CN101348682A - 稀土有机陶瓷涂料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种稀土有机陶瓷涂料及其制造工艺，属于涂料领域。特点是：由下列组份的重量百分比组成：环氧树脂3％~15％，酚醛树脂3％~10％，固化剂1％~5％，合成稀土助剂1％~5％，流平剂0.3％~1％，陶瓷粉体颜料 60％~95％。本发明将先将树脂在反应釜中改性，控制温度在100℃~120℃，然后在高能磨中将片状的陶瓷粉体和改性后的树脂混合研磨60~100分钟，最后将配方中的其它组份混入进行分散、过滤、罐装而成。本发明耐磨、耐腐蚀、绝缘性好，是一种环保、多功能、优异的重防腐涂料，其硬度大于8H，耐磨性能提高，固化时间缩短，并改善固化程度。从而延长被涂料保护物体的使用寿命，降低产品的使用成本。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种稀土有机陶瓷涂料及其制造方法，属于涂料领域。
二、背景技术
防腐涂料主要由基料、填料和助剂组成，基料一般使用环氧树脂、聚氨酯树脂等，但树脂的性能差异很大，助剂方面往往含有重金属的组分。填料在涂料体系中发挥着非常重要的作用，由于涂料耐蚀的主要机理仍是屏蔽腐蚀因子的透过，因此重防腐防腐涂料填料采用了片状或球状填料，如玻璃鳞片、云母氧化铁鳞片等，但由于其粉体尺寸较大，往往其性能仍不能满足要求。
近年来，国外对填料方面的研究很大程度上朝着超细化和纳米技术方面发展，目前日本川铁公司开发金属粉体填料厚为100～500nm，加拿大的Canbro公司亦开发了此类涂料，并朝着高固体分、多功能防腐涂料的方向发展。
在我国的研究和生产很少，在性能较好的防腐蚀涂料品种上各种富锌涂料、玻璃鳞片涂料占很大比重，超细片状填料和超细耐蚀粉体填料的涂料几乎没有。一般来说，这些涂料的固体分在50％左右，使用时挥发很多的有机溶剂，且含有Pb、Cr等重金属，不具有环保性。同时只具有单一的防腐性能，且性能不高，并不具有很好的耐磨性和硬度(1H～3H)。另外，这些涂料的施工性能和干燥性能较差，涂料容易结块，不易使用，不宜厚涂，干燥时间长，施工效率低。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种使涂料的分散更稳定，同时使陶瓷粉体细化并完全分离包覆，且能大大提高涂料的防酸碱性、防腐蚀性、耐磨性、冲击性及高绝缘性和环保性，有效地提高了涂膜硬度，去除了涂料中的重金属，着附力强，具有极好的耐油性，常温自干，干燥速度快的稀土有机陶瓷涂料及其制造方法。
技术解决方案：
本发明由下列组份的重量百分比组成：环氧树脂3％～15％、酚醛树脂3％～10％、固化剂腰果植物壳的榨制油1％～5％、合成稀土助剂1％～5％、流平剂0.3％～1％、陶瓷粉体颜料60％～80％、溶纤剂1％～3％、稀释剂5％～10％。
陶瓷粉体颜料为氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化铁、氧化铬中的一种或一种以上。
固化剂为腰果植物壳的榨制油、聚酰胺或多元胺。
合成稀土助剂为C7～C9酸合成的一元羧酸稀土铈盐。
溶纤剂为甲基异丁酮和二甲苯的混合物。
流平剂为聚丙烯酸酯共聚化合物。
稀释剂为甲酚缩水甘油醚。
稀土有机陶瓷涂料的制造工艺，先将环氧树脂、酚醛树脂在反应釜中搅拌加热65℃～70℃，保持30分钟，温度升至95℃～102℃，保持时间为30分钟，降温至50℃～60℃，加入溶纤剂，然后在高能磨中将片状的陶瓷氧化铝、氧化钛粉体和改性后的环氧树脂混合，研磨60～100分钟，研磨细度到10～15μm，最后将稀土助剂和空心的陶瓷粉体颜料和空心的陶瓷粉体颜料或空心的陶瓷粉体颜料和重质的陶瓷粉体颜料混入进行分散、过滤、罐装。
