一种不锈钢防腐涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及不锈钢防腐涂料技术领域，尤其涉及一种不锈钢防腐涂料及其制备方法。

背景技术：

2.不锈钢具有良好的机械强度、耐蚀性和抗氧化性，因此核电厂的管道主要为不锈钢管路。不锈钢管道在焊接过程中其化学组分、组织形态和残余应力的改变会降低它的耐蚀性，尤其是在海洋或工业大气腐蚀环境中存在较多氯离子时，氯离子会在不锈钢表面形成“氯化物应力腐蚀开裂”，致使不锈钢形成穿晶并发生高支化开裂。目前不锈钢管道防护一般采用重防腐涂层体系，包括环氧类防腐防锈底漆和氟碳类耐候面漆，通过物理阻隔作用来延长管道的服役寿命。这种重涂装体系都是不透明的，面漆一般为白或灰，且需要多道涂装。兼具耐候防腐性能的透明涂料可以直观观察基材情况，方便日后巡检和后续维护。但常规透明涂料中无法添加常用的片状填料来实现对氯离子等腐蚀介质起到屏蔽作用，从而导致防腐性能下降。因此目前兼具防腐耐候性的透明涂料鲜有报道。
3.为实现不锈钢表面涂层防腐性与功能性的统一，国外最先利用teos和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，通过共同水解的方法制备了sio2-pmma有机-无机复合不锈钢防护涂层。该涂层对基材的附着力良好，涂膜均匀，结构致密，表面硬度和抗腐蚀性能俱佳，但该涂层施工性复杂，现场实际应用可行性较低。
4.中科院宁波材料所与浙江电力联合开发了一种以氟碳树脂为主要成膜物，以硅烷偶联剂为促进剂的无透明耐低温耐候防腐涂料，用于304不锈钢及焊缝处的腐蚀防护，所制涂层的附着力为0级，耐冲击性50cm，柔韧性2mm，经过1200h老化试验无明显变化，中性盐雾试验1500h后表面保持完整且湿附着力为3.52mpa。申请号为cn201710822616.0中国发明专利公开了一种低表面处理不锈钢基材用防腐涂料及其制备方法，低表面处理不锈钢基材用防腐涂料包括：低环氧值环氧树脂、氨基硅烷、高环氧值环氧树脂、三聚磷酸铝、复合磷酸锌、沉淀硫酸钡、有机土浆、聚丙烯酸酯及聚酰胺树脂、端羧基橡胶等。该涂料使用便捷，不需要对不锈钢制品进行喷砂、电镀、磷化等预处理，施工工艺简单，适合各种大小和形状的不锈钢制品或构件，但该涂料为防腐底漆，还需配套耐候面漆使用。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提供一种不锈钢防腐涂料及其制备方法，防腐涂料采用包括羟基改性树脂、表面改性聚酯纤维、表面活性剂、紫外线吸收剂、溶剂、助剂的甲组份和异氰酸酯固化剂制成不锈钢防腐涂料，采用蓖麻油作为表面活性剂，采用无机纳米紫外线吸收剂、有机紫外线吸收剂和紫外光稳定剂作为紫外光吸收剂，在增韧聚酯纤维表面生长水滑石，在水滑石内部插层缓蚀剂解决了无法屏蔽对氯离子等腐蚀介质，导致防腐性能下降，附着力低等的问题。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.一种不锈钢防腐涂料，包括：
8.甲组份，包括羟基改性树脂、表面改性聚酯纤维、表面活性剂、紫外线吸收剂、溶剂、助剂；
9.乙组份，包括异氰酸酯固化剂。
10.进一步地，所述羟基改性树脂为羟基氟树脂与羟基丙烯酸树脂混合物。
11.进一步地，所述表面活性剂主要为蓖麻油基表面活性剂。
12.进一步地，所述紫外线吸收剂包括无机纳米紫外线吸收剂、有机紫外线吸收剂和紫外光稳定剂。
13.进一步地，所述溶剂为二甲苯，丙酮，丁酮，正丁醇，醋酸乙酯，乙酸正丁酯，甲基异丁基甲酮，环己酮，丙二醇甲醚，异丁醇，异丙醇，醋酸甲酯等，优选二甲苯，丙酮，正丁醇，醋酸乙酯中的至少一种。
