[发明专利]一种耐高温防腐蚀涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温防腐蚀涂料，特别是耐550℃高温的改性环氧有机硅防腐蚀涂料及其制备方法。

背景技术

近几年来，随着高新技术的飞速发展，对耐高温结构材料以及耐高温涂料的要求越来越高，而实践证明，高温结构材料要做到既有好的高温强度，又具备优良的抗氧化、抗腐蚀性能却比较困难，而且费用昂贵。相比之下，耐高温涂料却具备了以上两种优点，既可以提高材料的耐高温性，又具备一定的抗腐蚀性。所以，从20世纪50年代以来，人们对耐高温涂料的研究一直方兴未艾，并取得了很大进展。

耐高温涂料一般是指温度在200℃以上漆膜不变色、不脱落、仍能保持适当的物理机械性能的涂料。耐高温涂料种类繁多，传统无机型耐高温涂料的耐热温度可达400-1000℃，甚至更高。无机型耐高温涂料耐燃性好、硬度高，但漆膜较脆，在完全固化之前耐水性不好，对底材处理的要求也严格。目前，一般采用在有机树脂中添加无机填料的方法配制综合性能优良的有机涂料。常用的有机防腐涂料有环氧煤沥青、环氧玻璃鳞片和多功能防锈漆等，但是通常耐温只有150℃，更高温度时会发生降解或者碳化，导致涂层失效。在前人的研究中，主要侧重于涂料的耐热性或耐腐蚀性，而对既耐高温又耐腐蚀的涂料研究较少。专利200710098668.4公开了一种环氧有机硅防腐蚀涂料，盐雾累计时间最高可达到360h，耐腐蚀性优良，但是没有在耐热性和耐腐蚀性方面同时得到提高。

发明内容

本发明目的是克服以往涂料的缺点，提供一种耐高温防腐蚀的改性环氧有机硅涂料及其制备方法，该涂料在高温环境下既能保持适当的物理机械性能又能具有良好的防腐蚀性能。磷酸酯及多异氰酸酯改性环氧有机硅树脂具有超强的耐高温防腐蚀性能。树脂的主体是环氧有机硅树脂，环氧有机硅树脂本身具有良好的耐高温防腐蚀性能，其结构中的Si-O-Si键的热力学稳定性好，可提高涂层耐热性，再加上环氧基团提高树脂的柔韧性，与基材的附着力大大提高。引入磷酸酯基团，其与环氧有机硅树脂中的活性有机硅基团发生反应，也提高了树脂的耐温性能，同时对于涂料的后期防腐蚀性能也有所提高，涂料在成膜过程中，磷酸酯基团与基材金属形成致密的磷酸盐保护膜，使金属表面发生钝化，可以防止水分子和盐离子与金属接触，从而使涂料具有优良的防腐蚀功能。引入异氰酸酯基团，其与环氧有机硅树脂中的环氧基团反应生成聚恶唑烷酮基团，恶唑烷酮基团也具有很好的耐高温性能，从而提高了涂料的耐高温性能。磷酸酯及多异氰酸酯改性环氧有机硅树脂和耐高温颜料配合使用，能达到理想的效果。

为实现这一目的，本发明采用了如下技术方案：

配方：(以下单位为重量份)

a、磷酸酯及异氰酸酯改性环氧有机硅树脂配方

环氧有机硅树脂100

异氰酸酯2～10

磷酸酯单体2～10

二甲苯20～50

b、涂料配方

磷酸酯及异氰酸酯改性环氧有机硅树脂30～70

耐高温颜料40～70

填料10～25

助剂0～5

溶剂10～25

涂料制备工艺：

a、磷酸酯及异氰酸酯改性环氧有机硅树脂制备工艺

在装有温度计，搅拌、回流和滴加装置的反应容器中加入环氧有机硅树脂，开启搅拌并升温至70～90℃，然后在2～3小时内均匀滴加磷酸酯和二甲苯的混合液、以及异氰酸酯，滴加完毕后，保温3～4小时完成树脂的合成。

b、涂料的配制

将磷酸酯及异氰酸酯改性环氧有机硅树脂、耐高温颜料、填料和溶剂等混合均匀并砂磨到细度50微米以下，然后加入助剂，搅拌均匀得到涂料。将所制的涂料施工于工件后，在200℃下固化0.5小时即可达到最佳性能。

所述的磷酸酯单体其结构

R₁、R₂为烷基；

所述的异氰酸酯选自TDI、MDI和IPDI；

所述的耐高温颜料为搪瓷黑、铝粉、锌粉和碳黑的混合物；所述的填料为云母粉和滑石粉的混合物；助剂包括硅烷偶联剂和热稳定剂；溶剂为二甲苯与丁醇的混合物。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步描述，但不局限于此。

在装有温度计、搅拌、回流和滴加装置的反应容器中加入环氧有机硅树脂ES-06 100份，开启搅拌并升温至70～90℃，在2～3小时内均匀滴加磷酸酯单体PAM-100 8份与二甲苯40份的混合液，以及TDI 8份，滴加完毕后，保温3～4小时完成树脂的合成，制得磷酸酯及异氰酸酯改性环氧有机硅树脂ESPN-100。