[發明專利]一種含有氮化硅的有機?無機復合防腐涂料及制備方法

在審

• 申請號: 201710539619.3
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107189637A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 魏銘;黃李曉研
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D133/04;C09D5/08;C09D7/12;C09C1/28;C09C3/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 馬麗娜

技術領域

本發明涉及一種用于鋼結構防腐的水性防腐涂料及制備方法，尤其涉及一種含有改性氮化硅納米粉體的、用于金屬表面防腐的水性有機-無機復合防腐涂料及制備方法。

背景技術

很難想象如果現代社會沒有金屬和涂料，我們的日常生活會是何種模樣。目前金屬腐蝕造成的損失占行業總產值的6-8％。而通過應用得當的防腐技術，30-40％的腐蝕損失是可以避免發生和挽回的。在防腐措施中，涂覆防腐涂料又是最廣泛的措施。

氮化硅作為一種新型陶瓷納米材料，其具有優異的化學穩定性和電絕緣性、密度大、膨脹系數小、硬度大、化學性能穩定以及比表面積大等優點。氮化硅在材料中表現出和電絕緣性好等特點。單純的氮化硅納米粉體在涂料體系中的分散性差、易團聚，無法發揮出氮化硅的優良性能。同時，傳統的有機涂膜，其機械性能、穩定性能也都存在提高空間。涂料的防護機理主要是通過物理屏蔽、緩蝕作用和電化學保護作用實現防腐蝕作用。將改性氮化硅粉體應用在涂料中，通過改性引入新的目的基團，參與成膜反應，與涂膜成為一個整體，提高涂膜的耐水性和耐候性；提高漆膜的物理機械強度，使漆膜的耐磨性、硬度和耐久性得到提高；其化學穩定性和電絕緣性，則賦予了涂膜熱穩定性，提高了防腐蝕性能。

發明內容

本發明首要目的在于提供一種含有氮化硅的有機-無機復合防腐涂料。

本發明再一目的在于提供一種含有氮化硅的有機-無機復合防腐涂料的制備方法。

本發明所提供的技術方案具體如下：

一種改性氮化硅納米粉體漿料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氮化硅粉體分散在甲苯中，得到分散液I；將硅烷偶聯劑分散在甲苯中，配制成質量濃度為10-30％的溶液II；

(2)在50-70℃恒溫水浴和800-1200r/min機械攪拌條件下，緩慢向分散液I中滴加溶液II，滴加完畢后，保溫反應4-8小時；其中，滴加入分散液I的硅烷偶聯劑為氮化硅質量的0.5-3％；

(3)反應結束后，抽濾，洗滌，60-90℃真空干燥2-4h，得到改性氮化硅粉體；將改性氮化硅粉體配制成質量分數為30-70％的水分散液，磨研磨至細度要求，即得到改性氮化硅納米粉體漿料。

所述的硅烷偶聯劑為氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。

所述的分散液I通過以下方式得到：向甲苯中加入氮化硅粉體，先利用高速分散機分散15-30min，再超聲分散20-40min，即成。

步驟(2)的滴加速度控制在1-5mL/min。

一種含有氮化硅的有機-無機復合防腐涂料，由以下質量百分比的原料制備而成：改性氮化硅納米粉體漿料1-10％，填料5-20％，分散劑0.05-1.5％，潤濕流平劑0.05-1.5％，消泡劑0.05-1.5％，殺菌劑0.05-1％，水1-10％，乳液35-65％，固化劑10-20％；

所述的改性氮化硅納米粉體漿料由上述制備方法制備而成。

所述的填料通過以下方式制備得到：將云母氧化鐵、云母粉、玻璃鱗片、滑石粉、重質碳酸鈣中的一種或幾種配制成質量分數為60-80％的水分散漿料，錐形磨研磨至細度要求，即成。

所述的乳液為環氧乳液、環氧-硅丙乳液、有機硅改性環氧乳液中的一種或幾種。

上述含有氮化硅的有機-無機復合防腐涂料在防腐領域的應用。

本發明的原理如下：

本發明通過將化學改性后的氮化硅納米粉體加入涂料中，與涂膜成為一個整體，提高涂膜的耐水性和耐候性、耐磨性和硬度、熱穩定性和防腐蝕性能。這是因為環氧樹脂本身是交聯度很高的熱固性樹脂，其裂縫擴展屬于典型的脆性擴展，其耐沖擊能力較差，柔韌性一般，比較脆，耐熱性也較差，固化過程易產生裂紋，改性氮化硅納米粉體漿料參與成膜后，則可以有效地均勻分散在最終涂膜中，將其極好的機械物理性能、熱穩定性和電絕緣性等性能發揮。

與現有技術相比，本發明具有以下優點和有益效果：

(1)本發明對氮化硅進行改性時，選用甲苯作溶劑，相較于現有技術，甲苯具有較高的沸點，在反應結束后可以循環利用。

(2)本發明的制備方法工藝簡單、成本低廉。

(3)本發明制得的防腐涂料只需在粗糙度在噴砂Sa2.5級以上的涂裝基材表面刷涂、噴涂即可，操作簡便；防腐涂料室溫即可固化，表干時間為60min，實干時間為8h左右。

(4)本發明制得的防腐涂料防腐性能優異、防腐時效長、機械強度高、熱穩定性和化學穩定性好。