本发明采用了不同的不同形状和比重的几种陶瓷粉体大大提高了涂料的防酸碱、防腐蚀性能、耐磨性能。采用了几种树脂和特种固化剂使涂料的固体分提高到90％，并使涂膜的硬度提高，合成稀土助剂的加入，取代了传统的环烷酸盐，环烷酸盐中含有重金属，复合稀土催干剂的使用去掉了涂料的重金属，所以稀土陶瓷涂料是环保的产品。复合稀土助剂的使用也协同提高了陶瓷涂料的耐磨性和冲击性能，尤其是干燥性能比普通环氧涂料干燥速度快接近2倍。所以该涂料属环保、多功能的、优异的重防腐涂料。
在制造生产工艺方面，采用了树脂先在反应釜中改性并与填料同时混合高能球磨的加工方式，使涂料的分散更稳定，同时使陶瓷粉体细化并完全分离包覆。克服了现有涂料生产工艺中的对陶瓷粉的包覆不够和容易团聚沉降结块的不足，提高了涂料的施工性能常温自干，干燥速度快，漆膜也可低温烘干；漆膜坚硬：达8H～9H，具极好的耐磨性；附着力强：划格试验不低于2级(15～20μm)；具有超常的抗腐蚀性；极好的耐油性：浸泡于特种液压油中13天，涂层无硬度软化现象，涂层表面无粉化或其它轻微变化的迹象；高绝缘性；环保性。有机陶瓷涂料性能指标见表1。
表1有机陶瓷涂料性能指标
| 项目 | 性能指标 |
| 固体含量(％) | 80±2 |
| 粘度(涂4杯)S | 40-100 |
| 密度g/cm2(25±2℃) | 1.55-1.75 |
| 表干时间h实干时间h(25±2℃) | 124 |
| 附着力 | 1级 |
| 柔韧性(mm) | ≤3 |
| 冲击强度(kg.cm) | 50 |
| 硬度 | ≥8H |
| 耐磨性 | 500g的载荷CS-10轮700转，随后1000g载荷CS-10轮9300转后，可测量到的重量损失值为0.022g到0.056g。 |
| 耐阴极剥离性 | 合格 |
| 耐酸性(10％HCl，168h) | 合格 |
| 盐雾和人工老化交替 | 2000h，无脱落 |
| 耐溶剂性(20％，45％，70％乙醇) | 8000h，无脱落 |
相比普通环氧涂料的性能有：
(1)抗磨损比普通环氧涂料高出9倍以上；
(2)抗冲击性能比普通环氧涂料高出2倍以上；
(3)比普通环氧涂料干燥速度快接近2倍；
(4)固体分高，具有厚涂性，涂膜薄的情况下保护能力也很强。
四、具体实施方式
实施例1
本发明由下列组份组成：环氧树脂5％、酚醛树脂3％、腰果植物壳的榨制油3％、一元羧酸稀土铈盐2％、聚丙烯酸酯共聚物1％、陶瓷粉体60％～80％，其中：金红石(TiO2)35％、刚玉(Al2O3)35％、氧化硅(SiO2)5％，其余为稀释剂X-52型甲酚缩水甘油醚
工艺步骤：
先将E-31环氧树脂25kg、E-20环氧树脂25kg、2124型酚醛树脂30kg在反应釜中加热，控制温度在65℃±5℃，时间为30分钟，温升至100℃～120℃，时间为30分钟，降温至50℃～60℃加入溶纤剂5kg，其中：甲基异丁酮和二甲苯各50％；将片状的陶瓷氧化铝300kg、氧化钛350kg粉体和改性后的树脂混合研磨60～100分钟，研磨细度到10～15μm。然后加入C7～C9酸合成的一元羧酸稀土铈盐20kg、聚丙烯酸酯共聚化合物10kg、空心的氧化铝粉体50kg和氧化硅50kg的陶瓷粉体颜料进行分散(分散机带有水冷却，分散转速1000转/分钟，120分钟)，过滤、罐装，制成稀土有机陶瓷涂料。最后将固化剂30kg另外罐装，备使用时混合。
