[發明專利]一種高性能納米復合結構涂料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410700579.2
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104387960A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 劉蘭君
• 申請（專利權）人: 蘇州伊埃夫化學材料科技有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D175/04;C09D5/08;C09C1/36;C09C3/12;C09C3/04
• 代理公司: 北京瑞思知識產權代理事務所(普通合伙) 11341
• 代理人: 袁紅紅

技術領域

本發明涉及涂料領域，特別是涉及一種高性能納米復合結構涂料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著海洋中石油與天然氣的不斷開發和勘探，離岸石油平臺成為保障海洋石油開發的重要裝置，這種離岸石油平臺大都是由大型鋼結構構建而成，由于其長期處于海洋環境中，非常容易受到惡劣海洋環境的嚴重腐蝕，導致其損毀。目前，業界開發了一種具有納米材料的防腐涂料，該涂料可以在一定程度上提高防腐性能，但由于其制備方法不合理，導致納米材料與涂料中其他組分的相容性能較差，使得防腐涂料的在使用過程中容易出現龜裂、磨損及易老化現象，需要經常對損毀的涂料表面進行修復處理或重新涂覆，浪費了大量的人力和物力資源。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種高性能納米復合結構涂料及其制備方法，能夠有效改善現有防腐涂料涂料存在的上述問題，提高涂料的綜合性能和使用壽命，節約人力和物力資源。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種高性能納米復合結構涂料，包括如下重量份組分：聚硅氧烷樹脂30～40份、聚氨酯20～30份、蒙脫土15～25份、表面改性納米材料5～15份、二月桂酸二丁烯1～3份、季戊四醇?3～4份、有機溶劑20～30份、微晶蠟2～3份、乙烯基三胺5～10份、分散劑3～5份。

在本發明一個較佳實施例中，所述表面改性納米材料為包覆改性納米二氧化鈦和包覆改性二氧化硅。

在本發明一個較佳實施例中，所述包覆改性劑為硅烷偶聯劑。

在本發明一個較佳實施例中，所述包覆改性納米二氧化鈦和包覆改性二氧化硅的質量比例為1～3:1。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種高性能納米復合結構涂料的制備方法，包括如下步驟：

（1）制備包覆改性納米二氧化鈦：在室溫下，向攪拌速度為1500～1800r/min的分散機中加入質量比例為4～6:1～2:1的乙醇溶液、硅烷偶聯劑和納米二氧化鈦顆粒，固定轉速攪拌1～2h，得到初步分散的混合溶液，然后將上述混合溶液置入超聲分散場中處理1～2h，真空抽濾、洗滌后，在100℃的真空干燥箱中干燥30～60min至恒重，得到包覆改性納米二氧化鈦；

（2）制備包覆改性納米二氧化硅：在室溫下，向攪拌速度為1500～1800r/min的分散機中加入質量比例為3～5:1:1的乙二醇溶液、硅烷偶聯劑和納米二氧化硅顆粒，固定轉速攪拌1～1.5h，得到初步分散的混合溶液，然后將上述混合溶液置入超聲分散場中處理2～3h，真空抽濾、洗滌后，在80℃的真空干燥箱中干燥30～60min至恒重，得到包覆改性納米二氧化硅；

（3）制備預改性納米復合結構涂料：向加熱攪拌釜中加入配方量的聚硅氧烷樹脂、聚氨酯，攪拌混合并升溫至50～80℃，然后恒溫恒攪拌速度下，加入配方量的蒙脫土、季戊四醇、有機溶劑和微晶蠟，攪拌混合至均勻，最后加入二月桂酸二丁烯和乙烯基三胺，攪拌下反應1～2h，得到預改性納米復合結構涂料；

（4）制備高性能納米復合結構涂料：向步驟（3）中得到的預改性納米復合結構涂料中加入配方量分散劑及步驟（1）和步驟（2）中制備的包覆改性納米二氧化鈦和包覆改性二氧化硅，然后將其先后置入6000r/min轉速下分散劑和超聲場中依次進行高速機械攪拌混合和超聲混合，得到均勻的混合液，最后將上述混合液置入真空度為0.01～0.03MPa的抽真空消泡罐中消泡處理45～60min，得到所述高性能納米復合結構涂料。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（1）中的乙醇溶液的濃度為85～90%，所述硅烷偶聯劑為KH-550。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（2）中的乙二醇溶液的濃度為75～80%，所述硅烷偶聯劑為A51。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（4）中，所述高速機械攪拌混合的時間為30～60min，所述超聲混合的時間為15～20min。

本發明的有益效果是：本發明一種高性能納米復合結構涂料及其制備方法，通過對納米二氧化鈦和納米二氧化硅的表面進行硅烷包覆改性，提高了納米材料與涂料的相容性，從而提高納米復合涂料的質量穩定性，所制備的納米復合結構涂料具有優異的防腐性能、抗老化性能和紫外線吸收性能，其綜合性能優異，耐久性好，使用壽命長，有效保障了鋼結構石油平臺的質量，大大節約人力和物力資源。

具體實施方式