专利名称：无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料及其制备方法
技术领域：
本发明属于材料技术领域，特别涉及一种无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料及其制备方法。
背景技术：
耐磨涂料主要应用于工程机械、汽车排气管的高温防腐及耐磨保护；钢结构的防腐、阻燃保护；地铁、隧道装饰板的耐磨、阻燃、防火保护；燃气热水交换器、锅炉热交换器 的耐热、防腐保护；与明火接触的炉头、壁炉、厨具的耐磨、防腐、阻燃保护。CNlO 1503598A公开了一种溶剂型有机硅耐明火烧涂料，可耐500 800度。明火烧不冒烟，做黑色涂料基本不变色，但无法做浅色和鲜艳颜色，会黄变，长期处于高温下，有机树脂仍会分解产生一些刺鼻有毒异味。涂料中靠云母粉来提高韧性，防止高温开裂，其中云母粉占量高达50%，由于云母粉当温度高于450°C时就会开始缓慢分解，厚度膨胀，600°C以上会急剧失重，到90(TC时几乎完全分解，故依赖云母粉来耐高温，基本上只能长期耐温600度以下，否则涂料会粉化开裂。CN100587017C公开了一种溶剂型有机硅超耐高温涂料及其生产方法，能耐高温450 500度，但有机树脂高温分解仍会产生部分刺鼻有毒异味，并且会变色。只能做黑和银黑极少的颜色，无法做浅色和鲜艳颜色。CN102030906A公开了一种耐高温重防腐涂料有机一无机杂化树脂的制备，能耐一
定的高温，但未能明示能耐多少高温，无法长期在600 800度使用。同时，由于配方里采用了大量环氧基硅烷单体，在超过280度时极易黄变。CN102351497A公开了一种耐高温环保型纳米改性无机涂料及制备方法与应用，能耐700 1000度高温，但膜厚必须高达45 80um才有较好的耐高温防腐性能，并且只对合金部件有优良高温防腐效果，对普通钢铁部件保护效果不佳，同时，涂料中靠添加三聚磷酸铝和锌粉来做硅酸钾涂料的固化剂，会造成涂料储存有效期极短，在配铬涂料时，必须尽快使用完，否则就会胶凝报废，造成损失。CN102190940A公开了一种工程机械尾气管耐高温防腐涂料，只能耐温500度，且
只能做黑色，高温下会产生大量刺鼻异味。CN102167570A公开了一种复合纳米高温涂料及其制备方法和使用方法，工艺麻烦，时间长，须陈化7 10天才能进入下一工艺。并且须在400 500度做高温预处理I 2h，消耗了大量能源，同时膜厚须30 50um以上才有较好耐温效果。CN101857753A公开了一种防腐涂料、涂装方法和应用，适用于热交换器，耐温600度以下。但由于采用硅氧烷改性丙烯酸树脂做基料，高温下易黄变，只能做银黑色，同时涂料是靠添加高达35%的铝粉来实现高温下率熔融二次成膜来防腐，由于大量的铝粉在高温下会软化熔融，故该涂料无热硬度，高温下耐磨性极差，同时是采用特殊的超声波振动来进行涂装，与常规工艺相比，客户使用极不方便。并且涂料还采用部分有毒的三甲苯作溶剂，极不环保。
以上有机或无机的耐高温涂料，在薄涂时，耐高温防腐效果不佳，并且耐磨效果差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种不会产生刺鼻异味及烟气、不变色、耐磨性好、附着力强、具有良好的防腐防锈功能、环保的无机纳米耐高温防腐耐磨涂料及其制备方法。本发明第一方面提供一种无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料，包括无机纳米树脂及混合溶剂，所述无机纳米树脂由组份和重量配比分别为二氧化硅分散体30%-90%、硅烷10%-70%、PH值调节剂O. 1%_10%及促进剂ΗΜΤ0. 01%_1%组成；所述混合溶剂由耐高温环保颜料、填料、乙醇与水组成。
