一种耐腐蚀涂料、反应釜耐腐蚀层及反应釜的制作方法

1.本技术涉及化工设备的领域，尤其是涉及一种耐腐蚀涂料、反应釜耐腐蚀层及反应釜。

背景技术：

2.反应釜是一类综合反应容器，通过对反应釜的结构设计与参数配置，能够实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。目前反应釜已被广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药和食品等领域。
3.目前在钴酸锂回收氯化钴的反应过程中，通常需要使用反应釜盛装料液并在反应釜内进行化学除杂。其中，该化学除杂主要是去除溶液中的铁离子以及铝离子。由于除杂反应的料液ph通常为1.5-4，酸性较强，因此对反应釜内壁的防腐蚀性能要求较高。为了增强反应釜的防腐蚀性能，目前通常在反应釜内壁设置耐腐蚀层，耐腐蚀层通常由耐酸砖通过耐腐蚀的环氧树脂堆砌而成。
4.其中，环氧树脂作为一种防腐蚀材料具有密实、抗水、抗渗漏好、强度高等特点。环氧树脂的环氧值决定了环氧树脂的不同性能。通常，高环氧值(环氧值》0.4)的环氧树脂具有较好粘合性，低环氧值(环氧值《0.25)的环氧树脂具有较好的耐腐蚀性。
5.针对上述中的相关技术，发明人认为将环氧树脂应用于反应釜的耐腐蚀层时，需要环氧树脂同时具有较好的粘合性以及耐腐蚀性。如何使得环氧树脂同时具有较好的粘合性以及耐腐蚀性亟待解决。

技术实现要素：

6.为了使得环氧树脂同时具有较好的粘合性以及耐腐蚀性，本技术提供一种耐腐蚀涂料、反应釜耐腐蚀层及反应釜。
7.本技术提供的一种耐腐蚀涂料采用如下的技术方案：第一方面，本技术提供一种耐腐蚀涂料，采用如下的技术方案：一种耐腐蚀涂料，包括以下重量百分比的组分：环氧树脂100份、固化剂10-50份、加强剂20-50份、稀释剂5-10份以及填充料20-50份；所述加强剂由酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂按照(7-9)：(2-4)：(1-2)的重量比例组成。
8.通过采用上述技术方案，环氧树脂的环氧值不同，对应的环氧树脂的性能不同，通常高环氧值的环氧树脂具有较好的粘合性，低环氧值的环氧树脂具有较好的耐腐蚀性。
9.采用由酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂按照(7-9)：(2-4)：(1-2)的重量比例组成的加强剂对环氧树脂进行改性，不仅能够提升环氧树脂的耐腐蚀性，还能够提升环氧树脂的粘合性。
10.酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基以及酚醛树脂中的酚羟基与环氧树脂中的环氧基进行反应，能够使高分子网络交联形成更为复杂的结构，从而使得环氧树脂内
部的联结更为紧密，进而提高环氧树脂的耐腐蚀性能。同时，带有大量环氧氯丙烷的酚醛树脂的环氧化作用能够减小羟基石炭酸和酚基的反响，从而阻止分支的呈现，增强环氧树脂的官能度，进而增强环氧树脂的粘合性能。
11.氮化钛中的金属钛能够与环氧树脂中的形成化学键从而提升树脂的粘合性。且氮化钛与酚醛树脂以及硅烷交联剂组合时，可以更好地提升环氧树脂的耐酸性。
12.硅烷偶联剂在提高环氧树脂的耐腐蚀性以及粘合性的同时，能够将氮化钛更好得分散与环氧树脂以及酚醛树脂中，从而进一步提升氮化钛以及酚醛树脂对环氧树脂的粘合性能以及耐腐蚀性能的提高。
13.优选的，所述环氧树脂为双酚a环氧树脂、有机硅改性环氧树脂的一种或两种的组合物。
14.通过采用上述技术方案，双酚a环氧树脂是工业上使用梁最大的环氧树脂，原料易得，成本较低。有机硅改性环氧树脂具有良好的机械性能以及较好的热、化学稳定性，由苯基、甲基单体水解的硅醇与环氧树脂经特殊工艺之内而得，同时具有环氧树脂和有机硅树脂的优点。双酚a环氧树脂与有机硅改性环氧树脂与加强剂联用，可以有效提高环氧树脂的粘合性以及耐腐蚀性。
15.优选的，所述加强剂由酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂按照8:3:1的重量比例组成。
16.通过采用上述技术方案，采用由酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂按照8:3:1的重量比例组成的加强剂能够进一步提升环氧树脂的粘合性以及耐腐蚀性。
17.优选的，所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
