、粉塵等污染物，大大 改善了陶瓷行業(yè)本身的高能耗、高污染的缺點;本發(fā)明的陶瓷涂料是一種低表面能涂料，其 表面與水的靜態(tài)接觸角可達到100°以上，這樣，既可使涂層表面的塵土污物不易停留在涂 層表面，達到自清潔效果，又能減少腐蝕介質(zhì)與基體表面的接觸，從而達到緩蝕減阻的作 用;本發(fā)明的疏水性防腐陶瓷涂料具備陶瓷的高熔點、高硬度、耐磨性、不粘性、超耐候性、 耐氧化性和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點，而且其制備方法簡單、原材料價格低廉和V0C排放低;適 用于惡劣腐蝕環(huán)境下金屬基體表面的防腐。
[0016] 本發(fā)明疏水性防腐陶瓷涂料使用陶瓷粉作為體質(zhì)填料，具有硬度高、耐磨損、耐腐 蝕和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點;使用增韌劑改善了涂層韌性，使其抗沖擊能力增強，改善了陶瓷材 料脆性大的缺點。另外，該涂料還具有疏水特性，涂層表面自由能低，外界各種腐蝕介質(zhì)、污 物難以附著在涂層表面，具有自清潔效果，從而減少腐蝕介質(zhì)與涂層表面的接觸，達到防腐 與緩蝕的目的。本發(fā)明的疏水性防腐陶瓷涂料制備工藝簡單，涂裝要求低，施工方便高效。
[0017] 體質(zhì)填料二氧化硅、陶瓷粉和長石粉三種陶瓷材料組成，該三種物質(zhì)均采用微納 米級顆粒，原子排列的基本結(jié)構(gòu)均為四面體結(jié)構(gòu)。其中二氧化硅的每一個Si離子周圍有四 個按正四面體結(jié)構(gòu)分布的0離子，這種Si-ο正四面體通過頂角的0離子而規(guī)則地連接起來形 成網(wǎng)絡(luò)式的結(jié)構(gòu)；陶瓷粉中包含離子鍵構(gòu)成的離子晶體與共價鍵構(gòu)成的晶體。單晶體通過 共用頂點連接成鏈狀、平面或三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多晶的四面體結(jié)合體，其空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)規(guī)則， 晶格的穩(wěn)定性較好、晶體硬度較大;長石粉由四個氧原子圍繞一個硅原子或鋁原子而構(gòu)成。 每一個這樣的四面體都和另一個四面體通過共用一個氧原子，形成一種三維的網(wǎng)狀骨架。 三種原料混合使用作為體質(zhì)填料，其空間結(jié)構(gòu)致密，性能穩(wěn)定，有效提高了涂層的硬度、致 密性、熱穩(wěn)定性，增強其耐磨損與耐腐蝕性能。而納米級粒子，直徑小、比表面積大的特性， 能夠準確而高密度地填充到高分子聚合物的缺陷內(nèi)，使基體樹脂裂紋擴展受阻與鈍化，其 不但可抑制裂縫擴展，而且，可有效地提高涂料的耐沖擊能力。尤其是納米Ti〇2，其粒徑小， 比表面積大，表面活性高，除了具有上述優(yōu)良的性能外，還具有很好的著色效果，良好的紫 外線掩蔽作用，還能通過散射、吸收紫外線，提高涂料對紫外線的阻隔能力，從而增強涂料 耐候性能，而且，納米Ti〇 2具有高光催化性，可分解有機物，使涂料具有抗菌性能。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1: 一種疏水性防腐陶瓷涂料，采用環(huán)氧樹脂與改性有機硅樹脂復(fù)合作為成 膜物，添加多種填料、助劑和溶劑制備而成，其各組分及其質(zhì)量百分數(shù)為：
[0019]
[0020] 所述的一種疏水性防腐陶瓷涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0021 ] (1)將改性有機硅樹脂與稀釋劑脂肪族縮水甘油醚按配方比例攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn) 速為80rpm，攪拌時間為lOmin，使改性有機硅樹脂完全溶解；再添加所述溶劑的質(zhì)量的 50 %，攪拌，轉(zhuǎn)速為300rpm、反應(yīng)溫度為100 °C，反應(yīng)持續(xù)2h，待反應(yīng)停止后，停止攪拌;再依 次添加增韌劑、流平劑、環(huán)氧偶聯(lián)劑、體質(zhì)填料與顏填料，進行攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為20rpm， 攪拌時間為60min;最后添加剩余的溶劑稀釋，得到A組分。
[0022] (2)再將著色劑與固化劑攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為20rpm、攪拌時間為50min，得到B組 分；
[0023] (3)將A、B組分按1:1比例充分混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為20rpm、攪拌時間為50min，即 得到所述疏水性防腐陶瓷涂料。
[0024]實施例2:-種疏水性防腐陶瓷涂料，采用環(huán)氧樹脂與改性有機硅樹脂復(fù)合作為成 膜物，添加多種填料、助劑和溶劑制備而成，其各組分及其質(zhì)量百分數(shù)為：
[0025]
[0026] 所述的一種疏水性防腐陶瓷涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0027] (1)將改性有機硅樹脂與稀釋劑攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為90rpm，攪拌時間為8min，使 改性有機硅樹脂完全溶解;再添加上述溶劑質(zhì)量的50%，再攪拌混合，其轉(zhuǎn)速為350rpm、反 應(yīng)溫度為130°C，反應(yīng)持續(xù)lh，待反應(yīng)停止后，停止攪拌;再依次添加增韌劑、流平劑、環(huán)氧偶 聯(lián)劑、體質(zhì)填料與顏填料，進行攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為30rpm，攪拌時間為40min;最后，添加 剩余的溶劑對其進行稀釋，得到A組分。
[0028] (2)再將著色劑與固化劑攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為30rpm、攪拌時間為40min，得到B組 分；
[0029] (3)將A、B組分按1:1比例充分混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為30rpm、攪拌時間為40min，即 得到所述疏水性防腐陶瓷涂料。
[0030] 實施例3:-種疏水性防腐陶瓷涂料，采用環(huán)氧樹脂與改性有機硅樹脂復(fù)合作為成 膜物，添加多種填料、助劑和溶劑制備而成，其各組分及其質(zhì)量百分數(shù)為：
[0031]
[0032]所述的一種疏水性防腐陶瓷涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0033] ⑴將改性有機娃樹脂與稀釋劑攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為lOOrpm，攪拌時間為5min， 使改性有機硅樹脂完全溶解;再添加上述溶劑質(zhì)量的50 %，再攪拌混合，其轉(zhuǎn)速為400rpm、 反應(yīng)溫度為150°C，反應(yīng)持續(xù)0.5h，待反應(yīng)停止后，停止攪拌;再依次添加增韌劑、流平劑、環(huán) 氧偶聯(lián)劑、體質(zhì)填料與顏填料，進行攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為50rpm，攪拌時間為20min;最后， 添加剩余的溶劑對其進行稀釋，得到A組分。（2)再將著色劑與固化劑攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為 50rpm、攪拌時間為20min，得到B組分；
[0034] (3)將A、B組分按1:1比例充分混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為50rpm、攪拌時間為20min，即 得到所述疏水性防腐陶瓷涂料。
[0035] 實施例4: 一種疏水性防腐陶瓷涂料，采用環(huán)氧樹脂與改性有機硅樹脂復(fù)合作為成 膜物，添加多種填料、助劑和溶劑制備而成，其各組分及其質(zhì)量百分數(shù)為：
[0036]
[0037]制備方法同實施例3。
[0038] 實施例5:-種疏水性防腐陶瓷涂料，采用環(huán)氧樹脂與改性有機硅樹脂復(fù)合作為成 膜物，添加多種填料、助劑和溶劑制備而成，其各組分及其質(zhì)量百分數(shù)為：
[0039]
[0040]制備方法同實施例3。
[0041 ] 5個實施例產(chǎn)品的主要性能指標： 「00421
【主權(quán)項】
1. 一種疏水性防腐陶瓷涂料，其特征在于:采用改性有機硅樹脂與環(huán)氧樹脂E51攪拌混 合作為成膜物，添加多種填料、助劑和溶劑，其各組分及其質(zhì)量百分數(shù)為：以上各組分的質(zhì)量百分數(shù)總和為100%。2. 如權(quán)利要求1所述的疏水性防腐陶瓷涂料，其特征在于:所述成膜物由質(zhì)量比30%~ 40 %的改性有機硅樹脂和質(zhì)量比60 %~70 %的環(huán)氧樹脂E51混合而成。3. 如權(quán)利要求1所述的疏水性防腐陶瓷涂料，其特征在于:所述體質(zhì)填料為二氧化硅、 陶瓷粉和長石粉按質(zhì)量比（4~7): (2~3): 1復(fù)合而成。4. 如權(quán)利要求3所述的疏水性防腐陶瓷涂料，其特征在于:所述二氧化硅、陶瓷粉和長 石粉均為微/納米級顆粒。5. 如權(quán)利要求1所述的疏水性防腐陶瓷涂料，其特征在于:所述顏填料為低表面能物質(zhì) PTFE聚四氟乙烯。6. 如權(quán)利要求1所述的疏水性防腐陶瓷涂料，其特征在于，所述助劑包括固化劑、著色 劑、增韌劑、稀釋劑、流平劑和環(huán)氧偶聯(lián)劑；固化劑是T-31酚醛胺，著色劑是微納米二氧化 鈦，增韌劑是鄰苯二甲酸二丁酯，稀釋劑是脂肪族縮水甘油醚，流平劑是聚二甲基硅氧烷， 環(huán)氧偶聯(lián)劑是氨丙基三乙氧基硅烷。7. 如權(quán)利要求1所述的疏水性防腐陶瓷涂料，其特征在于:所述溶劑是丙酮。8. 如權(quán)利要求1所述的一種疏水性防腐陶瓷涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 將改性有機硅樹脂與稀釋劑攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為80~IOOrpm，攪拌時間為5~ IOmin，使改性有機硅樹脂完全溶解;再添加上述溶劑質(zhì)量的50%，再攪拌混合，其轉(zhuǎn)速為 300~400rpm、反應(yīng)溫度為100~150°C，反應(yīng)持續(xù)0.5~2h，待反應(yīng)停止后，停止攪拌;再依次 添加增韌劑、流平劑、環(huán)氧偶聯(lián)劑、體質(zhì)填料與顏填料，進行攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為20~ 50rpm，攪拌時間為20~60min;最后，添加剩余的溶劑對其進行稀釋，得到A組分。 (2) 再將著色劑與固化劑攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為20~50rpm、攪拌時間為20~50min，得 至IjB組分； (3) 將A、B組分按1: 1比例充分混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為20~50rpm、攪拌時間為20~ 50min，即得到所述疏水性防腐陶瓷涂料。
【文檔編號】C09D7/12GK106010122SQ201610538644
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】盧朝霞, 劉宇恒, 王立升, 葉斌, 顧傳君, 黃幸, 黃伊琳, 劉瑤
【申請人】廣西大學(xué)