專利名稱：防腐、防水納米工業(yè)涂料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)涂料，尤其涉及一種防腐、防水工業(yè)涂料及其制備方法，屬于化工領域。
背景技術：
隨著現代工業(yè)的發(fā)展，一批新興工業(yè)領域的出現和許多現代工程的興建，對防腐涂料承受環(huán)境的能力和使用壽命提出了更高的要求。常用的防腐涂料已不能滿足這些需要。近年來國內外針對大型設備的重防腐問題，研發(fā)出許多新型防腐蝕涂料，如氯磺化聚乙烯、氯化橡膠等。這些涂料雖然各具優(yōu)點，但仍屬于封閉性的防護涂層，一旦涂層破壞，材料很快就被腐蝕。而且，這些涂料普遍存在易老化、不耐有機溶劑、有毒、污染環(huán)境等弊病，因此其使用范圍受到限制。自九十年代起，涂料工作者開始嘗試將納米材料引入涂料中，但由于納米材料粒徑小，比表面積很大，在使用中易發(fā)生團聚，因而大大阻礙納米性能的發(fā)揮。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種納米工業(yè)涂料，該納米工業(yè)涂料以防腐、防火、防水為主要功能，兼有其他一般涂料的功能。
本發(fā)明所要解決的技術問題是通過以下技術途徑來實現的一種納米防腐、防水工業(yè)涂料，由以下重量份的原料制成A組分95～105份、B組分2～8份。A組分和B組分單獨包裝。A組分和B組分單獨包裝。優(yōu)選為A組分100份、B組分5份。
其中，A組分由以下重量百分比的原料制成成膜物30～50％、顏料10～25％、填充劑5～20％、助劑0.1～5.0％、復合納米分散液1～10％、溶劑20～30％。
優(yōu)選為成膜物40～50％、顏料12～20％、填充劑9～15％、助劑0.1～1.0％、復合納米分散液4～6％、溶劑20～30％。
B組分由以下重量百分比的原料制成納米Sb2O3(粒徑小于100nm)1～5％，載體95～99％。優(yōu)選為納米Sb2O31～3％，載體99～97％。
上述原料中，所述的成膜物為高氯化聚乙烯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、有機硅樹脂、鄰苯二甲酸二丁酯中的任一種或它們混合物的任一種。
所述的顏料為超細鋅粉、玻璃鱗片、聚磷酸鋁、磷酸鋅、氧化鐵紅、氧化鐵黃中的任一種或它們混合物的任一種。優(yōu)選為玻璃鱗片、磷酸鋅、氧化鐵紅和氧化鐵黃中的任一種或它們混合物的任一種。
所述的填充劑為超細硅酸鋁、云母粉、滑石粉、鈦白粉、立德粉、輕質碳酸鈣、氧化鋅、氧化鋁中的任一種或它們混合物的任一種。優(yōu)選為滑石粉、輕質碳酸鈣、鈦白粉中的任一種或它們混合物的任一種。
所述的復合納米分散液，包括納米二氧化硅、納米氧化鋁、納米二氧化鈦等多種納米材料及其潤濕劑、分散劑等。該分散液可購自于浙江省上虞市宇達化工有限公司，其商品名為“宇達牌”復合納米分散液。
所述的助劑包括成膜助劑、防沉劑、消泡劑、增稠劑、流平劑、阻燃劑、抗菌劑等。優(yōu)選為消泡劑(PRS-6A)和硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)。
所述的溶劑可以是有機溶劑之異丙醇、乙酸乙酯、二甲苯、乙二醇、丁醇中的任一種或它們混合物的任一種。優(yōu)選為二甲苯與丁醇的混合溶劑，其中二甲苯與丁醇的重量比例為3～6∶7～4。
所述的載體為二甲苯、乙二醇、丁醇等有機溶劑中的任一種或它們混合物的任一種。優(yōu)選為將二甲苯、乙二醇和丁醇按4∶3∶3重量比例配制的混合溶劑。
本發(fā)明所用到的原料均可從市場購買得到，其規(guī)格符合化工標準。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制備本發(fā)明涂料的方法，包括以下步驟1、按以下方法制備A組分1)將成膜物和溶劑用量的40-50％混合在一起高速攪拌，得混合液1；2)將顏料、填充劑和其余溶劑攪拌，得混合液2；
3)將混合液1和混合液2混合在一起后均勻攪拌，再加入助劑、復合納米分散液，高速均勻分散，并研磨至涂料細度達到30-40μm備用；2、按以下方法制備B組分將納米級Sb2O3和載體按以下重量比例混合1～5∶99～95，攪拌即得，備用；3、將A、B雙組分按95～105∶2～8的重量比例混合均勻，即得本發(fā)明涂料。
