一种互穿聚合物网络涂层 本发明涉及一种在金属表面复盖一层塑料防腐涂层,尤其是一种在醚类.脂类、不饱和聚脂类及烃类齐聚物的分子链中或链端引入了活性胺基、羧基、基、腈酸基等活性官能团而组成的齐聚物防腐涂层。
要提高钢制另件或钢制构件在腐蚀环境中服役时的防腐蚀性能,在金属表面涂复一层与钢件表面有良好结合力的复盖层,使金属表面与腐蚀介质隔开,同时此复盖层不会被介质腐蚀的较常用防腐涂层之一是塑料防腐涂层。
在制备塑料防腐涂层的工艺方法中,如对电子器件外壳的静电喷涂,但由于受到设备条件的限制,不可能应用到大型另件或构件的表面防腐,塑料液体的浸涂工艺也受到施工条件限制无法应用到大型另件,构件的防腐。除此之外,如塑料火焰粉末喷涂技术,它对金属表面的预加热问题,对于大型构件来说,也是一个比较困难的问题。
日本专利申请JP206273提出了一种用改性聚氯乙烯作为铜质基板的防腐层,防腐蚀性能良好,但其耐腐蚀性,耐溶剂性、粘合强度都还存在一定的问题。
日本专利J03154671公开了一种通过植绒方法对基板涂复一层氨基甲酸己脂树脂涂层褪光清洁,之后用三氯乙烷喷涂干燥,这种树脂材料虽然具有优良的耐腐蚀性,耐溶剂性粘合强度高,但在常温常压条件下,难以做到自然固化。
本发明的目的是提出一种新的塑料防腐涂层,它便于保存与应用,经过简单调配后即可实施,喷涂层在不太长的时间中自然固化成防腐涂层,且涂层具备优良的耐腐蚀性,耐溶剂性,结合强度高,适于在野外或大型构件表面防腐中使用。
本发明是这样实现的:1、一种互穿聚合物网络涂层,其特征在于:将氨基甲酸己脂树脂,改性聚氯乙烯混合呈糊状合成塑化,并加调色剂,分散沉降剂、消泡剂、紫外线吸收剂、防老剂制成高粘度的液体涂料,将所述涂料涂刷在工件表面形成防腐蚀涂层,涂层组分的配合比为:
氨基甲酸己脂树脂 35~50%
改性聚氯乙烯 40~55%
固化剂 8.5~15%
催化剂 0.5~1.5%
防沉分散剂 0.3~1.2%
消泡剂 0.1~0.6%
紫外线吸收剂 0.05~1.2%
防老剂 0.~1%
以上为重量比,总量100%
2、氨基甲酸己脂树脂分子量为2000~6000,粘度3000~6000厘泊
3、改性聚氯乙烯是通过聚合反应将其分子量数控制在2000~6000的聚氯乙烯。
4、涂层在室温常压下自动固化成膜。
5、喷涂材料地固化剂为mock固化剂,催化剂用二甲胺基代甲基苯酚,并采用uv—9紫外线吸收剂,da—50防沉分散剂,spa—202消泡剂
本发明采用氨基甲酸己脂树脂与改性pvc粉末作为喷涂材料的主要材料,聚氯乙稀的改性主要是通过聚合反应条件,有效地控制它的分子量数,改性后的聚氯乙稀防腐性能良好。本发明采用市售的改性聚氧乙稀产品。
氨基甲酸己脂树脂是活性增塑剂,它是在醚类、脂类、不饱和聚脂类及烃类齐聚物的分子链中或链端引入了活性胺基、羧基基、羟类、腈酸基等活动官能团而组成的齐聚物。这些齐聚物的数均分子量一般为2000~6000,粘度(25℃)为3000~6000厘泊。
将氨基甲酸己脂树脂和改性聚氯乙烯粉末混合在一起,两种材料相互反应,形成一种高分子互穿网络材料,即形成了化学缠绕结合的高分子复合材料,这种复合材料与单独的氨基甲酸己脂树脂或改性聚氯乙烯相比,其综合性能大幅度提高。
互穿聚合物网络是两种或两种以上聚合物各自交联又互锁的网络,不同的网络间没有键连接,比单一高分子材料的性能优良,也是近期高分子聚合物发展的新领域。它能在常温压下固化成膜。
喷涂材料制备的工艺流程为图一
将混合好的氨基甲酸己脂树脂与改性聚氯乙烯糊状液体送入专用的捏合机中进行捏合,使两者充分反应。
考虑到无机颜料的耐光、耐热、耐溶剂等性能优于有机颜料,本发明的调色工序中采用无机颜料,如T1O2钛白、氧化铁黑、硫硒隔红、氧化铁黄、氧化铬绿(Cr2O3),钴兰(COAI2O4),将上述颜料根据使用要求选择并与前述已经合成塑化的氨基甲酸己脂树脂和改性聚氯乙烯的液体在搅拌机中混合均匀,送入研磨机中研磨,颜料粒度为0.2μm。
添加剂的内容有:分散防沉剂、消泡剂、固化剂、催化剂。
分散防沉剂的作用是分散,防沉、抑制浮色发花,改变流动性,对铁质材料具有缓蚀作用。添加了散防沉剂,能使液体在颜料表面形成足够厚度的吸附层,防止颜料产生絮凝及沉淀结块。