18.通过采用上述技术方案，3-氨基丙基三乙氧基硅烷可以有效能大幅度改善填料在环氧树脂中的润湿性和分散性，并且，将3-氨基丙基三乙氧基硅烷与酚醛树脂以及氮化钛联用时，能够进一步提升环氧树脂的粘合性以及耐腐蚀性。
19.优选的，所述固化剂为改性酚醛胺固化剂t31、聚醚胺固化剂d230的一种或两种的组合物。
20.通过采用上述技术方案，环氧树脂的固化剂通常有胺类、酸酐类等，其中胺类固化剂最为常用，但胺类固化剂毒性、气味较大，不利于使用，采用低毒、无毒的改性酚醛胺固化剂t31、聚醚胺固化剂d230的一种或两种的组合物为固化剂，使得环氧树脂固话过程中更为安全稳定。
21.优选的，所述稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚的一种或两种的组合物。
22.通过采用上述技术方案，采用环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚的一种或两种的组合物作为稀释剂，环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚均为活性稀释剂，能够降低固化后的环氧树脂的收缩率、减少孔隙和龟裂。
23.优选的，所述填充料为石墨粉、石绵粉的一种或两种的组合物。
24.通过采用上述技术方案，采用石墨粉和石棉粉为填充料，在提高环氧树脂的耐磨性能的同时能够降低环氧树脂的收缩率，从而使得固化后的环氧树脂不仅耐磨，且空隙、龟裂较少。
25.第二方面，本技术提供一种反应釜耐腐蚀层，采用如下的技术方案：一种反应釜耐腐蚀层，包括耐酸砖，所述耐酸砖采用上述的耐腐蚀涂料堆砌。
26.通过采用上述技术方案，耐酸砖是一种是以石英、长石、粘土为主要原料，经高温氧化分解制成的耐腐蚀材料，具有耐酸碱度高，在常温下不易氧化，吸水率低，不易被介质污染等优点。通过上述的环氧树脂将耐酸砖堆砌成防腐蚀层，使得耐酸砖与耐酸砖之间粘合性强的同时，进一步增强了耐腐蚀层的耐腐蚀性能。
27.第三方面，本技术提供一种反应釜，采用如下的技术方案：一种反应釜，包括釜体，所述釜体内壁设置有上述的反应釜耐腐蚀层。
28.通过采用上述技术方案，在釜体内壁设置反应釜耐腐蚀层，使得该反应釜具有较好的耐腐蚀性能，从而使得该反应釜能够试用于化学除杂工序。
29.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术中采用由酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂构成的加强剂对环氧树脂进行改性，制备得到的耐腐蚀涂料同时具有较好的耐腐蚀性以及优良的粘合性能；2.本技术通过耐腐蚀涂层将耐酸砖堆砌成反应釜耐腐蚀层，并将该反应釜耐腐蚀层设置于反应釜的釜体内壁，提成了反应釜的耐腐蚀性能。
具体实施方式
30.原料本技术所涉及的原料均为市售，各组分的型号如下：双酚a环氧树脂采用双酚a环氧树脂e-20(601)；改性有机硅环氧树脂为改性有机硅环氧树脂e-51；改性酚醛胺固化剂采用固化剂t31；聚醚胺固化剂采用固化剂d230；酚醛树脂采用酚醛树脂2124；氮化钛的纯度为99.9％、粒径为20nm；硅烷偶联剂采用偶联剂kh-550；稀释剂为环氧丙烷丁基醚和环氧丙烷苯基醚，环氧丙烷丁基醚采用环氧丙烷丁基醚660，环氧丙烷苯基醚采用环氧丙烷苯基醚690；填充料采用石墨粉和石棉粉，其中，石墨粉的纯度为99.99％、粒径为10μm，石棉粉的纯度为99％、硬度为2.3。实施例
31.实施例1实施例1提供的反应釜，包括釜体，釜体内壁设置有反应釜耐腐蚀层，反应釜耐腐蚀层由耐酸砖通过耐腐蚀涂料堆砌而成。
32.耐腐蚀涂料原料组分如下：双酚a环氧树脂50kg、改性有机硅环氧树脂50kg、改性酚醛胺固化剂30kg、聚醚胺固化剂10kg、加强剂35kg、环氧丙烷丁基醚3kg、环氧丙烷苯基醚4kg、石墨粉20kg以及石棉粉20kg；其中加强剂由酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂按照8:3:1的重量比例组成。
33.上述耐腐蚀涂料的制备方法包括以下步骤：s1将重量份的双酚a环氧树脂、改性有机硅环氧树脂、石墨粉以及石棉粉超声分散10min，形成混合液a；