实施例2
本发明由下列组份组成：环氧树脂5％、酚醛树脂3％、腰果植物壳的榨制油3％、稀土助剂(C7～C9酸合成的一元羧酸稀土铈盐)2％、聚丙烯酸酯共聚物1％、陶瓷粉体60％～80％，其中：金红石(TiO2)30％、刚玉(Al2O3)35％、氧化锆(ZrO2)10％，其余为稀释剂X-52型甲酚缩水甘油醚。
工艺步骤：
先将E-31环氧树脂25kg、E-20环氧树脂25kg、2124型酚醛树脂30kg在反应釜中加热，控制温度在100℃～120℃，时间为30分钟，降温至50℃～60℃，加入甲基异丁酮、二甲苯溶纤剂5kg其中：甲基异丁酮和二甲苯各50％。将片状的陶瓷氧化铝200kg、氧化钛350kg粉体与改性后的E-31环氧树脂和E-20环氧树脂混合研磨60～100分钟，研磨细度到10～15μm。然后加入C7～C9酸合成的一元羧酸稀土铈盐20kg和稀释剂X-52型甲酚缩水甘油醚50kg。、聚丙烯酸酯共聚化合物10kg与空心的氧化铝粉体100kg和重质的氧化锆100kg的陶瓷粉体颜料进行分散；分散机带有水冷却，分散转速1000转/分钟，120分钟；过滤、罐装，制成稀土有机陶瓷涂料。最后将固化剂30kg另外罐装，备使用时混合。
以上两种涂料的性能差异是，实施例1制成的涂料1的润滑性能优于的实施2制成的涂料2，二者的防腐性能均优秀，涂料2的耐酸碱性能更优越，且硬度更高。不同的陶瓷粉体涂料配方制得的涂料性能有差异，可适合不同的使用环境。
Claims (8)
1、稀土有机陶瓷涂料，其特征在于：由下列组份的重量百分比组成：环氧树脂3％～15％、酚醛树脂3％～10％、固化剂腰果植物壳的榨制油1％～5％、合成稀土助剂1％～5％、流平剂0.3％～1％、陶瓷粉体颜料60％～80％、溶纤剂1％～3％、稀释剂5％～10％。
2、根据权利要求1所述的稀土有机陶瓷涂料，其特征在于：陶瓷粉体颜料为氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化铁、氧化铬中的一种或一种以上。
3、根据权利要求1所述的稀土有机陶瓷涂料，其特征在于：固化剂为腰果植物壳的榨制油、聚酰胺或多元胺。
4、根据权利要求1所述的稀土有机陶瓷涂料，其特征在于：合成稀土助剂为C7～C9酸合成的一元羧酸稀土铈盐。
5、根据权利要求1所述的稀土有机陶瓷涂料，其特征在于：溶纤剂为甲基异丁酮和二甲苯的混合物。
6、根据权利要求1所述的稀土有机陶瓷涂料，其特征在于：流平剂为聚丙烯酸酯共聚化合物。
7、根据权利要求1所述的稀土有机陶瓷涂料，其特征在于：稀释剂为甲酚缩水甘油醚。
8、稀土有机陶瓷涂料的制造工艺，其特征在于：先将环氧树脂、酚醛树脂在反应釜中搅拌加热65℃～70℃，保持30分钟，温度升至95℃～102℃，保持时间为30分钟，降温至50℃～60℃，加入溶纤剂，然后在高能磨中将片状的陶瓷氧化铝、氧化钛粉体和改性后的环氧树脂混合，研磨60～100分钟，研磨细度到10～15μm，最后将稀土助剂和空心的陶瓷粉体颜料和空心的陶瓷粉体颜料或空心的陶瓷粉体颜料和重质的陶瓷粉体颜料混入进行分散、过滤、罐装。
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| CN105885637A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-08-24 | 包头市军达管业有限公司 | 一种耐腐蚀涂塑钢管 |
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