14.进一步地，所述助剂包括触变剂、消泡剂、分散剂。
15.进一步地，甲组份的配比为：
16.羟基氟树脂：10～20重量分；
17.羟基丙烯酸树脂：60～70重量分；
18.表面改性聚酯纤维：3～8重量分；
19.表面活性剂：1～3重量分；
20.紫外线吸收剂：1～3重量分；
21.溶剂：4～8重量分；
22.助剂：2～3重量分。
23.一种不锈钢防腐涂料的制备方法，所述不锈钢防腐涂料为如上述任意一项所述的不锈钢防腐涂料，所述制备方法包括：
24.将改性羟基树脂、表面改性聚酯纤维、表面活性剂、紫外线吸收剂、助剂、溶剂按配方准确称量加入料桶，并加入部分溶剂，通过分散机以500～800r/min的速度搅拌5～15min，以1200～1500r/min的速度搅拌15～30min，分散均匀后再研磨0.5～4h至涂料细度达到40μm以下，用剩余溶剂调整粘度到合适的范围，检测粘度，合格后过滤、出料、包装。
25.进一步地，所述表面改性聚酯纤维的制备方法包括：
26.采用水热法制备生长于聚酯纤维表面的水滑石；
27.采用离子交换法在水滑石内部插层缓蚀剂。
28.进一步地，所述水热法制备生长于聚酯纤维表面的水滑石的方法包括：将zn(no3)2
·
6h2o、al(no3)3
·
9h2o、4ch4n2o及nh4f按8：1：5：2的比例溶解与蒸馏水中，加入适量聚酯纤维并超声处理10～20min，然后将混合液转移到高压反应釜中在120～150℃下反应2h，待反应结束并冷却到室温后将产物取出，使用蒸馏水和无水乙醇清洗多次，烘干后即可得到生长在聚酯纤维表面的水滑石前驱体；
29.采用离子交换法在水滑石内部插层缓蚀剂的方法包括：将去质子化的缓蚀剂与naoh溶液(控制溶液的ph为9～11)，通过中和反应制备钠盐。然后将前驱体加入到钠盐溶液中，并将混合液在70～90℃水浴下连续搅拌反应24～48h，得到内部插层缓蚀剂的水滑石改性聚酯纤维。
30.相对于现有技术，本发明所述的一种不锈钢防腐涂料，具有以下优势：
31.本技术方案优点在于生产工艺简单，无需复杂设备，且施工方便、常温可固化；涂层成膜性好，结构致密，涂层透明且具有优异的耐候防腐性，满足不锈钢表面无处理薄涂的施工需求。
附图说明
32.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
33.图1为本发明实施例所述的不锈钢防腐涂料耐盐雾性测试结果的图片；
34.图2为本发明实施例所述的不锈钢防腐涂料耐紫外人工老化性测试结果的图片。
具体实施方式
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
37.一种不锈钢防腐涂料，包括：甲组份和乙组份。甲组份，包括羟基改性树脂、表面改性聚酯纤维、表面活性剂、紫外线吸收剂、溶剂、助剂。乙组份，包括异氰酸酯固化剂。
38.通过上述甲组份和乙组份构成的不锈钢防腐涂料，涂层成膜性好，结构致密，涂层透明且具有优异的耐候防腐性，满足不锈钢表面无处理薄涂的施工需求。
39.具体的，所述羟基改性树脂为羟基氟树脂与羟基丙烯酸树脂混合物。该羟基改性树脂可与聚酯纤维形成良好的混溶性，赋予涂层优异的耐候性和致密性，保证涂层在大气环境下具有耐候性和防腐性。
40.进一步地，所述表面活性剂主要为蓖麻油基表面活性剂。提高涂料的润湿铺展性，提高漆膜的附着强度。
41.进一步地，所述紫外线吸收剂包括无机纳米紫外线吸收剂、有机紫外线吸收剂和紫外光稳定剂。提高涂层在不同波段对紫外线的吸收性能，使涂层具更广波段的紫外线吸收性能，从而实现更优异的耐候性。
42.进一步地，所述溶剂为二甲苯，丙酮，丁酮，正丁醇，醋酸乙酯，乙酸正丁酯，甲基异丁基甲酮，环己酮，丙二醇甲醚，异丁醇，异丙醇，醋酸甲酯等，优选二甲苯，丙酮，正丁醇，醋酸乙酯中的至少一种。溶剂主要满足涂层生产及施工要求。
