一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料及其制備方法，由以下原料組成：E-12環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、三甲基六亞甲基二胺、聚乙烯醇縮丁醛、二甲基咪唑、氨丙基三乙氧基硅烷、鋅粉、鋁粉、石墨烯、乙撐雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟粉、抗氧劑DNP、復合填料。其制備方法為將鋅粉、鋁粉與石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，攪拌分散，得到甲組分，將E-12環氧樹脂、酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛與聚乙烯蠟粉混合，預熱，降低溫度至常溫與上述甲組分以及剩余各原料混合，通過擠出機熔融擠出，壓片、風冷、磨粉、篩分。本發明涂料可長期保護鋼結構各類腐蝕介質的侵蝕，無毒、無污染、耐鹽霧、附著力強、耐沖擊性強。
【專利說明】一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于粉末涂料【技術領域】，特別涉及一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料。

【背景技術】
[0002] 油氣資源作為一個國家重要的能源和戰略物資，在現代軍事、工業以及人類生活 等領域發揮至關重要的作用。隨著陸上石油天然氣資源被過度開采造成的資源枯竭，海洋 油氣的爭奪、開采與利用已成為當今世界大小各國軍事、政治、經濟以及外交等關注的熱點 與焦點。目前，海洋油氣資源開發通常采用大型船舶和管道等方式進行運輸，其中海底管道 運輸具有安全性高和成本低的突出優勢，已被世界各國大多所采用。
[0003] 雖然管道運輸具有諸多優勢，但是在高濃度電解質、高壓低溫且具有復雜生態環 境的海底，海底管道面臨著更惡劣的腐蝕環境。因此，研究應對海水應力腐蝕的涂料，對延 長管道的使用壽命和提高安全性至關重要。
[0004] 環氧富鋅涂料是一種耐腐蝕性能優異的重防腐涂料，是目前海底管道防腐應用最 廣的一類涂料。環氧富鋅涂料中鋅為犧牲性陽極，在焊接時會產生大量氧化鋅霧氣，危害作 業人員生命健康。鋅在涂料中的含量通常大于70%，導致涂層中鋅粉含量過高，涂層容易多 孔，附著力下降，影響上層涂料和富鋅涂層之間的結合力，使涂層的防腐蝕性能降低，影響 其在海底的使用壽命和安全性。


【發明內容】

[0005] 本發明目的是針對現有技術的不足，提供一種耐海水腐蝕性能好、資源消耗低、環 境生態友好的海洋環氧富鋅防腐粉末涂料。
[0006] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案： 一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，由下述重量份的原料組成： E-12環氧樹脂40-50份、酚醛環氧樹脂9-16份、三甲基六亞甲基二胺4-10份、聚乙烯 醇縮丁醛1-2份、二甲基咪唑0. 1-0. 2份、氨丙基三乙氧基硅烷1-3份、鋅粉15-20份、鋁粉 10-15份、石墨烯1-3份、乙撐雙硬脂酰胺0. 6-1份、聚乙烯蠟粉0. 1-0. 8份、抗氧劑DNP1-2 份、復合填料10-20份。 所述的復合填料是由下述重量份的原料組成的： 粘土 40-50份、鐵礦渣粉40-50份、納米玉石粉5-7份、氮化鋁粉1-2份、氫氧化鋁粉末 1-2份、稀土粉末1-2份、二硼化釩1-2份、2,6-二叔丁基對甲酚1-2份、雙巰基乙酸異辛酯 二正辛基錫0. 1-0. 3份、聚乙二醇1000 2-3份、月桂醇聚氧乙烯醚0. 5-1份。
[0007] 所述的復合填料是由下述方法制得： 將粘土與鐵礦渣粉混合，在600-700°C煅燒2-3小時，出料冷卻后與二硼化釩混合，充 分球磨，得到料a ;將聚乙二醇1000加入到是其質量4-5倍的水中，加熱到30-40°C，充分攪 拌，加入氮化鋁粉、氫氧化鋁粉末和稀土粉末，在100-200轉/分的轉速下攪拌分散3-4分 鐘，加入2,6-二叔丁基對甲酚充分混合后與上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充 分攪拌，烘干，即得所述復合填料。
