專利名稱：一種阻燒延耐高溫車間底漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，特別涉及一種阻燒延耐高溫車間底漆及其制備方法。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)50年代初，車間底漆就作為超級(jí)游船、海上石油鉆井平臺(tái)等大型鋼鐵結(jié)構(gòu)件的預(yù)處理底涂。車間底漆為適應(yīng)流水線作業(yè)，需滿足干燥快、防銹性能優(yōu)異、可焊接性與機(jī)械性能好等要求。目前使用較廣的車間底漆是以聚乙烯醇縮丁醛和硅酸乙酯水解物為基料，復(fù)配鋅粉的預(yù)涂底漆，其缺點(diǎn)是在室外保養(yǎng)時(shí)間短(一般只有3個(gè)月)，熱加工時(shí)燒損面積較大，耐較負(fù)的陰極保護(hù)點(diǎn)位性能較差，不適合裝有陰極保護(hù)的系統(tǒng)的船體水下部位。故其應(yīng)用受到一定的限制。還有一種是環(huán)氧富鋅車間底漆，是由鋅粉、環(huán)氧樹脂、聚酰胺固化劑等配制而成，在國內(nèi)已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，廣泛地應(yīng)用于船舶制造行業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)異的陰極保護(hù)防腐蝕性能、耐機(jī)械磨損性、耐熱性和焊割時(shí)漆膜燒損面小等。如干膜的厚度控制在20 μ m左右，則對(duì)鋼材的焊接工藝和焊接質(zhì)量無不良影響，并能和常用的防銹漆、面漆配套。但環(huán)氧富鋅車間底漆由于鋅粉含量較多，在進(jìn)行電焊、切割等熱加工時(shí)，會(huì)釋放較多的氧化鋅煙塵，對(duì)人體健康帶來影響，易導(dǎo)致“鋅熱病”，且對(duì)切割速度和質(zhì)量有一定影響。針對(duì)普通的車間底漆不耐熱、在400°C以上就會(huì)氣化的缺陷，上海船舶工藝研究所近期研制出一種耐高溫車間底漆，可以忍耐800°C高溫，使得鋼板切割焊接后的燒損面積降低50%以上，大大降低重新涂漆的消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種阻燒延耐高溫的車間底漆，該車間底漆克服了傳統(tǒng)車間底漆防護(hù)壽命短、不耐高溫、切焊時(shí)產(chǎn)生大量氧化鋅煙霧、涂層燒損面寬、修復(fù)重涂量大的缺陷。具體的技術(shù)方案如下一種阻燒延耐高溫車間底漆，由A組分和B組分組成所述A組分的原料組成及質(zhì)量份數(shù)為10 15份聚硅酸乙酯Si-40 ；2 5份95%乙醇；2 5份異丙醇；1 2份5%磷酸-丁醇溶液；所述B組分的原料組成及質(zhì)量份數(shù)為10 15份95%乙醇；6 10份正丁醇；2 5份聚乙烯醇縮丁醛；3 5份醇溶性有機(jī)硅樹脂；1 3份環(huán)氧樹脂；20 25份高溫成膜材料；2 5份涂料助劑；4 8份1000-1500目的超細(xì)磷鐵粉；20 25份1000-1500目的超細(xì)鋅粉；所述A組分和B組分的重量份配比為15 25 60 100。優(yōu)選地，所述高溫成膜材料由高溫二次成膜材料和高溫三次成膜材料組成所述高溫二次成膜材料的原料組成及重量百分含量為28 32%;B203 2 5% ；Al2O3 1 3% ；Li2O 5 8% ；Na2O 15 18% ；K2O 10 14% ；MgO 1 2% ；BaO 1 2 % ；V2O5 :5 10 % ；P2O5 :1 2 % ；Sb2O3 2 ~ 5 % ；TiO2 :15 20 % ；ZnO :1 2 % ；CeO2 :2 5% ；MoO3 :0. 