阅读说明：本技术 热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料及其制备方法 (Hot-melt super-hydrophobic corrosion-inhibition coating anticorrosive material and preparation method thereof ) 是由 王清海 方健君 王秀娟 马胜军 许洋 廉兵杰 徐科 沈雪锋 赵起锋 徐慧 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及防腐材料技术领域,具体涉及一种热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料及其制备方法。本发明的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料由以下质量百分数的原料组成：基料树脂30％～50％,疏水树脂5％～15％,缓蚀剂0.5％～2％,缓蚀剂载体10％～30％,增塑剂10％～20％,颜填料浆8％～18％,所述缓蚀剂载体为C16～C20烷烃中的任意一种或几种。本发明的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料对保护基材的异型结构缝隙处具有较好的防护效果,同时,本发明的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料还具有优异的耐化学性、抗老化性、断裂伸长率、拉伸强度、超疏水性、包覆性、剥离性以及可重复利用性。(The invention relates to the technical field of anticorrosive materials, in particular to a hot-melt super-hydrophobic corrosion-inhibition coating anticorrosive material and a preparation method thereof. The hot-melt super-hydrophobic corrosion inhibition coating anticorrosive material comprises the following raw materials in percentage by mass: 30-50% of base resin, 5-15% of hydrophobic resin, 0.5-2% of corrosion inhibitor, 10-30% of corrosion inhibitor carrier, 10-20% of plasticizer and 8-18% of pigment and filler slurry, wherein the corrosion inhibitor carrier is any one or more of C16-C20 alkanes. The hot-melt type super-hydrophobic corrosion inhibition coating anticorrosive material has a good protection effect on the special-shaped structure gap of the protective substrate, and meanwhile, the hot-melt type super-hydrophobic corrosion inhibition coating anticorrosive material also has excellent chemical resistance, ageing resistance, elongation at break, tensile strength, super-hydrophobicity, coating property, stripping property and reusability.)

热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防腐材料技术领域，具体涉及一种热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料及其制备方法。

背景技术

一些基材在与周围介质接触中，由于氧、水或其他杂质的作用，会引起基材材质的破坏，防腐材料能够形成一层包覆在保护基材表面以保护基材不受外界腐蚀的薄膜，工业及军事设备的钢结构连接处、焊缝、法兰结构、螺栓等位置都是腐蚀易发点,目前主要的保护措施是在基材表面刷涂防护材料或包覆粘弹体以隔离腐蚀介质进行防护。

但是刷涂现有技术的防护材料的基材拆卸时需有机溶剂脱除，不利于基材的拆卸维护，而且污染环境；基材在施工过程中容易磕碰损坏，使得基材上存在的间隙容易受到腐蚀介质的侵蚀，防护效果不理想；而且防护材料时间久了易老化、粉化、开裂，防护材料的表面或者开裂处易堆积雨水、粉尘等腐蚀介质，不美观且有潜在的腐蚀风险。包覆粘弹体时需要给钢结构的表面均匀加热到30～40℃，施工不便；在使用粘弹体的过程中容易带入空气，拆开检修后需重新包覆新的粘弹体，增加了防护成本；同时对于基材的异型结构缝隙内部已发生的腐蚀，目前的防护材料无法进行有效的保护。因此，开发一种表面具有防水防尘功能且对基材的异型结构缝隙处也有很好的防腐效果，同时便于剥离的防腐材料很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料，该防腐材料具有优异的防腐蚀性能。

本发明的第二个目的在于提供一种上述热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是:

一种热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料，所述热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料由以下质量百分数的原料组成：基料树脂30％～50％，疏水树脂5％～15％，缓蚀剂0.5％～2％，缓蚀剂载体10％～30％，增塑剂10％～20％，颜填料浆8％～18％，所述缓蚀剂载体为C16～C20烷烃中的任意一种或几种。

上述质量百分数为各原料质量占总原料质量的百分数。

所述基料树脂为醋酸丁酸纤维素、石油树脂和改性树脂的混合物，所述改性树脂为丙烯酸改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂中的任意一种或几种。

所述醋酸丁酸纤维素、所述石油树脂和所述改性树脂的质量比为1.9～3.7:1:0.1～0.3，所述醋酸丁酸纤维素包括以下质量百分数的基团：乙酰基1％～8％，丁酰基45％～55％，所述石油树脂为C9石油树脂、加氢C9石油树脂、C5石油树脂、加氢C5石油树脂中的任意一种或几种。

所述疏水树脂为聚醚改性甲基硅氧烷树脂、聚醚改性二甲基硅氧烷树脂、聚醚改性乙基硅氧烷树脂、羟基改性甲基硅氧烷树脂、羟基改性二甲基硅氧烷树脂、羟基改性乙基硅氧烷树脂中的任意一种。

所述缓蚀剂由脂肪酸和有机溶剂以及多乙烯多胺反应得到，所述脂肪酸为月桂酸、肉豆蔻酸、癸酸、棕榈酸、油酸中的任意一种或几种，所述有机溶剂为甲苯或者二甲苯，所述多乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的任意一种或几种。