消泡剂选用了由硅、酸、乳化剂组成的复合型消泡剂,它能同时改善喷涂材料的涂刷性和贮存中的颜料沉淀,除上述添加剂外,为提高喷涂材料的耐光性和耐候性还添加了紫外线吸收剂和防老剂。
将上述添加剂加入塑化好的液体中,并同颜料一起送入研磨机中研磨呈0.2μm颗粒。
mock固化剂是固化成膜的主要引发剂,其用量以及二甲胺基代甲基苯酚催化剂用量(重量比)是通过多次试验得出的。
喷涂施工采用的设备为:压缩空气机将压缩空气送入空气滤清器,清除空气中的水分和油污,经过过滤后的空气进入空气分配器后分为两路,一路进入压力贮罐给贮存于罐内的待喷涂液体以压力,另一路进入喷枪,作为喷涂的主要动力源,罐内涂料在压力作用下,以一定速度进入喷枪,同另一路的压缩空气会合,使液状喷涂液雾化喷至工件。由于液体在进入喷枪时有一定的速度,加大了液体的雾化功能,提高了涂层同工件的结合强度。
施工中采用了上海液压件厂生产的PQ—2型液体喷枪。在喷涂前,应对喷涂表面进行除油、除锈处理。压缩空气的压力为0.4~0.7MPa
为便于施工,用乙酸乙脂稀释剂调整喷涂材料的粘度为3000~6000厘泊。(25℃)
涂层力学性能和防腐性能如附表1
表1涂层测试结果 项 目 单 位 测试结果 测试方法 备 注 硬度 0.46 GB1730-79附着力 级 1 GB1720-79 划圈法耐冲击 kg.cm 50 GB1732-79柔颜性 mm 1 GB1731-79耐磨性 g 0.0029 GB1768-79负载IKg磨1000转耐酸性 h 500小时无起泡 、无锈点、无脱 落、无失光 GB1763-7920%HCI,室温下浸泡耐酸性 h 500小时无起泡 、无锈点、无脱 落、无失光 GB1763-7940%H2SO4,室温下浸泡耐碱性 h 500小时无起泡 、无锈点、无脱 落、无失光 GB1763-79400%NaOH,室温下浸泡耐盐性 h 500小时无起泡 、无锈点、无脱 落、无失光 GB1763-795%NaCI,室温下浸泡耐盐雾 h 500小时无起泡 、无锈点、无脱 落、无失光 GB1771-79
涂料与钢质构件的结合强度,达到15MPa,喷涂层在钢质构件表面的附着力I级,喷涂层的抗冲击性能为50Kgfcm,在尖锐重物撞击下涂层表面只留下凹坑,周围不开裂,不脱落。
涂层在国家标准规定的酸、碱、盐溶液中,经500小时的浸泡不变色、不脱落、表面无锈斑点和膨胀现象。经国家标准规定的3.5%盐雾试验条件下,经300小时试验试样完好无损。
应用实施例1:废液贮罐的内壁防腐:该废液贮罐尺寸为5×1,1×2.6(M),贮罐制作材料为20号低碳钢板,壁厚10mm,如采用不锈钢防腐,三个废液贮罐材料费200余万元。后试用本发明的涂层进行防腐处理,防腐总面积103.9平方米,涂层厚度0.3~0.4mm。施工费用2.1万元。施工期限20天,其施工工艺为:
表面预处理采用天工公司生产的除锈液,用人工涂刷方法进行。首先在工件表面涂刷除锈液,二十分钟后,用清水将除锈液及生成物冲洗干净。待表面干燥后,用丙酮除油。
将氨基甲酸己脂树脂和改性聚氯乙烯与添加剂人工搅拌均匀,在烘箱中进行塑化。将塑化好的液体涂料加稀料稀释,以改性聚氯乙烯重量的5%加入固化剂和改性pvc重量的0.5%加入催化剂。涂刷三次,每次涂刷时间间隔2小时
涂层完成后24小时完全固化,涂层无脱落其喷涂材料的配比(重量比)为
氨基甲酸己脂树脂 35%
改性聚氯乙烯 50%
mock固化剂 12%
二甲胺基代甲基苯酚 1%
DA—50防沉分散剂 0.5%
SPA—202消泡剂 0.5%
UV—9紫外线吸收剂 0.4%
防老剂0.6%
实施例二:一离心泵体,长期在碱性空气中工作,PH值为9~11,工作温度为80℃离心泵体每分钟转速8000转,要求承受4Kgfcm水柱的冲击。防腐部位为整个泵体的内,外表面。泵体表面粗糙度为Ra3.2mm,无锈蚀,其表面处理只用丙酮除油,喷涂材料的配合比(重量比)为:
氨基甲酸己脂树脂 40%
改性聚氯乙烯 41.5%
mock固化剂 13%
催化剂 1.5%
防沉分散剂 1.2%
消泡剂 0.6%
紫外线吸收剂 1.2%
防老剂 1%
实施例三:工件与施工操作步骤同上,喷涂材料的配合比(重量比)为:
氨基甲酸己脂树脂 42.5%
改性聚氯乙烯 45%
固化剂 9%
催化剂 0.8%
防沉分散剂 0.5%
消泡剂 0.4%
紫外线吸收剂 0.8%
防老剂 1%