进一步地，所述二氧化娃分散体由10纳米-20纳米、30纳米-50纳米及60纳米-90纳米粒径二氧化硅混合而成，且其重量配比分别为1%-90%、1%-90%、1%-50%。进一步地，所述硅烷由一种或几种不同取代基的硅烷混合而成。本发明第二方面提供一种无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料的制备方法，包括上述的无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料，其先制备无机纳米树脂，再将所述无机纳米树脂与混合溶剂混合研磨，其中无机纳米树脂的制备方法如下先将不同粒径的纳米二氧化硅分散体进行混合，混合均匀后，加入PH调节剂调节纳米二氧化硅分散体的PH值小于7，然后升温到50度，开始滴加预先计量的混合硅烷，在30分钟内滴完，保持反应温度在50 80度，恒温反应2 5小时，然后加入计量的促进剂HMT，保温反应30分钟，停止加热，降温冷却，可获得外观为半乳白透明粘稠液体的无机纳米树脂。根据各物料配比不同，各配方无机树脂固含量控制在30 50%之间；再将制备好的无机纳米树脂与混合溶剂混合，用高速分散机进行高速分散，分散时间为10 30分钟，然后采用卧式砂磨机进行研磨，并且调节冷却水使研磨物料温度不超过60度,研磨时间I 2小时。本发明提供的所述无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料及其制备方法，具有以下有益效果I、无烟无味由于是无机涂料，不会产生有机物高温分解的刺鼻异味及烟气；2、不变色由于是无机涂料，高温下不会变色，并且可以做其他耐高温涂料做不了的白色等浅色涂料以及黄色、绿色等鲜艳色涂料，而不会变黄；3、高耐磨性硬度及高温下热硬度高，可达9小时；4、高附着力及剥离强度由于是不同粒径的纳米硅复配，极大的增强了无机树脂的交联密度，增加了涂料的致密度；同时大小纳米粒径的纳米硅混配，填补了大粒径纳米硅之间的空隙，小粒径纳米吸收缓冲了大粒径纳米之间的热应力分散，而大粒径纳米硅又抵御和隔离了小粒径纳米的热应力集中；5、良好的防腐防锈功能；6、防火无机涂层固有的良好的高温绝热性，能阻止火灾热量向钢材传递，并且在高温下形成的是一种高硬度的类似于陶瓷的致密釉层，能有效隔绝氧气，延缓钢结构升温，起到防火保护作用；7、省耗材由于多粒径的纳米硅复配所形成的高致密度，在15微米厚的薄涂膜即可达到耐高温和防腐、阻燃耐磨功能，大大节约了材料消耗；8、施工方便为单组分产品，可常温固化，无须添加固化促进剂，储存有效期长，可高达半年以上，施工简单方便；9、环保无机涂料,颜料采用符合FDA和rosh指令的耐高温颜料,不含重金属，溶剂为少量乙醇和水的混合物，环保无毒。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
来进一步说明本发明的技术方案本发明提供一种无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料，包括无机纳米树脂及混·合溶剂，所述无机纳米树脂由二氧化硅分散体、硅烷、PH值调节剂及促进剂HMT组成；所述混合溶剂耐高温环保颜料、填料、乙醇与水组成。所述二氧化硅分散体是采用硅酸乙酯或硅粉或水玻璃制成的纳米二氧化硅分散体或硅溶胶。所述硅烷包括甲基、乙基、丙基、丁基、巯基、辛基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、苯基、环己基、缩水甘油醚基等各种有机取代基的三官能团和二官能团的硅烷偶联剂。所述PH值调节剂指乙酸、甲酸、丙酸、草酸、盐酸、硫酸、硝酸。所述耐高温环保颜料是指不含重金属的符合FDA和Rosh指令的无机颜料铜铬黑、氧化钴绿、氧化钴蓝、钛黄、钛白等。实施例一将50kgl0纳米 20纳米二氧化硅分散体、20kg30纳米 50纳米二氧化硅分散体、30kg60纳米 90纳米二氧化硅分散体分别加入带夹套水冷的拉缸中，开始搅拌，然后投入8kg乙酸，调节PH值为4，然后升温到50度，开始滴加45kg甲基三甲氧基硅烷和4. 5kg~■甲基~■甲氧基娃烧、O. 5kg缩水甘油酿基二甲氧基娃烧的混合物，在30分钟内滴完，保持反应温度在60度，恒温反应3小时，然后加入I. 5kg促进剂HMT，保温反应30分钟，停止加热，降温冷却，可获得外观为半乳白透明粘稠液体的无机纳米树脂。无机纳米树脂固含量为35. 6%，铅笔硬度9H，光泽58°，耐温1000°。