5 ；上述原料的總和為100% ；所述高溫三次成膜材料的原料組成及重量百分含量為15 20% ;B203 10 15% ；Al2O3 20 25% ；Li2O :2 5% ；Na2O 20 25% ;K20 :2 6% ；V2O5 :5 10% ；P2O5 12 15% ；Nd2O3 1 4% ；NaF 2 5% ；上述原料的總和為 100% ；所述高溫二次成膜材料和高溫三次成膜材料的重量份配比為50 100 50 100。優(yōu)選地，所述高溫二次成膜材料的原料中Li20+Na20+K20與Si&+B203+Al203+Ti02+Sb203+Zn0+Ba0+Ce02質(zhì)量比為0. 50 0. 60，該高溫二次成膜材料的熔點(diǎn)范圍在480 490 "C。優(yōu)選地，所述高溫三次成膜材料的原料中Li20+Na20+K20與SiA+B203+Al203+Nd203質(zhì)量比為0. 50 0. 60，該高溫三次成膜材料的熔點(diǎn)范圍在680 700°C。優(yōu)選地，所述高溫二次成膜材料的制備方法包括如下步驟(1)按重量百分含量稱取各原料，研細(xì)混勻，于900 1200°C熔制60 90分鐘后水淬、烘干，得到半透明狀乳白色熔塊；(2)將步驟(1)得到的乳白色熔塊粉碎后，過100 200目篩，再加工至1000 1500目的微細(xì)粉體，即得所述高溫二次成膜材料；所述高溫三次成膜材料的制備方法與高溫二次成膜材料的制備方法相同。優(yōu)選地，所述超細(xì)磷鐵粉和超細(xì)鋅粉的目數(shù)為1000-1500目。本發(fā)明的另一目的是提供上述車間底漆的制備方法。具體的技術(shù)方案如下上述車間底漆的制備方法，包括如下步驟(I)A組分按質(zhì)量份數(shù)順序稱取聚硅酸乙酯Si_40、95%乙醇、異丙醇和氧化鋅置于反應(yīng)器中，在攪拌的條件下緩慢滴加5%磷酸-丁醇溶液進(jìn)行酸化水解24h后即得A組分；(》B組分按質(zhì)量份數(shù)稱取95%乙醇、正丁醇置于容器中，攪拌狀態(tài)下緩慢加入聚乙烯醇縮丁醛至聚乙烯醇縮丁醛完全溶解成透明狀液體，再向容器中加入醇溶性有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂、高溫成膜材料和涂料助劑，經(jīng)高速分散、研磨后加入超細(xì)磷鐵粉和超細(xì)鋅粉，再經(jīng)分散、過濾，即得B組分；(3)將A組分與B組分按重量份配比15 25 60 100的比例混合攪拌均勻，即得所述車間底漆。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，無論是有機(jī)硅樹脂還是無機(jī)硅聚合物，最高耐熱極限不超過400°C溫度。因此，傳統(tǒng)的無機(jī)富鋅底漆或無機(jī)硅酸鋅車間底漆的耐熱性只能達(dá)到400°C。在工況環(huán)境下的氧焰切割和焊接作業(yè)，由于涂層無法耐受如此高溫，必然產(chǎn)生損毀現(xiàn)象，其燒損面并向四周擴(kuò)延；同時(shí)，由于鋅的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。當(dāng)溫度達(dá)到225°C后，鋅氧化激烈。鋅在空氣中燃燒是因?yàn)殇\表面有一層氧化鋅，燃燒時(shí)冒出白煙。這種白色煙霧被人長期吸入，就會(huì)患上一種“鋅熱病”，危害人體健康。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是其關(guān)鍵技術(shù)在于使用了高溫成膜材料。配方中復(fù)配有兩種高溫成膜材料，其熔點(diǎn)分別在480 490°C、680 700°C范圍，由此可以接續(xù)一次膜材料在高溫?zé)崾е厣形赐耆靶纬傻诙巍⑷芜B續(xù)膜，以保證涂層的膜性能；同時(shí)，二次、三次高溫成膜材料在溫度達(dá)到其熔點(diǎn)時(shí)開始熔融，可以有效地包覆鋅粉粒子免于暴露在空氣當(dāng)中，以達(dá)到隔絕空氣、防止氧化的目的。從而使涂層的耐熱性達(dá)到800°C以上，燒損面積極小，切割或焊接作業(yè)過程中幾乎不產(chǎn)生煙霧。此外，對(duì)硅酸乙酯進(jìn)行水解，現(xiàn)有技術(shù)中所使用的酸催化劑均采用鹽酸，其缺點(diǎn)是水解反應(yīng)激烈，水解物很容易膠化，貯放期短，不易儲(chǔ)存；水解物中還殘留有Cl—離子，對(duì)鋼鐵基材有一定的腐蝕作用，因此會(huì)縮短車間底漆的防護(hù)壽命。本發(fā)明中的主劑(A組分)水解時(shí)，選用的酸催化劑是磷酸，其優(yōu)點(diǎn)是水解反應(yīng)溫和，水解物不易膠化，可長期貯存；水解物中殘留的PC^離子，對(duì)鋼鐵基材有磷化作用，可以提高涂層的防護(hù)壽命。經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果表明，使用鹽酸作催化劑的水解液(A組分)配合漆料(B組分)制備的涂層，鹽霧試驗(yàn)達(dá)不到250h,而試驗(yàn)磷酸作催化劑的水解液配合漆料制備的涂層，鹽霧試驗(yàn)超過500h，表面看不到銹跡，防腐蝕性能非常好；涂層的物理性能也極其優(yōu)異，各方面技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)秀。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例中使用的原料如下聚硅酸乙酯(Si-40)由南京曙光化工集團(tuán)有限公司出品；聚乙烯醇縮丁醛(10%乙醇溶液的粘度為10 15mPa. s)由湖南維尼綸廠出品；醇溶性有機(jī)硅樹脂由深圳市恒潤納米材料有限公司出品；環(huán)氧樹脂由廣州東風(fēng)化工廠出品；涂料助劑包括分散劑、防沉劑、消泡劑、流平劑、有機(jī)膨潤土等，由佛山市順德區(qū)賽富龍化工材料有限公司出品。以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。實(shí)施例1一種阻燒延耐高溫車間底漆，由A組分和B組分組成所述A組分的原料組成及質(zhì)量份數(shù)為15份聚硅酸乙酯Si-40 ；3份95wt%工業(yè)乙醇；2份異丙醇；2份5%磷酸-丁醇溶液；所述B組分的原料組成及質(zhì)量份數(shù)為10份95wt%工業(yè)乙醇；10份正丁醇；3份聚乙烯醇縮丁醛；5份醇溶性有機(jī)硅樹脂；1份環(huán)氧樹脂；25份高溫成膜材料；5份涂料助劑(其中涂料分散劑1份、涂料防沉劑1份、涂料消泡劑和流平劑各1份、有機(jī)膨潤土 1份)；4份1000-1500目的超細(xì)磷鐵粉；23份1000-1500目的超細(xì)鋅粉；所述A組分和B組分的重量份配比1 4。其中高溫成膜材料由高溫二次成膜材料和高溫三次成膜材料組成所述高溫二次成膜材料的原料組成及重量百分含量為28% ;B203:3 % ；Al2O3 3% ；Li2O 5% ；Na2O 15% ；K2O 12% ；MgO 2% ；BaO 2% ；V2O5 2% ；P2O5 2% ；Sb2O3 3% ；TiO2 15% ；ZnO 2% ；CeO2 5% ；MoO3 1% ；上述原料的總和為 100% ；其中Li20+Na20+K20 與 Si02+&03+Al203+Ti02+Sb203+ai0+Ba0+CeA 質(zhì)量比為 0. 52 ；熔點(diǎn)范圍在480 490°C ；所述高溫三次成膜材料的原料組成及重量百分含量為15% ；B2O3 10% ；Al2O3 25% ；Li2O 3% ；Na2O 20% ；K2O 6% ；V2O5 5% ；P2O5 13% ；Nd2O3 1% ；NaF 2% ；上述原料的總和為100% ；其中Li20+Na20+K20 與 Si02+&03+Al203+Nd203 質(zhì)量比為 0. 57，熔點(diǎn)范圍在 680 700 "C。