s2将重量份的酚醛树脂、氮化钛以及硅烷偶联剂加入混合液a，继续超声分散10min，形成混合液b；s3将重量份的改性酚醛胺固化剂、聚醚胺固化、环氧丙烷丁基醚以及环氧丙烷苯基醚混合，超声分散10min，形成混合液c；s4将混合液b与混合液c加入搅拌釜内搅拌10min，得到耐腐蚀涂料。
34.实施例2-3实施例2-3均在实施例1的方法基础上，对耐腐蚀涂料中双酚a环氧树脂以及改性有机硅环氧树脂的比例进行调整，具体调整情况参见下表二，其中，加强剂由重量比为8:3:1的酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂构成。
35.表二实施例1-3中耐腐蚀涂层组分的调整表实施例1实施例2实施例3双酚a环氧树脂500100改性有机硅环氧树脂501000改性酚醛胺固化剂303030聚醚胺固化剂101010加强剂353535环氧丙烷丁基醚333环氧丙烷苯基醚444石墨粉202020石棉粉202020实施例4-7实施例4-7均在实施例1的方法基础上，对耐腐蚀涂料中改性酚醛胺固化剂以及聚醚胺固化剂的比例和用量进行调整，具体调整情况参见下表三，其中，加强剂由重量比为8:3:1的酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂构成。
36.表三实施例1以及实施例4-7中耐腐蚀涂层组分的调整表实施例1实施例4实施例5实施例6实施例7双酚a环氧树脂5050505050改性有机硅环氧树脂5050505050改性酚醛胺固化剂300407.537.5聚醚胺固化剂104002.512.5加强剂3535353535环氧丙烷丁基醚33333环氧丙烷苯基醚44444石墨粉2020202020石棉粉2020202020实施例8-9实施例8-9均在实施例1的方法基础上，对耐腐蚀涂料中加强剂的用量进行调整，具体调整情况参见下表四，其中，加强剂由重量比为8:3:1的酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂构成。
37.表四实施例1以及实施例8-9中耐腐蚀涂层组分的调整表实施例1实施例8实施例9双酚a环氧树脂505050改性有机硅环氧树脂505050改性酚醛胺固化剂3037.537.5聚醚胺固化剂1012.512.5加强剂352050环氧丙烷丁基醚333环氧丙烷苯基醚444石墨粉202020石棉粉202020实施例10-13实施例10-13均在实施例1的方法基础上，对耐腐蚀涂料中环氧丙烷丁基醚以及环氧丙烷苯基醚的比例以及用量进行调整，具体调整情况参见下表五，其中，加强剂由重量比为8:3:1的酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂构成。
38.表五实施例1以及实施例10-13中耐腐蚀涂层组分的调整表实施例1实施例10实施例11实施例12实施例13双酚a环氧树脂5050505050改性有机硅环氧树脂5050505050改性酚醛胺固化剂3037.537.537.537.5聚醚胺固化剂1012.512.512.512.5加强剂3550505050环氧丙烷丁基醚30724环氧丙烷苯基醚47036石墨粉2020202020石棉粉2020202020实施例14-17实施例14-17均在实施例1的方法基础上，对耐腐蚀涂料中石墨粉以及石棉粉的比例以及用量进行调整，具体调整情况参见下表六，其中，加强剂由重量比为8:3:1的酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂构成。
39.表六实施例1以及实施例10-13中耐腐蚀涂层组分的调整表实施例1实施例14实施例15实施例16实施例17双酚a环氧树脂5050505050改性有机硅环氧树脂5050505050改性酚醛胺固化剂3037.537.537.537.5聚醚胺固化剂1012.512.512.512.5加强剂3550505050环氧丙烷丁基醚33333环氧丙烷苯基醚44444
石墨粉200401025石棉粉204001025实施例18与实施例1的区别在于，加强剂的配比不同，具体为：酚醛树脂：纳米氮化钛：硅烷偶联剂＝7:2:1。
40.实施例19与实施例1的区别在于，加强剂的配比不同，具体为：酚醛树脂：纳米氮化钛：硅烷偶联剂＝9:4:2。
41.对比例对比例1对比例1在实施例1的方法基础上，未添加酚醛树脂。
42.对比例2对比例2在实施例1的方法基础上，未添加纳米氮化钛。
43.对比例3对比例3在实施例1的方法基础上，未添加硅烷偶联剂。
44.对比例4对比例4在实施例1的方法基础上，未添加加强剂。
