本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

儲(chǔ)油罐被廣泛應(yīng)用于油庫(kù)、煉油廠(chǎng)和油田，由于原油中含有一些腐蝕性雜質(zhì)，如無(wú)機(jī)鹽、硫化物、氮化物等，這些雜質(zhì)含量雖少，但腐蝕危害性大。另外，許多企業(yè)進(jìn)口中東的原油日益劣化，呈高酸、高硫、高含水量變化趨勢(shì)，更加重了儲(chǔ)油罐內(nèi)的腐蝕。為了延長(zhǎng)儲(chǔ)油罐的使用壽命和防止腐蝕引起的事故，必須對(duì)儲(chǔ)油罐內(nèi)壁進(jìn)行防腐蝕處理。涂料防腐是廉價(jià)且有效的防腐手段，但涂料的成膜物質(zhì)一般為高聚物，高聚物與流動(dòng)的油摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，從而引起火災(zāi)。因此，儲(chǔ)油設(shè)備防腐涂料不僅要耐腐蝕，還應(yīng)有良好的導(dǎo)靜電性。

目前使用的導(dǎo)電填料概括起來(lái)有碳系、金屬系和金屬氧化物系等。碳系以石墨、碳黑為主，存在漆膜附著力和抗?jié)B透性差、會(huì)污染油品等缺點(diǎn)；金屬系導(dǎo)電填料價(jià)格昂貴、易氧化、易沉底結(jié)塊，不便于施工；金屬氧化物系填料本身導(dǎo)電性比較差，使用時(shí)需要摻雜其他金屬來(lái)提高導(dǎo)電性。這些導(dǎo)電填料在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題限制了導(dǎo)電耐蝕涂層的應(yīng)用。碳納米管由于其獨(dú)特的內(nèi)在結(jié)構(gòu)(較大的長(zhǎng)徑比、納米級(jí)管徑等)，表現(xiàn)出高強(qiáng)度、高韌性、強(qiáng)導(dǎo)電性、高化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等良好性能，使得碳納米管成為聚合物基抗靜電符合材料的理想填料。但現(xiàn)有技術(shù)中為了使得碳納米管分散在聚合物基體中，不僅需要復(fù)雜的分散工藝，而且存在與基體結(jié)合力差等一系列問(wèn)題，大大限制了導(dǎo)電耐蝕涂料的開(kāi)發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料及其制備方法，在保證粉末涂料具有良好導(dǎo)電性的前提下，大大提高了涂料的耐腐蝕性。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚氨酯45-95份、羥基丙烯酸樹(shù)脂5-25份、環(huán)氧樹(shù)脂1-5份、多壁碳納米管5-15份、二氧化鈦2-8份、氮化鋁1-4份、云母粉5-15份、滑石粉5-10份、鈦白粉10-30份、顏填料1-20份、二月桂酸二丁錫0.5-2份、安息香0.5-3份、流平劑1-3份、防沉劑0.1-1份、固化劑2-40份；

其中，所述多壁碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入堿液，超聲震蕩反應(yīng)后過(guò)濾，洗滌，烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入季銨鹽殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，過(guò)濾后烘干，加入端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行反應(yīng)后，得到所述多壁碳納米管。

優(yōu)選地，所述聚氨酯的合成方法中采用的異氰酸酯單體為異佛爾酮二異氰酸酯IPDI、甲苯二異氰酸酯TDI、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯MDI、多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI、六亞甲基二異氰酸酯HDI、甲基環(huán)己基二異氰酸酯HTDI中的一種或多種的組合物，采用的多元醇單體為三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、丙三醇、1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇、季戊四醇中的一種或多種的組合物。

優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。

優(yōu)選地，所述多壁碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為15-20wt％的堿液，在40-60℃下超聲震蕩反應(yīng)3-5h后過(guò)濾，洗滌，100-120℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的1-6wt％的季銨鹽殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的5-15wt％的端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體，在叔胺或者或有機(jī)金屬催化劑的催化下酯化反應(yīng)1-3h，得到所述多壁碳納米管。

優(yōu)選地，所述季銨鹽殼聚糖為羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖或羧甲基羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖。

優(yōu)選地，所述顏填料為高耐候金紅石型鈦白粉、色素槽法炭黑、酞菁藍(lán)、耐曬黃中的一種或者多種的組合；優(yōu)選地，所述流平劑為聚醚改性有機(jī)硅氧烷溶液、烷基改性有機(jī)硅氧烷溶液、丙烯酸酯共聚物溶液、硅酮乙二醇共聚體溶液中的一種或多種的組合；優(yōu)選地，所述防沉劑為聚酰胺蠟漿、膨潤(rùn)土、氣相二氧化硅、人造玻璃纖維中的一種或者多種的組合。

優(yōu)選地，所述固化劑為封閉型異氰酸酯固化劑、異氰脲酸三縮水甘油酯、聚氨酯樹(shù)脂固化劑或聚酯樹(shù)脂固化劑。

優(yōu)選地，所述的可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚氨酯60-80份、羥基丙烯酸樹(shù)脂10-20份、環(huán)氧樹(shù)脂3-4份、多壁碳納米管8-12份、二氧化鈦4-6份、氮化鋁2-3份、云母粉7-12份、滑石粉7-8份、鈦白粉15-25份、顏填料5-15份、二月桂酸二丁錫1-1.5份、安息香1-2份、流平劑1.5-2.5份、防沉劑0.3-0.7份、固化劑8-20份。

一種可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料的制備方法，包括：將配方量的聚氨酯、多壁碳納米管、二氧化鈦、氮化鋁、云母粉、滑石粉、鈦白粉、顏填料、二月桂酸二丁錫、安息香、流平劑、防沉劑、固化劑混勻后得到混料A；將配方量的羥基丙烯酸樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂混勻后得到混料B；將混料A加入雙螺桿擠出機(jī)后在90-100℃下進(jìn)行擠壓，升溫至110-120℃后加入混料B擠壓成型，粉碎后得到所述可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料。

本發(fā)明提出的一種可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料，通過(guò)選擇聚氨酯、羥基丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂作為聚合物基料，并輔以與聚合物基料具有很好混溶性又具有合適的反應(yīng)的固化劑，使得涂料的貯存穩(wěn)定性、熔融性、流動(dòng)性和固化性之間具有良好平衡的體系，保證涂料具有低溫固化性能的同時(shí)，該聚合物基料中聚氨酯的存在為涂料的耐腐蝕性提供保證，同時(shí)羥基丙烯酸樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)，因丙烯酸樹(shù)脂為含羧基官能團(tuán)在形成酯鍵時(shí)能夠形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與多支化的聚氨酯彼此交聯(lián)，形成更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了涂層與基材的附著力，并使涂層抗沖擊力、柔韌性、特別是耐腐蝕性更加優(yōu)異，即本發(fā)明中關(guān)于樹(shù)脂、固化體系的選擇，是本發(fā)明中得到一種具有高防腐蝕性能，且機(jī)械性能好，附著力強(qiáng)，儲(chǔ)存穩(wěn)定的涂料的基礎(chǔ)；還有，為了提高所述粉末涂料的導(dǎo)電性能，本申請(qǐng)中通過(guò)選擇加入多壁碳納米管為導(dǎo)電填料，并采用靜電噴涂法形成該功能涂層，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中多壁碳納米管在聚合物基體的團(tuán)聚缺陷，本發(fā)明中所述多壁碳納米管先通過(guò)堿液處理，打散多壁碳納米管互相之間的纏繞狀態(tài)，之后再加入季銨鹽殼聚糖使得二者形成吸附，在多壁碳納米管的表層覆蓋一層殼聚糖分子，再與聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)后，使得碳納米管的表層包覆有聚氨酯基體，因此不僅使得碳納米管作為導(dǎo)電劑，使得本發(fā)明所述粉末涂料涂層具有較強(qiáng)的導(dǎo)電性的同時(shí)適用于靜電噴涂，而且大大增強(qiáng)了碳納米管與聚氨酯基體的結(jié)合強(qiáng)度，有效解決了多壁碳納米管難分散、易團(tuán)聚等缺點(diǎn)；此后本發(fā)明中還加入云母粉、滑石粉、二氧化鈦、氮化鋁作為填料，可進(jìn)一步改善涂膜的力學(xué)性能；鈦白粉可吸收紫外線(xiàn)的波谷達(dá)到75％以上，保護(hù)了高分子材料中的C-H鍵，從而提高了漆膜的耐候性，延遲漆膜粉化變色；流平劑的加入則能夠極大程度的降低涂料體系的表面張力，增進(jìn)基材潤(rùn)濕性、防止縮孔，同時(shí)增進(jìn)涂層表面的滑爽性和光澤；防沉劑能夠較好地平衡涂膜的抗流掛性與流平性，可賦矛涂料體系較高的觸變性能，并具有良好的增稠、防沉作用。

具體實(shí)施方式

為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下：

實(shí)施例1

一種可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚氨酯45份、羥基丙烯酸樹(shù)脂25份、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂1份、多壁碳納米管15份、二氧化鈦2份、氮化鋁4份、云母粉5份、滑石粉10份、鈦白粉10份、色素槽法炭黑20份、二月桂酸二丁錫0.5份、安息香3份、聚醚改性有機(jī)硅氧烷溶液1份、聚酰胺蠟漿1份、封閉型異氰酸酯固化劑2份；

其中，所述聚氨酯的合成方法中采用的異氰酸酯單體為異佛爾酮二異氰酸酯IPDI，采用的多元醇單體為三羥甲基丙烷；

所述多壁碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為15wt％的堿液，在60℃下超聲震蕩反應(yīng)3h后過(guò)濾，洗滌，120℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的1wt％的羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的15wt％的端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體，在叔胺的催化下酯化反應(yīng)1h，得到所述多壁碳納米管。

實(shí)施例2

一種可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚氨酯95份、羥基丙烯酸樹(shù)脂5份、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂5份、多壁碳納米管5份、二氧化鈦8份、氮化鋁1份、云母粉15份、滑石粉5份、鈦白粉30份、酞菁藍(lán)1份、二月桂酸二丁錫2份、安息香0.5份、烷基改性有機(jī)硅氧烷溶液3份、膨潤(rùn)土0.1份、異氰脲酸三縮水甘油酯40份；

其中，所述聚氨酯的合成方法中采用的異氰酸酯單體為甲苯二異氰酸酯TDI和4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯MDI，采用的多元醇單體為三羥甲基乙烷和丙三醇；

所述多壁碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為20wt％的堿液，在40℃下超聲震蕩反應(yīng)5h后過(guò)濾，洗滌，100℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的6wt％的羧甲基羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的5wt％的端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體，在有機(jī)金屬催化劑的催化下酯化反應(yīng)3h，得到所述多壁碳納米管。

實(shí)施例3

一種可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚氨酯60份、羥基丙烯酸樹(shù)脂20份、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂3份、多壁碳納米管12份、二氧化鈦4份、氮化鋁3份、云母粉7份、滑石粉8份、鈦白粉15份、顏填料15份、二月桂酸二丁錫1份、安息香2份、流平劑1.5份、防沉劑0.7份、固化劑8份；

其中，所述聚氨酯的合成方法中采用的異氰酸酯單體為多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI和六亞甲基二異氰酸酯HDI，采用的多元醇單體為1，2，4-丁三醇和1，2，6-己三醇；

所述多壁碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為17wt％的堿液，在50℃下超聲震蕩反應(yīng)4h后過(guò)濾，洗滌，110℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的3wt％的羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的10wt％的端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體，在叔胺的催化下酯化反應(yīng)2h，得到所述多壁碳納米管；

所述顏填料為高耐候金紅石型鈦白粉和耐曬黃；所述流平劑為丙烯酸酯共聚物溶液和硅酮乙二醇共聚體溶液；所述防沉劑為氣相二氧化硅和人造玻璃纖維；所述固化劑為聚氨酯樹(shù)脂固化劑。

實(shí)施例4

一種可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚氨酯80份、羥基丙烯酸樹(shù)脂10份、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂4份、多壁碳納米管8份、二氧化鈦6份、氮化鋁2份、云母粉12份、滑石粉7份、鈦白粉25份、耐曬黃5份、二月桂酸二丁錫1.5份、安息香1份、聚硅酮乙二醇共聚體溶液2.5份、人造玻璃纖維0.3份、聚酯樹(shù)脂固化劑20份；

其中，所述聚氨酯的合成方法中采用的異氰酸酯單體為甲基環(huán)己基二異氰酸酯HTDI，采用的多元醇單體為季戊四醇；

所述多壁碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為18wt％的堿液，在55℃下超聲震蕩反應(yīng)3.5h后過(guò)濾，洗滌，105℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的4wt％的羧甲基羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的12wt％的端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體，在有機(jī)金屬催化劑的催化下酯化反應(yīng)1.5h，得到所述多壁碳納米管。

實(shí)施例1-4所述的可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料的制備方法，包括：將配方量的聚氨酯、多壁碳納米管、二氧化鈦、氮化鋁、云母粉、滑石粉、鈦白粉、顏填料、二月桂酸二丁錫、安息香、流平劑、防沉劑、固化劑混勻后得到混料A；將配方量的羥基丙烯酸樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂混勻后得到混料B；將混料A加入雙螺桿擠出機(jī)后在90-100℃下進(jìn)行擠壓，升溫至110-120℃后加入混料B擠壓成型，粉碎后得到所述可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料。

將實(shí)施例1-4所述的可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料以靜電噴涂的方式噴涂在樣板上，進(jìn)行如下性能測(cè)試，性能測(cè)試結(jié)果如下表所示：

將實(shí)施例1-4所述的可靜電噴涂型高耐蝕粉末涂料以靜電噴涂的方式噴涂在樣板上，并將樣板加入2wt％的鹽酸溶液中浸泡20h、25h、30h，都沒(méi)有腐蝕現(xiàn)象；再分別放入2wt％的氫氧化鉀溶液浸泡40h、45h、50h，也都沒(méi)有腐蝕現(xiàn)象。

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴(lài)上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。