本發(fā)明在涂料的生產過程中，將不同的納米材料分別引入到涂料中。其中，納米二氧化硅、納米氧化鋁、納米二氧化鈦等多種納米材料及其潤濕劑、分散劑等是通過復合納米分散液的形式，在A組分引入的；而納米級三氧化二銻則是通過其特定的載體，即二甲苯、乙二醇、丁醇等溶劑中的一種或多種引入到涂料的B組分之中。
本發(fā)明首次將納米Sb2O3以催化劑的形式應用于涂料成膜過程中。在納米Sb2O3結構中，由于材料處于納米尺度范圍，材料表面的比表面積很大，導致材料表面電子配位不足，從而極大地增加了材料的表面活性；另一方面，由于銻原子的電子構型為〔Kr〕4d105s25p3，處于半穩(wěn)定狀態(tài)，在涂膜的交聯(lián)固化反應過程中，可以實現Sb+5、Sb+3相互間的轉化，因此，納米Sb2O3在涂膜固化過程中可起到顯著的催化作用。
本發(fā)明涂料具有以下主要優(yōu)點1、在常溫下具有顯著的重防腐性能，涂膜耐酸性、耐堿性、耐鹽霧、耐油性、耐化學試劑、耐候性、抗紫外線性能優(yōu)異。
2、具有優(yōu)異的防火性和防水性。
3、涂膜附著力好，成膜速度快，性能穩(wěn)定。
總之，本發(fā)明涂料是一種復合型重防腐涂料，涂膜具有高效保溫、重防腐等多種功能，能夠有效滿足常溫環(huán)境下(低于100℃)海上設施、船舶、沿海鋼鐵構件、水泥等防腐蝕要求，橋梁、橋墩、涵洞、地下工程防腐防水要求以及化工廠、石油、天然氣的貯罐、管道等的防腐要求。
以下通過實施例來進一步描述本發(fā)明的有益效果，應該理解的是，這些實施例僅用于例證的目的，決不限制本發(fā)明的范圍。
具體實施例方式1、A組分的制備按下述重量(單位Kg)稱取各原料高氯化聚乙烯24Kg、環(huán)氧樹脂10Kg、鄰苯二甲酸二丁酯6Kg、磷酸鋅9Kg、輕質碳酸鈣3.3Kg、鈦白粉6Kg、混合溶劑(二甲苯∶丁醇＝5∶5)30Kg、氧化鐵紅6Kg、復合納米分散液5Kg、硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)0.4Kg、消泡劑(PRS-6A)0.3Kg。
制備工藝1)將高氯化聚乙烯、環(huán)氧樹脂、鄰苯二甲酸二丁酯溶于40％用量的混合溶劑中，攪拌靜置4小時后，高速分散20-30分鐘(轉速800rpm)后，得混合液1；2)將玻璃鱗片、磷酸鋅、輕質碳酸鈣、鈦白粉、氧化鐵紅等溶于60％用量的混合溶劑中，靜置1小時后，得混合液2；3)將混合液1與混合液2混合，攪拌均勻后，分別加入復合納米分散液、硅烷偶聯(lián)劑、消泡劑等，高速分散20-30分鐘(轉速1000rpm)；4)用三輥研磨機研磨至涂料細度達到30-40μm。
2、B組分的制備按下述重量稱取各原料粒徑為40nm的Sb2O32Kg，載體(混合溶劑二甲苯∶丁醇∶乙二醇＝4∶3∶3)98Kg。
具體配制方法為1)將二甲苯、乙二醇、丁醇按以下重量比例混合4∶3∶3。攪拌后得載體；2)將納米級Sb2O3和載體按以下重量比例混合2∶98。攪拌后即得。
3、將10kgA組分和0.5kgB組分混合均勻即得本發(fā)明涂料，在24小時內使用。
本實施例涂料顏色為淡紅色，漆膜柔韌性好，附著力強，耐酸性、耐堿性、耐油性、耐鹽霧性、耐候性、抗紫外線性能優(yōu)異，防火防水性好，在腐蝕環(huán)境嚴重的海洋被用作船底防銹底漆，效果良好。
1、A組分的制備按下述重量稱取各原料有機硅26Kg、鄰苯二甲酸二丁酯6Kg、混合溶劑(二甲苯∶丁醇＝4∶6)20Kg、玻璃鱗片12Kg、滑石粉9Kg、鈦白粉6Kg、高氯化聚乙烯15Kg、氧化鐵黃0.3Kg、復合納米分散液5Kg、硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)0.4Kg、消泡劑(PRS-6A)0.3Kg。
制備工藝1)將有機硅、高氯化聚乙烯、鄰苯二甲酸二丁酯溶于45％用量的混合溶劑中，靜置4小時后，高速分散20-30分鐘(轉速800rpm)，得混合液1；2)將玻璃鱗片、滑石粉、鈦白粉、氧化鐵黃等溶于55％用量的混合溶劑中，攪拌均勻后，得混合液2；3)將混合液1和混合液2混合，攪拌均勻后，加入復合納米分散液、硅烷偶聯(lián)劑、消泡劑等，高速分散20-30分鐘(轉速1000rpm)。
4)用三輥研磨機研磨至涂料細度達到30-40μm。
2、B組分的制備按下述重量稱取各原料粒徑為40nm的Sb2O32Kg，載體(混合溶劑二甲苯∶丁醇∶乙二醇＝4∶3∶3)98Kg。
具體配制方法為1)將二甲苯、乙二醇、丁醇按以下重量比例混合4∶3∶3攪拌，得混合有機溶劑；2)將納米Sb2O3和混合有機溶劑按以下重量比例混合2∶98，攪拌即得，備用。
3、將10kgA組分和0.5kgB組分混合均勻即得本發(fā)明涂料，在24小時內使用。
本實施例涂料顏色為黃色，漆膜干燥時間快(表干20-30分鐘，實干8-9小時)，附著力強，柔韌性好，耐酸性、耐堿性、耐油性、耐鹽霧性、耐候性、抗紫外線性能優(yōu)異，防火防水性好，可作為常溫環(huán)境下(低于100℃)使用的各種輸送管道、貯存罐的防護涂層。
本發(fā)明實施例1和2所制備的涂料經國家建筑材料測試中心檢驗各項防腐蝕指標，測試結果如下

權利要求
1.一種防腐、防水的納米工業(yè)涂料，由以下重量份的兩種組分組成A組分95～105份、B組分2～8份；兩種組分單獨包裝；其中，A組分由以下重量百分比的原料制成成膜物30～50％、顏料10～25％、填充劑5～20％、助劑0.1～5.0％、復合納米分散液1～10％、溶劑20～30％；B組分由以下重量百分比的原料制成粒徑小于100nm的Sb2O31～5％、載體95～99％；所述的成膜物為下述材料中的任一種或它們混合物的任一種高氯化聚乙烯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、有機硅樹脂、鄰苯二甲酸二丁酯；所述的顏料為下述材料中的任一種或它們混合物的任一種超細鋅粉、玻璃鱗片、聚磷酸鋁、磷酸鋅、氧化鐵紅、氧化鐵黃；所述的填充劑為下述材料中的任一種或它們混合物的任一種超細硅酸鋁、云母粉、滑石粉、鈦白粉、立德粉、輕質碳酸鈣、氧化鋅、氧化鋁；所述的助劑包括消泡劑和硅烷偶聯(lián)劑；所述溶劑為下述有機溶劑中的任一種或它們混合物的任一種異丙醇、乙酸乙酯、二甲苯、乙二醇、丁醇；所述的B組分中的載體為下述溶劑中的任一種或它們混合物的任一種二甲苯、乙二醇、丁醇。
2.按照權利要求1的工業(yè)涂料，其特征是兩種組分的重量份是A組分100份、B組分5份；其中A組分由以下重量百分比的原料制成成膜物40％、顏料15％、填充劑9.3％、助劑0.7％、復合納米分散液5％、溶劑30％；B組分由以下重量百分比的原料制成粒徑小于100nm的Sb2O32％，載體98％。
3.按照權利要求1的工業(yè)涂料，其特征是所述的成膜物選自下述材料中的任一種或它們混合物的任一種高氯化聚乙烯、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、鄰苯二甲酸二丁酯。
4.按照權利要求1的工業(yè)涂料，其特征是所述的顏料選自下述材料中的任一種或它們混合物的任一種磷酸鋅、氧化鐵紅、玻璃鱗片、氧化鐵黃。
5.按照權利要求1的工業(yè)涂料，其特征是所述的填充劑選自下述材料中的任一種或它們混合物的任一種輕質碳酸鈣、鈦白粉、滑石粉。
6.按照權利要求1的工業(yè)涂料，其特征是所述的助劑為硅烷偶聯(lián)劑和消泡劑。
7.按照權利要求1的工業(yè)涂料，其特征是所述的溶劑為二甲苯與丁醇組成的混合溶劑。
8.按照權利要求1的工業(yè)涂料，其特征是所述的載體為二甲苯、乙二醇和丁醇組成的混合溶劑。
9.一種制備權利要求1所述涂料的方法，包括如下步驟(1)按以下方法制備A組分1)取40-50％體積的溶劑與成膜物混合在一起，高速攪拌，得混合液1；2)將顏料、填充劑和其余溶劑混合、攪拌，得混合液2；3)將混合液1和混合液2混合在一起，均勻攪拌后，再加入助劑、復合納米分散液，高速均勻分散，并研磨至涂料細度達到30-40μm，備用；(2)按以下方法制備B組分將納米級Sb2O3和載體按1～5∶99～95重量比例混合后，攪拌均勻備用；(3)將A、B雙組分按95～105∶2～8的重量份比例混合均勻，即得本發(fā)明涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的工業(yè)涂料，該涂料由以下重量份的兩種原料組成A組分95～105份、B組分2～8份；其中，A組分由以下原料制成成膜物、顏料、填充劑、助劑、復合納米分散液和溶劑；B組分由以下兩種原料制成納米級Sb
文檔編號C09D123/28GK1709994SQ200510080489
公開日2005年12月21日 申請日期2005年7月5日 優(yōu)先權日2005年7月5日
發(fā)明者孫啟明, 于紅智, 曹開玉, 劉時軍 申請人:北京國科京彪新材料科技有限公司