45.性能检测试验为进一步研究各组分及制备参数对圆柱体磁块性能的影响，本技术进一步开展如下实施例验证。
46.耐腐蚀性：按照gb/t9274-1988中的测试标准进行测试。其中，耐酸性的检测方式为：配硫酸浓度为5％浸泡1500小时后观察有无变，起泡，锈蚀等缺陷。耐碱性：配naoh浓度为55％浸泡2000小时后观察有无变，起泡，锈蚀等缺陷。
47.附着力：按照gb/t5210-2006中的测试标准进行测试。
48.粘接强度：按照gb/t19250-2013中的测试标准进行测试。
49.实干时间：采用耐腐蚀涂料堆砌耐酸砖后，耐腐蚀涂料固化成型所需的时间。
50.表干时间：采用耐腐蚀涂料堆砌耐酸砖后，耐腐蚀涂料表面干燥所需的时间。
51.表七实施例1-19以及对比例1-4的性能检测结果
参见表七，实施例1-19中针对耐腐蚀涂料的组分配比进行了对比，测试结果发现，结果发现添加加强剂后的环氧树脂具有更好的粘合性以及耐腐蚀性，同时，环氧树脂的实干时间以及表干时间均有所下降。其中，实施例1中的耐腐蚀涂料的耐腐蚀性、粘合性以及固化速度均为最佳。
52.以实施例1为对照，实施例2考察了在耐腐蚀涂料中添加改性有机硅环氧树脂对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，未添加改性有机硅环氧树脂的耐腐蚀涂料的附着力以及表干时间与实施例1相似，但粘接强度以及耐腐蚀性略差于实施例1。
53.以实施例1为对照，实施例3考察了在耐腐蚀涂料中添加双酚a环氧树脂对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，未添加双酚a环氧树脂的耐腐蚀涂料的附着力以及表干时
间与实施例1相似，但粘接强度以及耐腐蚀性略差于实施例1。
54.结合实施例1-3的测试结果发现，同时添加改性有机硅环氧树脂以及双酚a环氧树脂制备得到的耐腐蚀涂料的耐腐蚀性、粘合性以及固化速度均优于仅添加一种环氧树脂制备得到的耐腐蚀涂料。
55.以实施例1为对照，实施例4考察了在耐腐蚀涂料中添加改性酚醛胺固化剂对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，未添加改性酚醛胺固化剂的耐腐蚀涂料的实干时间以及表干时间均差于实施例1，结果表明添加改性酚醛胺固化剂有助于该耐腐蚀涂料的固化。
56.以实施例1为对照，实施例5考察了在耐腐蚀涂料中添加聚醚胺固化剂对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，未添加聚醚胺固化剂的耐腐蚀涂料的实干时间以及表干时间均差于实施例1，结果表明添加聚醚胺固化剂有助于该耐腐蚀涂料的固化。
57.结合实施例1以及实施例4、实施例5的测试结果显示，同时添加改性酚醛胺固化剂和聚醚胺固化剂制备得到的耐腐蚀涂料的实干时间以及表干时间最短，固化速度最快。
58.以实施例1为对照，实施例6以及实施例7考察了改性酚醛胺固化剂以及聚醚胺固化剂的用量对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，采用实施例1中改性酚醛胺固化剂以及聚醚胺固化剂的用量制备得到的耐腐蚀涂料的各项性能较优。
59.以实施例1为对照，实施例8和实施例9考察了加强剂用量对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，采用实施例1中加强剂的用量制备得到的耐腐蚀涂料的各项性能较优。
60.以实施例1为对照，实施例10考察了在耐腐蚀涂料中添加环氧丙烷丁基醚对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，未添加环氧丙烷丁基醚的耐腐蚀涂料的粘结强度差于实施例1，结果表明添加环氧丙烷丁基醚有助于提高该耐腐蚀涂料的粘合性。
61.以实施例1为对照，实施例11考察了在耐腐蚀涂料中添加环氧丙烷苯基醚对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，未添加环氧丙烷苯基醚的耐腐蚀涂料的粘结强度差于实施例1，结果表明添加环氧丙烷苯基醚有助于提高该耐腐蚀涂料的粘合性。
62.结合实施例1、实施例10和实施例11的测试结果，表明同时使用环氧丙烷丁基醚以及环氧丙烷苯基醚制备得到的耐腐蚀涂料的各项性能较优。
63.以实施例1为对照，实施例12和实施例13考察了由环氧丙烷丁基醚以及环氧丙烷苯基醚组成的稀释剂的用量对耐腐蚀涂料的性能影响，结果显示，采用实施例1中稀释剂的用量制备得到的耐腐蚀涂料的各项性能较优。
64.以实施例1为对照，实施例14考察了在耐腐蚀涂料中添加石墨粉对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，未添加石墨粉的耐腐蚀涂料的粘结强度差于实施例1，结果表明添加石墨粉有助于提高该耐腐蚀涂料的粘合性。
65.以实施例1为对照，实施例15考察了在耐腐蚀涂料中添加石棉粉对耐腐蚀涂料的性能影响，测试结果显示，未添加石棉粉的耐腐蚀涂料的粘结强度差于实施例1，结果表明添加石棉粉有助于提高该耐腐蚀涂料的粘合性。
66.结合实施例1、实施例14和实施例15的测试结果，表明同时使用石墨粉以及石棉粉作为填充料制备得到的耐腐蚀涂料的粘合性能较优。
67.以实施例1为对照，实施例16和实施例17考察了由石棉粉以及石墨粉组成的填充剂的用量对耐腐蚀涂料的性能影响，结果显示，采用实施例1中稀释剂的用量制备得到的耐腐蚀涂料的粘合性能以及耐腐蚀性能较优。
68.以实施例1为对照，实施例18和实施例19考察了不同配比组成的加强剂对耐腐蚀涂料的性能影响，结果显示，采用实施例1中加强剂的配比制备得到的耐腐蚀涂料的粘合性能以及耐腐蚀性能较优。
69.以实施例1与对比例1对比，发现对比例1中出现失光、锈斑等现象，说明实施例1的耐腐蚀性能明显优于对比例1，同时实施例1的粘合性能以及固化速度均优于对比例1。
70.以实施例1与对比例2对比，发现实施例1的耐腐蚀性、粘合性以及固化速度均显著高于对比例3。
71.以实施例1与对比例3对比，发现实施例1的耐腐蚀性、粘合性以及固化速度均显著高于对比例3。
72.以实施例1与对比例4对比，发现实施例1的耐腐蚀性、粘合性以及固化速度均显著高于对比例4。
73.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种耐腐蚀涂料，其特征在于：由以下重量份的原料制成：环氧树脂100份、固化剂10-50份、加强剂20-50份、稀释剂5-10份以及填充料20-50份；所述加强剂由酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂按照（7-9）：（2-4）：（1-2）的重量比例组成。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂料，其特征在于：所述环氧树脂为双酚a环氧树脂、有机硅改性环氧树脂的一种或两种的组合物。3.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂料，其特征在于：所述加强剂由酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂按照8:3:1的重量比例组成。4.根据权利要求3所述的耐腐蚀涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。5.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂料，其特征在于：所述固化剂为改性酚醛胺固化剂t31、聚醚胺固化剂d230的一种或两种的组合物。6.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂料，其特征在于：所述稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚的一种或两种的组合物。7.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂料，其特征在于：所述填充料为石墨粉、石绵粉的一种或两种的组合物。8.一种反应釜耐腐蚀层，其特征在于：包括耐酸砖，所述耐酸砖通过权利要求1-7任一所述的耐腐蚀涂料堆砌。9.一种反应釜，其特征在于：包括釜体，所述釜体内壁设置有权利要求8所述的反应釜耐腐蚀层。

技术总结

本申请涉及化工设备领域，具体公开了一种耐腐蚀涂料、反应釜耐腐蚀层以及反应釜，耐腐蚀涂料由以下重量份的原料制成：环氧树脂100份、固化剂10-50份、加强剂20-50份、稀释剂5-10份以及填充料20-50份；所述加强剂由酚醛树脂、纳米氮化钛以及硅烷偶联剂按照（7-9）：（2-4）：（1-2）的重量比例组成。本申请的产品可用于反应釜耐腐蚀层，其具有良好的粘合性以及优良的耐腐蚀性。耐腐蚀性。