将制备好的50kg无机纳米树脂、15kg环保不含重金属600度低熔点玻璃粉、Ikg氧化招1250目、8kg晶须娃、15kg环保无机高温颜料铬铜黑、Ikg无机膨润土、5kg无水乙醇、5kg水混合，然后用高速分散机进行高速分散，分散时间为30分钟，然后进行研磨，是采用卧式砂磨机进行研磨，并且调节冷却水，使研磨物料温度不超过60度，研磨时间2小时。采用喷涂的方式喷涂到经过喷砂处理的金属部件表面，表干5min后，放入炉温100°C的烘箱中保温30min，取出空冷后即获得无机涂层，在1000°C经过IOOh恒温氧化，涂层未出现粉化、起皮、脱落等破坏，并且在耐高温过程中，没有任何刺鼻性有毒烟气和异味产生，同时具有良好的防腐耐盐雾和耐磨性能。实施例二至实施例十七实施例二至十七的制备方法与实施例相同，配方请参照下表I及表2 :表I :实施例二至实施例九的配方
权利要求
1.一种无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料，其特征在于，包括无机纳米树脂及混合溶剂，所述无机纳米树脂由组份和重量配比分别为二氧化硅分散体30%-90%、硅烷10%-70%、PH值调节剂O. 1%-10%及促进剂HMTO. 01%-1%组成；所述混合溶剂由耐高温环保颜料、填料、乙醇与水组成。
2.根据权利要求I所述的无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料，其特征在于，所述二氧化娃分散体由10纳米-20纳米、30纳米-50纳米及60纳米-90纳米粒径二氧化娃混合而成，且其重量配比分别为1%_90%、1%-90%、1%-50%。
3.根据权利要求2所述的无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料，其特征在于，所述硅烷由一种或几种不同取代基的硅烷混合而成。
4.一种无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料的制备方法，包括权利要求I至权利要求3中的无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料，其特征在于，先制备无机纳米树脂，再将所述无机纳米树脂与混合溶剂混合研磨，其中 无机纳米树脂的制备方法如下先将不同粒径的纳米二氧化硅分散体进行混合，混合均匀后，加入PH调节剂调节纳米二氧化硅分散体的PH值小于7，然后升温到50度，开始滴加预先计量的混合硅烷，在30分钟内滴完，保持反应温度在50 80度，恒温反应2 5小时，然后加入计量的缩聚调节剂HMT，保温反应30分钟，停止加热，降温冷却，可获得外观为半乳白透明粘稠液体的无机纳米树脂。根据各物料配比不同，各配方无机树脂固含量控制在30 50%之间； 再将制备好的无机纳米树脂与混合溶剂混合，用高速分散机进行高速分散，分散时间为10 30分钟，然后采用卧式砂磨机进行研磨，并且调节冷却水使研磨物料温度不超过60度，研磨时间I 2小时。
全文摘要
本发明公开了一种无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料及其制备方法，所述耐磨涂料包括无机纳米树脂及混合溶剂，所述无机纳米树脂由组份和重量配比分别为二氧化硅分散体30%-90%、硅烷10%-70%、PH值调节剂0.1%-10%及促进剂HMT0.01%-1%组成;所述混合溶剂由耐高温环保颜料、填料、乙醇与水组成。先将不同粒径的纳米二氧化硅分散体进行混合，加入PH调节剂、混合硅烷恒温反应后加入计量的促进剂HMT保温反应后得无机纳米树脂；再将制备好的无机纳米树脂与混合溶剂混合，用高速分散机进行高速分散后进行研磨即得无烟无味无机纳米耐高温防腐耐磨涂料。其无烟无味、且环保、不变色，具有高耐磨性及良好的防腐防锈功能。
文档编号C09D1/00GK102924985SQ20121043068
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者宋海兵 申请人:长沙皇美涂料有限公司