專(zhuān)利名稱(chēng):常溫固化磷酸鹽耐高溫涂料的制作方法
本發(fā)明屬于水溶性耐高溫?zé)o機(jī)涂料制備技術(shù)領(lǐng)域：
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一般耐熱無(wú)機(jī)涂料，是以無(wú)機(jī)高聚物為基料，配以顏料和填充料等組成。
已公知的磷酸鹽鋁粉無(wú)機(jī)涂料(《涂料工業(yè)》雜志1981年第1期)，其涂層是采用低溫烘干方法，烘烤溫度為250-300℃，不僅需耗費(fèi)部分能源，而且限制了使用范圍。再則此種涂料最高耐溫600℃，不適宜在600℃以上高溫、強(qiáng)氣流沖刷等部位使用。
英國(guó)專(zhuān)利1503943號(hào)，1975年2月12日，國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)C23F7/00C25D13/02，公開(kāi)了一種磷酸鹽涂料。該涂料也需在82-149℃溫度下烘干，最高固化溫度達(dá)538-871℃。大型設(shè)備和不能烘烤的部件，使用這種涂料是不適宜的。
英國(guó)專(zhuān)利2139639A，1983年9月28日，國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)C09D1/005/18，公開(kāi)的裝飾性不燃涂料，主要是應(yīng)用于建筑材料上。該涂料在500℃火焰下不燃燒。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是，提供一種能夠在常溫下自干的水溶性耐高溫?zé)o機(jī)涂料的配比及其合成樹(shù)脂制備工藝。
本發(fā)明常溫固化磷酸鹽耐高溫涂料，以無(wú)機(jī)高聚物為基料，配以耐高溫顏料、助劑和促凝劑等組成?；鲜怯闪姿?、氫氧化鋁、硅酸鹽、緩蝕劑、PH調(diào)節(jié)劑等合成。磷酸與氫氧化鋁以及適量的水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成磷酸鹽，它是主要的成膜物質(zhì)。其主鍵結(jié)構(gòu)為-P-O-P-O-P-，鍵能高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在高溫下不易被分解破壞。由于它不含有機(jī)基團(tuán)，所以不具備可燃的因素，而具有極佳的耐油性、耐候性和耐溶劑性。該基料呈弱酸性，對(duì)底材有鈍化作用，所以它的粘結(jié)強(qiáng)度高，附著力強(qiáng)、耐高溫顏料在高溫條件下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。助劑的作用是調(diào)節(jié)涂料的粘度。本發(fā)明使用的促凝劑中含有活潑的羥基，在常溫下它與基料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀大分子鏈，可使涂層達(dá)到自干。
本發(fā)明的合成樹(shù)脂制備工藝，采用不均相反應(yīng)法。將定量的磷酸、氫氧化鋁用足量的水混合，在70-85℃條件下反應(yīng)，生成一種半固體狀的透明物料，加入適量的水進(jìn)行水解后，攪拌冷卻，在20-30℃時(shí)出料，其固體份應(yīng)為50%。
本發(fā)明常溫固化磷酸鹽耐高溫涂料，主要由以下幾種成分組成第一種是用65%的磷酸與氫氧化鋁和足量的水進(jìn)行反應(yīng)，(磷酸∶氫氧化鋁＝2-5∶1-3，最佳比例是3∶2)，生成磷酸鹽溶液后再加入緩蝕劑混合。磷酸鹽占涂料總重量的10-15%，最佳為13%。
第二種是緩蝕劑鉻酐，占涂料總重量的2-5%，最佳為3%。
第三種是耐高溫顏料二氧化鈦和二氧化硅，占涂料總重量的20-35%，其中二氧化鈦與二氧化硅的重量比為1∶2.3。
第四種是促凝劑，它是含有活潑羥基的乙烯樹(shù)脂，占涂料總重量的2-9%，最佳6%。
第五種是水，這種水必須經(jīng)過(guò)凈化處理，其電阻率為1×106Ω·cm-1，占涂料總重量的50-70%，最佳62%。
第六種是PH調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉，其用量以磷酸鹽溶液的PH值而定，經(jīng)調(diào)節(jié)后的溶液PH＝3-5，最佳PH＝4。
按上述配比和合成樹(shù)脂制備工藝所制造出來(lái)的涂料，不含有機(jī)溶劑，無(wú)刺激性氣味，不會(huì)燃燒，不污染環(huán)境。該涂料的涂層不用烘烤，能夠在25-35℃，相對(duì)濕度為75%條件下自干，在650-830℃條件下可長(zhǎng)期使用，最高耐溫1000℃。該涂料原料價(jià)廉易得。
附圖1、2、3、4、5是常溫固化磷酸鹽耐高溫涂料合成樹(shù)脂的X光衍射圖。圖1為總圖，圖2、3、4、5為分段放大圖。經(jīng)X射線(xiàn)衍射物相定性分析，大量的Al(H2PO4)3變?yōu)槲⒕B(tài)聚合物，衍射譜圖中2θ17°-40°漫散射峰即是。衍射譜圖中①②③④⑤⑥⑦⑧衍射峰是結(jié)晶相AlH3(PO4)2·3H2O的衍射線(xiàn)，該結(jié)晶相為穩(wěn)定態(tài)。