所述高溫二次成膜材料和高溫三次成膜材料的重量份配比為1 1。上述高溫二次成膜材料的制備方法包括如下步驟(1)按重量百分含量稱取各原料，研細(xì)混勻，裝入剛玉坩堝，置于高溫爐內(nèi)，于900 1200°C熔制60 90分鐘，然后經(jīng)過水淬、烘干，得到半透明狀乳白色熔塊；(2)將步驟(1)得到的乳白色熔塊經(jīng)初步粉碎后，過100 200目篩得初級(jí)粉體，再經(jīng)氣流粉碎機(jī)加工至1000 1500目的微細(xì)粉體，烘干即得所述高溫二次成膜材料；所述高溫三次成膜材料的制備方法與高溫二次成膜材料的制備方法相同。上述車間底漆的制備方法，包括如下步驟(I)A組分按質(zhì)量份數(shù)順序稱取聚硅酸乙酯Si-40、95wt%工業(yè)乙醇、異丙醇和氧化鋅置于反應(yīng)器中，在攪拌的條件下緩慢滴加5%磷酸-丁醇溶液進(jìn)行酸化，水解程度視氯化鋅在溶液中是否完全溶解，水解24h后即得A組分；組分按質(zhì)量份數(shù)稱取95wt%工業(yè)乙醇、正丁醇置于容器中，攪拌狀態(tài)下緩慢加入聚乙烯醇縮丁醛至聚乙烯醇縮丁醛完全溶解成透明狀液體，再向容器中加入醇溶性有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂、高溫成膜材料和涂料助劑，經(jīng)高速分散、研磨至細(xì)度達(dá)到20 μ m后加入超細(xì)磷鐵粉和超細(xì)鋅粉，再經(jīng)分散、過濾，即得B組分；(3)將A組分與B組分以重量份配比1 4的比例混合攪拌均勻，即得所述車間底漆。本實(shí)施例的產(chǎn)品應(yīng)符合GB 6747-86標(biāo)準(zhǔn)，其特征指標(biāo)見表1與表2。表1阻燒延耐高溫車間底漆技術(shù)指標(biāo)
項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)備注主外觀目測(cè)清澈透明，無雜質(zhì)施工配比劑酸堿度PH5.0-5.5A組B組A
J;=1 4 (wt)漆外觀目測(cè)灰或深灰、綠灰色料粘度(涂-4杯)S100B 組 ----細(xì)度(刮板細(xì)度計(jì))μιη40 表2阻燒延耐高溫車間底漆涂層性能技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種阻燒延耐高溫車間底漆，其特征在于，由A組分和B組分組成所述A組分的原料組成及質(zhì)量份數(shù)為10 15份聚硅酸乙酯Si-40 ；2 5份95%工業(yè)乙醇；2 5份異丙醇；1 2份5%磷酸-丁醇溶液；所述B組分的原料組成及質(zhì)量份數(shù)為10 15份95%乙醇；6 10份正丁醇；2 5份聚乙烯醇縮丁醛；3 5份醇溶性有機(jī)硅樹脂；1 3份環(huán)氧樹脂；20 25份高溫成膜材料；2 5份涂料助劑；4 8份超細(xì)磷鐵粉；20 25份超細(xì)鋅粉；所述A組分和B組分的重量份配比為15 25 60 100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車間底漆，其特征在于，所述高溫成膜材料由高溫二次成膜材料和高溫三次成膜材料組成所述高溫二次成膜材料的原料組成及重量百分含量為=SiO2 28 32%;B203 :2 5%;Al2O3 1 3 % ；Li2O :5 8 % ；Na2O 15 18 % ；K2O 10 14 % ；MgO 1 2 % ；BaO 1 2% ；V2O5 2 8% ；P2O5 1 2% ；Sb2O3 2 5% ；TiO2 15 20% ；ZnO 1 2% ；CeO2 2 5% ；MoO3 :0. 5 ；上述原料的總和為100% ；所述高溫三次成膜材料的原料組成及重量百分含量為15 20% ；B2O3 10 15% ；Al2O3 20 ~ 25% ；Li2O :2 5% ；Na2O 20 ~ 25% ；K2O :2 6% ；V2O5 :2 8% ；P2O5 12 15% ；Nd2O3 1 4% ；NaF 2 5% ；上述原料的總和為100% ；所述高溫二次成膜材料和三次成膜材料的重量份配比為50 100 50 100。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車間底漆，其特征在于，所述高溫二次成膜材料的原料中Li20+Na20+K20 與 Si02+&03+Al203+Ti02+Sb203+ai0+Ba0+CeA 質(zhì)量比為 0. 50 0. 60，該高溫二次成膜材料的熔點(diǎn)范圍在480 490°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車間底漆，其特征在于，所述高溫三次成膜材料的原料中Li20+Na20+K20與SiA+B203+Al203+Nd203質(zhì)量比為0. 50 0. 60，該高溫三次成膜材料的熔點(diǎn)范圍在680 7000C ο
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車間底漆，其特征在于，所述高溫二次成膜材料的制備方法包括如下步驟(1)按重量百分含量稱取各原料，研細(xì)混勻，于900 1200°C熔制60 90分鐘后水淬、烘干，得到半透明狀乳白色熔塊；(2)將步驟(1)得到的乳白色熔塊粉碎后，過100 200目篩，再加工至1000 1500目的微細(xì)粉體，即得所述高溫二次成膜材料；所述高溫三次成膜材料的制備方法與高溫二次成膜材料的制備方法相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車間底漆，其特征在于，所述超細(xì)磷鐵粉和超細(xì)鋅粉的目數(shù)為 1000-1500 目。
7.權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述車間底漆的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)A組分按質(zhì)量份數(shù)順序稱取聚硅酸乙酯Si-40、95%乙醇、異丙醇和氧化鋅置于反應(yīng)器中，在攪拌的條件下緩慢滴加5%磷酸-丁醇溶液進(jìn)行酸化水解24h后即得A組分；(2)B組分按質(zhì)量份數(shù)稱取95%乙醇、正丁醇置于容器中，攪拌狀態(tài)下緩慢加入聚乙烯醇縮丁醛至聚乙烯醇縮丁醛完全溶解成透明狀液體，再向容器中加入醇溶性有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂、高溫成膜材料和涂料助劑，經(jīng)高速分散、研磨后加入超細(xì)磷鐵粉和超細(xì)鋅粉，再經(jīng)分散、過濾，即得B組分；(3)將A組分與B組分按重量份配比15 25 60 100的比例混合攪拌均勻，即得所述車間底漆。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燒延耐高溫車間底漆，其關(guān)鍵技術(shù)在于使用了高溫成膜材料。配方中復(fù)配有兩種高溫成膜材料，其熔點(diǎn)分別在480～490℃、680～700℃范圍，由此可以接續(xù)一次膜材料在高溫?zé)崾е厣形赐耆靶纬傻诙?、三次連續(xù)膜，以保證涂層不開裂；同時(shí)，還能使涂層的耐熱性達(dá)到800℃以上，燒損面積極小，切割或焊接作業(yè)過程中幾乎不產(chǎn)生煙霧。
文檔編號(hào)C09D1/00GK102558922SQ20111043050
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者姚迪, 張中秋, 張弛, 張濤, 胡安華 申請(qǐng)人:廣州中國科學(xué)院工業(yè)技術(shù)研究院