[发明专利]环氧酚醛-钛-结构胺纳米复合耐温重防腐涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及重防腐纳米复合涂料技术，具体为一种环氧酚醛-钛-结构胺纳米复合耐温重防腐涂料及其制备方法。

背景技术

高温酸性环境中金属材料腐蚀十分严重，一直没有高效的防腐材料和防护措施解决腐蚀问题。一般的耐温防腐涂层在高温酸性环境中极易分解，与基材的附着力差，机械强度低，在高温酸性环境中使用寿命很短。

发明内容

本发明的目的是针对石化行业中高温(温度为80-150℃)酸性气体环境中金属材料的长效耐温防腐等问题，提供一种新型高效环氧酚醛-钛-结构胺纳米复合耐温重防腐涂料及制备方法。

本发明的技术方案是：

一种环氧酚醛-钛-结构胺纳米复合耐温重防腐涂料，分为两组分，涂料配方按重量份数计如下：

甲组分按重量份数计如下：

环氧酚醛树脂：30-40份；

纳米二氧化钛和二氧化硅复合母液：5-10份，其中，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、有机溶剂的重量比为(30-50)∶(10-30)∶(30-50)，偶联剂占上述纳米粒子总重量的1-10％、高分子分散剂占上述纳米粒子总重量的1-10％、环氧酚醛聚合物占上述纳米粒子总重量的3-12％；

增强碳纤维：6-8份；

钛白粉：20-23份；

碳化硅陶瓷粉：9-12份；

混合溶剂：15-25份。

乙组分：

复合固化剂(其中4，4′-二氨基二苯砜∶间苯二胺∶酚醛胺为1∶0.8-1.5∶0.5-0.8)：70-80份；

混合溶剂：20-30份；

甲组分∶乙组分重量比为(3-5)∶1。

本发明中，偶联剂为硅氧烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

本发明中，高分子分散剂为聚羧酸盐或聚氨酯嵌段聚合物分散剂。

本发明中，聚合物为环氧酚醛聚合物，如：线性苯酚甲醛环氧树脂或邻甲酚甲醛环氧树脂或间苯二酚甲醛环氧树脂。

本发明中，所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述陶瓷粉为碳化硅陶瓷粉；所述增强碳纤维为沥青级碳纤维；所述甲组分或乙组分的混合溶剂为环己酮∶正丁醇按重量比(2-3)∶1组成的溶剂。

本发明中，所述环氧酚醛树脂为线性苯酚甲醛环氧树脂或邻甲酚甲醛环氧树脂或间苯二酚甲醛环氧树脂。

本发明中，所述复合固化剂为4，4′-二氨基二苯砜、间苯二胺和酚醛胺的混合物。

上述纳米复合耐温重防腐涂料的制备方法，具体步骤如下：

1)纳米复合母液的制备

按所述比例，将纳米二氧化钛和纳米二氧化硅加入有机溶剂中，进行超声波分散10-30分钟，温度T＝30-40℃；再在其中分别加入偶联剂、高分子分散剂和环氧酚醛聚合物进行超声波分散1-2小时，温度T＝50-60℃；最后在(1-3)×10⁴转/分钟下离心2-3次，每次离心0.5-2小时，制得纳米复合母液。

2)乙组分的制备

按所述比例，将间苯二胺、4，4′-二氨基二苯砜和酚醛胺均匀混合得到复合固化剂，再将复合固化剂与乙组分的混合溶剂均匀混合得到乙组分；

3)纳米复合耐温重防腐涂料的制备

按所述比例，将环氧酚醛树脂、纳米复合母液、增强碳纤维、陶瓷粉、钛白粉、甲组分的混合溶剂按所述比例配好，经过分散、研磨到粒径为40μm以下，制成甲组分；再加入乙组分，将混合物在80-170℃下固化1-3小时制备成纳米复合耐温重防腐涂料。

所述步骤3)中加料过程为：在40-60℃下加入环氧酚醛树脂到甲组分的混合溶剂中进行溶解后，加入步骤1)制备的纳米复合母液，在80-100℃下磁力分散2-6小时；再加入增强碳纤维、陶瓷粉、钛白粉，经分散、研磨到粒径为40μm以下。

所述步骤3)中分散、研磨为先用高速搅拌分散机在800～1000rpm高速分散20～30分钟，然后在球磨机中充分研磨1-3小时。

本发明的优点及有益效果如下：

1、本发明利用材料复合技术、表面改性技术和纳米改性技术等制备含有纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的纳米复合母液，再将它们和环氧酚醛聚合物、增强碳纤维、碳化硅陶瓷粉、钛白粉、混合溶剂等按比例复配制备成可长期在高温强腐蚀环境中使用的纳米复合耐温重防腐涂料，该纳米复合涂料具有与金属基材结合力强，贮存稳定的优点。