制備常溫固化磷酸鹽耐高溫涂料實(shí)施例是組份甲，用65%的磷酸3克與氫氧化鋁2克(用6克水浸濕)在79℃條件下反應(yīng)，生成磷酸鹽溶液，用65℃的水調(diào)整其固體份為50%，加入緩蝕劑鉻酐0.3克，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的PH值為4。然后加入耐溫顏料二氧化鈦4.8克(用10克水浸濕)，二氧化硅11.04克攪拌研磨而成，其細(xì)度為40微米。組份乙，由含活潑羥基乙烯樹(shù)脂的促凝劑1.3克和水11.2克構(gòu)成。
將組份甲和組份乙按重量1∶3混合，即得到常溫固化磷酸鹽耐高溫涂料，它在30℃、相對(duì)濕度70%情況下可以自干。
本發(fā)明所獨(dú)具的耐高溫性能，由下述應(yīng)用實(shí)例可以看出。
應(yīng)用實(shí)例1，把按上述配比制備的涂料應(yīng)用于兩架渦輪噴氣式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴管內(nèi)壁上，20小時(shí)自干。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其推力為2700公斤，噴管溫度690℃。兩架飛機(jī)經(jīng)過(guò)105和110小時(shí)飛行后，噴管內(nèi)壁涂層完好無(wú)損，顏色無(wú)變化。
應(yīng)用實(shí)例2，把按上述配比制備的涂料涂刷在海軍某導(dǎo)彈艇的導(dǎo)彈發(fā)射架上。導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)，尾部中心火焰溫度為1800℃，氣流沖擊壓力為28噸，導(dǎo)彈發(fā)射后，涂層無(wú)脫落，顏色無(wú)變化。而所涂其他品種耐火漆，則全部被燒毀并脫落。
應(yīng)用實(shí)例3，把按上述配比制備的涂料涂刷在某化工廠氯氫合成爐外壁上，此處的溫度為650-830℃，經(jīng)22個(gè)月(15900小時(shí))試用，涂層完好無(wú)損。
補(bǔ)正 87101674文件名稱(chēng) 頁(yè) 行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后說(shuō)明書(shū) 2 2 自干 固化2倒4 自干 固化4 6 自干 固化5 7 自干 固化5 12 自干 固化
權(quán)利要求
1.一種水溶性耐高溫涂料，其特征是它以無(wú)機(jī)高聚物為基料，配以耐高溫顏料、助劑和促凝劑組成。
2.按權(quán)利要求
1所述的水溶性耐高溫涂料，其特征是它的基料由磷酸、氫氧化鋁、硅酸鹽、緩蝕劑、PH調(diào)節(jié)劑和足量的水構(gòu)成，磷酸與氫氧化鋁的重量比為2-5∶1-3，磷酸鹽占總重量的10-15%。
3.按權(quán)利要求
1所述的水溶性耐高溫涂料，其特征是它所用的耐高溫顏料為二氧化鈦和二氧化硅，二氧化鈦與二氧化硅的重量比為1∶2.3，它們占總重量的20-35%。
4.按權(quán)利要求
1所述的水溶性耐高溫涂料，其特征是它所用的助劑是經(jīng)過(guò)凈化處理的自來(lái)水，其電阻率為1×106Ω·cm-1，水占總重量的50-70%。
5.按權(quán)利要求
1所述的水溶性耐高溫涂料，其特征在于所用的促凝劑為含活潑羥基的乙烯樹(shù)脂，它占總重量的2-9%。
6.按權(quán)利要求
1所述的水溶性耐高溫涂料，其特征在于，合成樹(shù)脂制備工藝采用不均相反應(yīng)法，反應(yīng)溫度為70-85℃。
7.按權(quán)利要求
6所述的水溶性耐高溫涂料合成樹(shù)脂制備工藝，其特征在于將用不均相反應(yīng)法制得的合成樹(shù)脂進(jìn)行水解，所加入的水的溫度應(yīng)在60℃以上。
8.按權(quán)利要求
6和7所述的水溶性耐高溫涂料合成樹(shù)脂制備工藝，其特征在于將水解后的樹(shù)脂進(jìn)行攪拌冷卻，至20-30℃時(shí)出料。
專(zhuān)利摘要
一種水溶性耐高溫涂料，可在常溫下固化。該涂料以無(wú)機(jī)高聚物為基料，配以耐高溫顏料和助劑制成，不含有機(jī)溶劑，無(wú)刺激性氣味，不會(huì)燃燒，不污染環(huán)境。在650—830℃條件下可長(zhǎng)期使用，最高耐溫1000℃。
文檔編號(hào)C09D5/18GK87101674SQ87101674
公開(kāi)日1988年9月14日 申請(qǐng)日期1987年3月6日
發(fā)明者張寶恒 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍勤務(wù)學(xué)院, 何友安導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan