[发明专利]一种用于涉酸环境下金属表面的纳米防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于涉酸环境下金属表面的纳米防腐涂料及其制备方法，属于防腐涂料技术领域，该纳米防腐涂料包括主剂、固化剂和稀释剂，其特征在于，所述主剂和固化剂的重量比为100:15‑50，其中，主剂包括改性酚醛树脂、具有IPN结构的改性环氧树脂、纳米二氧化钛、炭黑、硫酸钡、滑石粉、鳞片状云母粉、纳米氧化铝、纳米碳化硅、聚苯胺、稀土物质、改性磷酸锌、有机硅氧烷表面改性剂、润湿分散剂、消泡剂、防沉剂、防流挂剂、二甲苯、丁醇；固化剂包括改性胺和二甲苯；稀释剂包括二甲苯和丁醇。该纳米防腐涂料具有优异的耐酸性能、防腐性能和附着力，其制备方法简单，易操作，对设备要求不高，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种用于涉酸环境下金属表面的纳米防腐涂料及其制备方法。

背景技术

酸性腐蚀是一种常见的腐蚀类型，酸性腐蚀广泛存在于产酸化工设备(如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等)、油气田生产环境(含H₂S、CO₂酸性气体等)、酸雨大气环境(存在SO₂、NO₂等)以及酸性土壤等涉酸环境中。酸性腐蚀主要以析氢腐蚀和氧化腐蚀两种形式存在，其对金属材料及设备的腐蚀十分严重，这给材料、制品及设备的储存和生产带来了严重的困扰。因此，寻求既能保证生产的顺利进行，又能有效防止酸对生产设备的腐蚀破坏的防腐手段是防腐界的热点和难点之一。而耐酸涂料是其中的有效手段之一，它可以很好地保护基材，延长基材的使用寿命，降低酸性环境下防腐工程的造价及维修成本。酸性环境中使用的涂料，其耐酸性是一个极其重要的考虑因素，这个因素主要通过选择或制备适宜的树脂、颜填料、固化剂、助剂等来实现。

其中，树脂是涂料的主要成膜物质，对涂料耐酸性能起到决定性作用。目前，耐酸涂料使用比较多的树脂主要是环氧树脂、酚醛树脂以及它们的改性树脂，专利CN103666201B公布了一种长效耐酸碱、无溶剂防腐涂料，它使用低粘度环氧树脂和改性酚醛树脂配以颜料、防锈料、填料、分散剂、消泡剂、流平剂、防流挂助剂等材料再配合腰果壳酚改性胺、改性脂肪胺、催化剂等制成无溶剂防腐涂料。其干燥迅速，不流挂，漆膜平整、具有优异的理化性能，对钢铁材质制品起到极佳的长效保护作用，广泛用于输油管道、港口、油罐、输气管道、需重防腐的钢铁材质等产品的涂装。专利CN201610669281.9公开了一种耐酸纳米防腐涂料，它由甲乙丙丁四种组份组成，甲组份为基体混合物，乙组份为辅助混合物，丙组份为耐酸混合物，丁组份为颜料。其中，甲组份基体混合物由桐油改性酚醛树脂分散液和环氧树脂分散液组成，乙组份辅助混合物由云母粉、聚乙烯吡咯烷酮、陶瓷粉、膨润土、硼酸锌、Ni-42Mo-28Si粉、消泡剂、快速催干剂组成，丙组份耐酸混合物由纳米二氧化硅粉、纳米二氧化钛、钛硅共晶合金粉组成，丁组份为颜料。该涂料具有优良的耐酸防腐性能，制备方法简单，可有效防止工程建筑遭受酸雨侵蚀。专利CN201310722898.9公开了一种极强耐酸碱的玻璃鳞片涂料，它由主剂和固化剂组成，且主剂和固化剂的质量比为7：1。其中，主剂由改性小分子环氧树脂、弹性环氧增韧剂、润湿分散剂、消泡剂、脱泡剂、防沉剂、防流挂剂、硅烷偶联剂、颜料、玻璃鳞片、氧化铝、溶剂组成；固化剂由改性胺和固化促进剂组成。该涂料具有优异的耐酸和耐碱性能。专利CN 107722770 A公开了一种液压缸内壁的耐酸耐腐蚀涂料及其制备方法，该涂料由丙烯酸树脂、环氧树脂以及有机树脂中的一种或多种的组合为树脂，加入碳化硅、颜料、纳米氧化物、二氧化硅、消泡剂、固化剂及溶剂组成。该涂料涂覆在液压缸内壁，解决了内壁容易腐蚀脱落的问题，提高了液压缸的使用寿命。专利CN201510690270.4公开了一种耐酸、耐磨和耐腐蚀的柔性陶瓷涂料组合物，由A组分和B组分组成，其中A组分由酚醛环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、环己酮、乙醇、有机与无机防锈颜料、油酸甲酯为、磷酸锌、陶瓷粉混合物组成；B组分为三乙烯二胺。该涂料具有耐酸、耐磨、耐腐蚀的特点以及原料易得、价格便宜的优势。专利CN02151766.5提供了一种耐酸型熔融结合环氧改性粉末涂料，该涂料是由树脂E12环氧树脂、固化剂双氰氨+醚脞、改性剂热固性酚醛树脂和填料高纯SiO₂组成，涂层可耐36.5％的HCl腐蚀。专利CN201710848846.4公开了一种耐酸碱金属粉末涂料及其制备方法，使用的材料双酚A环氧树脂、羟基丙烯酸树脂和酚醛树脂、2-甲基咪唑、铝银粉、砂纹剂、钛白粉、碳酸钙、安息香、白炭黑，制得的粉末材料具有良好的耐酸碱性。专利CN201110068299.0、CN201110068291.4和CN201110068292.9分别公开了适用于脱硫装置的耐高温玻璃鳞片耐酸防腐的底漆、中间漆(胶泥)和面漆，它们均以酚醛环氧丙烯酸树脂聚合物为主要成膜物质，以过氧化甲乙酮为硬化剂，以鳞片状石墨粉、鳞片云母粉、重晶石粉、玻璃鳞片中的两种或两种以上为颜填料，再配以促进剂、流平剂、消泡剂、苯乙烯组成。涂层具有良好的耐高温、耐腐蚀、耐溶剂、耐氧化性介质性能。与同类产品比较，耐二氧化硫、硫酸的腐蚀性能明显提高，抗渗透性更好，便于施工操作，材料来源广泛、易得，可以在各种湿法脱硫装置的钢结构脱硫塔内壁使用，明显提升脱硫装置在环境保护方面的经济和社会效能。专利CN201110068294.8、CN201110068293.3、CN201110068298.6分别公开了烟囱内壁使用的高温耐酸防腐底漆、面漆和中间漆，它们均以有机硅-酚醛-环氧树脂聚合物为主要成膜物质，以脂环胺-芳香胺为环氧硬化剂，以鳞片状石墨粉、鳞片云母粉、硫酸钡、玻璃鳞片中的两种或两种以上为颜填料，再配合消泡剂及二甲苯、环己酮、丁醇溶剂组成。涂层具有优异的耐高温、耐腐蚀、抗二氧化硫和硫酸渗透性能，可以应用于各种钢结构、混凝土烟囱内壁防腐处理。