[0008] 所述鋅粉為粒徑為5-20 μ m的鋅粉。
[0009] 所述鋁粉為粒徑為100nm的鋁粉。
[0010] 本發明還提供了上述海洋環氧富鋅防腐粉末涂料的制備方法，其技術方案如下： 一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料的制備方法，包括以下步驟：將鋅粉、鋁粉與石墨烯充 分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在400-500轉/分的轉速下，攪拌分散3-4分鐘，得到 甲組分，將E-12環氧樹脂、酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛與聚乙烯蠟粉混合，在80-1KTC下預 熱10-20分鐘，降低溫度至常溫與上述甲組分以及剩余各原料混合，通過擠出機熔融擠出， 壓片、風冷、磨粉、篩分，即得所述環氧富鋅防腐粉末涂料。
[0011] 本發明的優點是： (1)石墨烯具有優異的導電和導熱性能，石墨烯的加入能大幅降低涂料中鋅的含量，減 少焊接時產生的氧化鋅霧氣。
[0012] (2)稀土粉的加入能夠提1?涂料與鋼鐵基體的結合力，有效提1?涂料的綜合防腐 性能，尤其耐海水腐蝕性能。
[0013] (3)普通富鋅涂料以鋅為犧牲性陽極來達到防腐的目的，鋁同樣也可以作為犧牲 陽極，而且相對成本低，本發明在涂料中加入適量納米鋁粉，減少鋅粉的用量，進而減少焊 接時產生的氧化鋅霧氣，更加環保。
[0014] (4)聚乙烯蠟作為脫氣劑加入，使得到的涂層平整光潔、無明顯的縮孔和氣泡等缺 陷，大大提高了涂料的防腐性能。
[0015] 綜上，本發明涂料可長期保護鋼結構各類腐蝕介質的侵蝕，無毒、無污染、耐鹽霧、 附著力強、耐沖擊性強，成本低，是一種綜合性能優良的環保涂料。

【具體實施方式】
[0016] 下面結合實施例對發明進行進一步說明： 實施例1 一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，由下述重量份的原料組成： E-12環氧樹脂40份、酚醛環氧樹脂16份、三甲基六亞甲基二胺10份、聚乙烯醇縮丁醛 2份、二甲基咪唑0. 2份、氨丙基三乙氧基硅烷3份、粒徑為5-20 μ m的鋅粉20份、粒徑為 l〇〇nm的鋁粉10份、石墨烯1份、乙撐雙硬脂酰胺0. 6份、聚乙烯蠟粉0. 8份、抗氧劑DNP2 份、復合填料10份； 上述復合填料是由下述重量份的原料組成的： 粘土 50份、鐵礦渣粉50份、納米玉石粉5份、氮化鋁粉2份、氫氧化鋁粉末2份、稀土 粉末2份、二硼化釩2份、2,6-二叔丁基對甲酚1份、雙巰基乙酸異辛酯二正辛基錫0. 1份、 聚乙二醇1000 2份、月桂醇聚氧乙烯醚1份； 將上述粘土與鐵礦渣粉混合，700°C煅燒2小時，出料冷卻后與二硼化釩混合，充分球 磨，得到料a;將上述聚乙二醇1000加入到是其質量4倍的水中，加熱到30°C，充分攪拌，力口 入氮化鋁粉、氫氧化鋁粉末和稀土粉末，200轉/分攪拌分散3分鐘，加入2,6-二叔丁基對 甲酚充分混合后與上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分攪拌，烘干，即得所述復 合填料。
[0017] 一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料的制備方法，包括以下步驟： 將鋅粉、鋁粉與石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，500轉/分，攪拌分散4分 鐘，得到甲組分，將上述E-12環氧樹脂、酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛與聚乙烯蠟粉混合，在 l〇〇°C下預熱20分鐘，降低溫度至常溫與上述甲組分以及剩余各原料混合，通過擠出機熔 融擠出，壓片、風冷、磨粉、篩分，即得所述環氧富鋅防腐粉末涂料。
[0018] 實施例2 一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，由下述重量份的原料組成： E-12環氧樹脂50份、酚醛環氧樹脂12份、三甲基六亞甲基二胺7份、聚乙烯醇縮丁醛1 份、二甲基咪唑〇. 1份、氨丙基三乙氧基硅烷2份、粒徑為5-20 μ m的鋅粉16、粒徑為100nm 的鋁粉13份、石墨烯3份、乙撐雙硬脂酰胺1份、聚乙烯蠟粉0. 1份、抗氧劑DNP1份、復合 填料15份。 上述的復合填料是由下述重量份的原料組成的： 粘土 40份、鐵礦渣粉45份、納米玉石粉7份、氮化鋁粉1份、氫氧化鋁粉末1份、稀土 粉末1份、二硼化釩1份、2,6-二叔丁基對甲酚2份、雙巰基乙酸異辛酯二正辛基錫0. 2份、 聚乙二醇1000 3份、月桂醇聚氧乙烯醚0.8份。