43.进一步地，所述助剂包括触变剂、消泡剂、分散剂。其中触变剂提供涂料良好的抗流挂性和储存稳定性，消泡剂消除涂料在生产及运输过程中产生的气泡等，分散剂提高有机树脂与无机填料之间良好的分散兼容性。
44.进一步地，甲组份的配比为：
45.羟基氟树脂：10～20重量分；
46.羟基丙烯酸树脂：60～70重量分；
47.表面改性聚酯纤维：3～8重量分；
48.表面活性剂：1～3重量分；
49.紫外线吸收剂：1～3重量分；
50.溶剂：4～8重量分；
51.助剂：2～3重量分。
52.一种不锈钢防腐涂料的制备方法，所述不锈钢防腐涂料为如上述任意一项所述的不锈钢防腐涂料，所述制备方法包括：
53.将改性羟基树脂、表面改性聚酯纤维、表面活性剂、紫外线吸收剂、助剂、溶剂按配方准确称量加入料桶，并加入部分溶剂，通过分散机以500～800r/min的速度搅拌5～15min，以1200～1500r/min的速度搅拌15～30min，分散均匀后再研磨0.5～4h至涂料细度达到40μm以下，用剩余溶剂调整粘度到合适的范围，检测粘度，合格后过滤、出料、包装。
54.进一步地，所述表面改性聚酯纤维的制备方法包括：
55.采用水热法制备生长于聚酯纤维表面的水滑石。
56.所述水热法制备生长于聚酯纤维表面的水滑石的方法包括：将zn(no3)2
·
6h2o、al(no3)3
·
9h2o、4ch4n2o及nh4f按8：1：5：2的比例溶解与蒸馏水中，加入适量聚酯纤维并超声处理10～20min，然后将混合液转移到高压反应釜中在120～150℃下反应2h，待反应结束并冷却到室温后将产物取出，使用蒸馏水和无水乙醇清洗多次，烘干后即可得到生长在聚酯纤维表面的水滑石前驱体。
57.采用离子交换法在水滑石内部插层缓蚀剂。
58.采用离子交换法在水滑石内部插层缓蚀剂的方法包括：将去质子化的缓蚀剂与naoh溶液(控制溶液的ph为9～11)，通过中和反应制备钠盐。然后将前驱体加入到钠盐溶液中，并将混合液在70～90℃水浴下连续搅拌反应24～48h，得到内部插层缓蚀剂的水滑石改性聚酯纤维。
59.对通过上述制备方法制备的不锈钢防腐涂料进行性能测试，测试结果如表1所示。
60.表1
[0061][0062]
以下以具体实施例说明不锈钢防腐涂料及其制备方法。不锈钢表面薄涂高附着透明聚氨酯耐候防腐涂料为双组份化学反应固化型涂料，涂料可采用双组份高压无气喷涂、高压有气喷涂、辊涂、刷涂进行涂装，推荐涂装厚度为80～120μm。
[0063]
实施例1
[0064]
通过一步水热法获得生长在聚酯纤维表面的水滑石前驱体，然后在水滑石中插层具有缓蚀作用的无机离子moo
42-，得到自制表面改性聚酯纤维。不锈钢表面薄涂高附着透明聚氨酯耐候防腐涂料配方如表2所示。
[0065]
表2
[0066][0067]
实施例2
[0068]
通过一步水热法获得生长在聚酯纤维表面的水滑石前驱体，然后在水滑石中插层具有缓蚀作用的去质子化有机缓蚀剂苯丙三氮唑，得到自制表面改性聚酯纤维。不锈钢表面薄涂高附着透明聚氨酯耐候防腐涂料配方如表3所示。
[0069]
表3
[0070][0071]
对上述实施例一和实施例二制备的不锈钢防腐涂料进行测试，测试结果如表4所示。
[0072]
表4
[0073][0074]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的
权利要求指出。
[0075]
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：

1.一种不锈钢防腐涂料，其特征在于，包括：甲组份，包括羟基改性树脂、表面改性聚酯纤维、表面活性剂、紫外线吸收剂、溶剂、助剂；乙组份，包括异氰酸酯固化剂。2.根据权利要求1所述的不锈钢防腐涂料，其特征在于，所述羟基改性树脂为羟基氟树脂与羟基丙烯酸树脂混合物。3.根据权利要求1所述的不锈钢防腐涂料，其特征在于，所述表面活性剂主要为蓖麻油基表面活性剂。4.根据权利要求1所述的不锈钢防腐涂料，其特征在于，所述紫外线吸收剂包括无机纳米紫外线吸收剂、有机紫外线吸收剂和紫外光稳定剂。5.根据权利要求1所述的不锈钢防腐涂料，其特征在于，所述溶剂为二甲苯，丙酮，丁酮，正丁醇，醋酸乙酯，乙酸正丁酯，甲基异丁基甲酮，环己酮，丙二醇甲醚，异丁醇，异丙醇，醋酸甲酯等，优选二甲苯，丙酮，正丁醇，醋酸乙酯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的不锈钢防腐涂料，其特征在于，所述助剂包括触变剂、消泡剂、分散剂。7.根据权利要求1至6任意一项所述的不锈钢防腐涂料，其特征在于，甲组份的配比为：羟基氟树脂：10～20重量分；羟基丙烯酸树脂：60～70重量分；表面改性聚酯纤维：3～8重量分；表面活性剂：1～3重量分；紫外线吸收剂：1～3重量分；溶剂：4～8重量分；助剂：2～3重量分。8.一种不锈钢防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述不锈钢防腐涂料为如权利要求1至7任意一项所述的不锈钢防腐涂料，所述制备方法包括：将改性羟基树脂、表面改性聚酯纤维、表面活性剂、紫外线吸收剂、助剂、溶剂按配方准确称量加入料桶，并加入部分溶剂，通过分散机以500～800r/min的速度搅拌5～15min，以1200～1500r/min的速度搅拌15～30min，分散均匀后再研磨0.5～4h至涂料细度达到40μm以下，用剩余溶剂调整粘度到合适的范围，检测粘度，合格后过滤、出料、包装。9.根据权利要求8所述的不锈钢防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述表面改性聚酯纤维的制备方法包括：采用水热法制备生长于聚酯纤维表面的水滑石；采用离子交换法在水滑石内部插层缓蚀剂。10.根据权利要求9所述的不锈钢防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述水热法制备生长于聚酯纤维表面的水滑石的方法包括：将zn(no3)2
·
6h2o、al(no3)3
·
9h2o、4ch4n2o及nh4f按8：1：5：2的比例溶解与蒸馏水中，加入适量聚酯纤维并超声处理10～20min，然后将混合液转移到高压反应釜中在120～150℃下反应2h，待反应结束
并冷却到室温后将产物取出，使用蒸馏水和无水乙醇清洗多次，烘干后即可得到生长在聚酯纤维表面的水滑石前驱体；采用离子交换法在水滑石内部插层缓蚀剂的方法包括：将去质子化的缓蚀剂与naoh溶液(控制溶液的ph为9～11)，通过中和反应制备钠盐。然后将前驱体加入到钠盐溶液中，并将混合液在70～90℃水浴下连续搅拌反应24～48h，得到内部插层缓蚀剂的水滑石改性聚酯纤维。

技术总结

本发明涉及不锈钢防腐涂料技术领域，尤其涉及一种不锈钢防腐涂料及其制备方法。一种不锈钢防腐涂料包括：甲组份和乙组份。甲组份包括羟基改性树脂、表面改性聚酯纤维、表面活性剂、紫外线吸收剂、溶剂、助剂；乙组份包括异氰酸酯固化剂。本发明的一种不锈钢防腐涂料，具有以下优势：生产工艺简单，无需复杂设备，且施工方便、常温可固化；涂层成膜性好，结构致密，涂层透明且具有优异的耐候防腐性，满足不锈钢表面无处理薄涂的施工需求。表面无处理薄涂的施工需求。表面无处理薄涂的施工需求。