[0019] 將上述粘土與鐵礦渣粉混合，在660°C煅燒3小時，出料冷卻后與二硼化釩混合， 充分球磨，得到料a ;將聚乙二醇1000加入到是其質量5倍的水中，加熱到40°C，充分攪拌， 加入氮化鋁粉、氫氧化鋁粉末和稀土粉末，在150轉/分的轉速下攪拌分散4分鐘，加入2， 6_二叔丁基對甲酚充分混合后與上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分攪拌，烘 干，即得所述復合填料。
[0020] 上述海洋環氧富鋅防腐粉末涂料的制備方法為：將鋅粉、鋁粉與石墨烯充分混合 后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在450轉/分的轉速下，攪拌分散3分鐘，得到甲組分，將E-12 環氧樹脂、酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛與聚乙烯蠟粉混合，在80°C下預熱15分鐘，降低溫度 至常溫與上述甲組分以及剩余各原料混合，通過擠出機熔融擠出，壓片、風冷、磨粉、篩分， 即得所述環氧富鋅防腐粉末涂料。
[0021] 實施例3 一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，由下述重量份的原料組成： E-12環氧樹脂45份、酚醛環氧樹脂9份、三甲基六亞甲基二胺4份、聚乙烯醇縮丁醛 2份、二甲基咪唑0. 1份、氨丙基三乙氧基硅烷1份、粒徑為5-20 μ m的鋅粉15份、粒徑為 l〇〇nm的鋁粉15份、石墨烯2份、乙撐雙硬脂酰胺1份、聚乙烯蠟粉0. 1份、抗氧劑DNP1份、 復合填料20份。 上述的復合填料是由下述重量份的原料組成的： 粘土 45份、鐵礦渣粉40份、納米玉石粉6份、氮化鋁粉2份、氫氧化鋁粉末1份、稀土 粉末2份、二硼化釩1份、2,6-二叔丁基對甲酚2份、雙巰基乙酸異辛酯二正辛基錫0. 3份、 聚乙二醇1000 3份、月桂醇聚氧乙烯醚0.5份。
[0022] 上述的復合填料是由下述方法制得： 將粘土與鐵礦渣粉混合，在600°C煅燒3小時，出料冷卻后與二硼化釩混合，充分球磨， 得到料a ;將聚乙二醇1000加入到是其質量5倍的水中，加熱到35°C，充分攪拌，加入氮化 鋁粉、氫氧化鋁粉末和稀土粉末，在100轉/分的轉速下攪拌分散4分鐘，加入2,6-二叔丁 基對甲酚充分混合后與上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分攪拌，烘干，即得所 述復合填料。
[0023] 上述海洋環氧富鋅防腐粉末涂料的制備方法為：將鋅粉、鋁粉與石墨烯充分混合 后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在400轉/分的轉速下，攪拌分散3分鐘，得到甲組分，將E-12 環氧樹脂、酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛與聚乙烯蠟粉混合，在80°C下預熱20分鐘，降低溫度 至常溫與上述甲組分以及剩余各原料混合，通過擠出機熔融擠出，壓片、風冷、磨粉、篩分， 即得所述環氧富鋅防腐粉末涂料。
[0024] 性能測試： 涂膜外觀：正常 實施例4 一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，由下述重量份的原料組成： E-12環氧樹脂50份、酚醛環氧樹脂9份、三甲基六亞甲基二胺10份、聚乙烯醇縮丁醛 2份、二甲基咪唑0. 2份、氨丙基三乙氧基硅烷3份、粒徑為5-20 μ m的鋅粉15份、粒徑為 l〇〇nm的鋁粉15份、石墨烯3份、乙撐雙硬脂酰胺0. 8份、聚乙烯蠟粉0. 5份、抗氧劑DNP2 份、復合填料20份。 上述的復合填料是由下述重量份的原料組成的： 粘土 40份、鐵礦渣粉40份、納米玉石粉5份、氮化鋁粉1份、氫氧化鋁粉末2份、稀土 粉末1份、二硼化釩2份、2,6-二叔丁基對甲酚1份、雙巰基乙酸異辛酯二正辛基錫0. 3份、 聚乙二醇1000 2份、月桂醇聚氧乙烯醚1份。
[0025] 上述的復合填料是由下述方法制得： 將粘土與鐵礦渣粉混合，在600°C煅燒2小時，出料冷卻后與二硼化釩混合，充分球磨， 得到料a ;將聚乙二醇1000加入到是其質量4倍的水中，加熱到40°C，充分攪拌，加入氮化 鋁粉、氫氧化鋁粉末和稀土粉末，在100轉/分的轉速下攪拌分散4分鐘，加入2,6-二叔丁 基對甲酚充分混合后與上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充分攪拌，烘干，即得所 述復合填料。
[0026] 上述海洋環氧富鋅防腐粉末涂料的制備方法為：將鋅粉、鋁粉與石墨烯充分混合 后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在500轉/分的轉速下，攪拌分散4分鐘，得到甲組分，將E-12 環氧樹脂、酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛與聚乙烯蠟粉混合，在ll〇°C下預熱10分鐘，降低溫 度至常溫與上述甲組分以及剩余各原料混合，通過擠出機熔融擠出，壓片、風冷、磨粉、篩 分，即得所述環氧富鋅防腐粉末涂料。
[0027] 將實施例Γ4提供的海洋環氧富鋅防腐粉末涂料進行性能測試，測試方法如表1 所示： 表1性能測試所用方法及儀器列表
【權利要求】
1. 一種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，其特征在于：由下述重量份的原料組成： E-12環氧樹脂40-50份、酚醛環氧樹脂9-16份、三甲基六亞甲基二胺4-10份、聚乙烯 醇縮丁醛1-2份、二甲基咪唑0. 1-0. 2份、氨丙基三乙氧基硅烷1-3份、鋅粉15-20份、鋁粉 10-15份、石墨烯1-3份、乙撐雙硬脂酰胺0. 6-1份、聚乙烯蠟粉0. 1-0. 8份、抗氧劑DNP1-2 份、復合填料10-20份。
2. 如權利要求1所述的海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，其特征在于：所述的復合填料是 由下述重量份的原料組成的： 粘土 40-50份、鐵礦渣粉40-50份、納米玉石粉5-7份、氮化鋁粉1-2份、氫氧化鋁粉末 1-2份、稀土粉末1-2份、二硼化釩1-2份、2,6-二叔丁基對甲酚1-2份、雙巰基乙酸異辛酯 二正辛基錫0. 1-0. 3份、聚乙二醇1000 2-3份、月桂醇聚氧乙烯醚0. 5-1份。
3. 如權利要求2所述的海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，其特征在于：所述的復合填料是 由下述方法制得： 將粘土與鐵礦渣粉混合，在600-700°C煅燒2-3小時，出料冷卻后與二硼化釩混合，充 分球磨，得到料a ;將聚乙二醇1000加入到是其質量4-5倍的水中，加熱到30-40°C，充分攪 拌，加入氮化鋁粉、氫氧化鋁粉末和稀土粉末，在100-200轉/分的轉速下攪拌分散3-4分 鐘，加入2,6-二叔丁基對甲酚充分混合后與上述料a混合，充分研磨，加入剩余各原料，充 分攪拌，烘干，即得所述復合填料。
4. 如權利要求1所述的海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，其特征在于：所述鋅粉為粒徑為 5-20 μ m的鋅粉。
5. 如權利要求1所述的海洋環氧富鋅防腐粉末涂料，其特征在于：所述鋁粉為粒徑為 l〇〇nm的鋁粉。
6. -種海洋環氧富鋅防腐粉末涂料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：將鋅粉、 鋁粉與石墨烯充分混合后加入氨丙基三乙氧基硅烷，在400-500轉/分的轉速下，攪拌分散 3-4分鐘，得到甲組分，將E-12環氧樹脂、酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛與聚乙烯蠟粉混合，在 80-1KTC下預熱10-20分鐘，降低溫度至常溫與上述甲組分以及剩余各原料混合，通過擠 出機熔融擠出，壓片、風冷、磨粉、篩分，即得所述環氧富鋅防腐粉末涂料。
【文檔編號】C09D163/04GK104087125SQ201410362415
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】姚正軍, 杜咪咪 申請人:南京航空航天大學