所述缓蚀剂由包括以下步骤的制备方法制得：将所述脂肪酸与所述有机溶剂混匀，滴加所述多乙烯多胺，加热，同时开启氮气保护，升温至160～180℃反应2～4h，再升温至200～230℃反应2～4h，减压蒸馏出有机溶剂和水，制得所述缓蚀剂，所述脂肪酸、多乙烯多胺、有机溶剂的质量比为25～35:25～50:20～50。

所述增塑剂为磷酸三甲苯酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三辛酯、己二酸二异辛酯、乙酰柠檬酸三正丁酯中的任意一种或几种。

所述颜填料浆由以下质量百分数的组分组成：环氧树脂15％～30％，环氧大豆油30％～40％，颜料和填料的混合物30％～45％。

所述环氧树脂为E-44环氧树脂、E-51环氧树脂、F-51环氧树脂中的一种或几种。

上述热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料的制备方法，包括以下步骤：

将缓蚀剂、缓蚀剂载体和增塑剂加入到反应釜中，搅拌加热，加入基料树脂、疏水树脂，继续搅拌加热，保温搅拌一段时间后加入颜填料浆，继续搅拌即得产物。

本发明的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料的有益效果在于：

本发明中提供的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料，加入的缓蚀剂载体为C16～C20烷烃混合物，由于本发明的缓蚀剂中存在脂肪酸基团，因此本发明的缓蚀剂能够完全溶解在缓蚀剂载体中；本发明的防腐材料涂覆在保护基材表面且固化后，缓蚀剂载体可以持续的向外渗出，同时缓蚀剂载体携载缓蚀剂一同渗到保护基材表面，对保护基材进行保护；由于缓蚀剂载体是液体，对于保护基材的异型结构缝隙处，缓蚀剂载体也会携带缓蚀剂完全渗入，即便是保护基材或者保护基材的缝隙中已经发生腐蚀，由于缓蚀剂的存在，腐蚀亦会被抑制，使基材得到有效的防护。

本发明的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料，以疏水树脂作为成膜物质的一部分，使本发明的防腐材料能够形成连续、具有一定强度的膜之外，还降低了防腐材料的表面能，为防腐材料提供超疏水和自清洁功能，减少雨水、粉尘、油污等腐蚀介质降落在本发明防腐材料的表面，进而为保护基材提供更有效的防护。

本发明采用的醋酸丁酸纤维素是一种高分子的纤维素有机酸酯，分子中含有羟基、乙酰基和丁酰基三种基团，耐紫外性能优异，树脂强度高，石油树脂具有是一种酸值较低的树脂，具有优良的耐水、耐化学品等特性，将醋酸丁酸纤维素和石油树脂混合使用，可以使最终的防腐材料成膜强度高，同时兼具优异的耐紫外老化性能和耐化学品性能，采用分子量较低的改性环氧树脂穿插到高分子的醋酸丁酸纤维素和高分子的石油树脂中，降低基料树脂的熔融使用温度，增强流动性，提高防腐材料的韧性和强度。

本发明采用低分子的改性树脂与高分子的醋酸丁酸纤维素和高分子的石油树脂混合，弥补了高分子的醋酸丁酸纤维素以及高分子的石油树脂之间的空隙，增强了醋酸丁酸纤维素和石油树脂的韧性和屏蔽性，具有优异的包覆性能；同时缓蚀剂载体携载缓蚀剂渗出到保护基材的表面，降低了防腐材料中的成膜物质与保护基材之间的附着力，有利于防腐材料的剥离；由于所选基料树脂均为热熔型树脂，同时本发明中所采用的疏水树脂、缓蚀剂、缓蚀剂载体、增塑剂以及颜填料浆均具有良好的热稳定性，使得本发明的防腐材料制成的涂层可以重复加热使用，进而可随时检查涂覆本发明防腐材料的保护基材的状态，检查完毕后重新熔融喷涂在保护基材上即可。

另外，本发明的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料，制作成本低、无污染，喷涂时(110～150℃)呈液态，包覆在保护基材表面时可以自流平达到全面包覆的效果，涂覆在保护基材表面的防腐材料固化后剥离性好、热熔性好以及可重复利用性好。

具体实施方式

实施例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。

实施例1

本实施例的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料，由以下质量百分数的原料组成：醋酸丁酸纤维素19％，加氢C9石油树脂10％，丙烯酸改性环氧树脂1％，聚醚改性二甲基硅氧烷树脂15％，缓蚀剂0.5％，C16异构环烷烃26.5％，柠檬酸三辛酯6％，己二酸二异辛酯12％，磷酸三甲苯酯2％，颜填料浆8％。本实施例的醋酸丁酸纤维素包括以下质量百分数的基团：乙酰基3％，丁酰基50％。

本实施例的颜填料浆由以下质量百分数的原料组成：E-51环氧树脂15％，环氧大豆油40％，二氧化钛35％，重质碳酸钙8.9％，炭黑1.1％，本实施例的颜填料浆的制备方法，包括以下步骤：依次在反应器中加入E-51环氧树脂，环氧大豆油，二氧化钛，重质碳酸钙以及炭黑，控制转速2000rpm搅拌分散1h,即制得颜填料浆。

本实施例的缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：在反应釜内加入30份的油酸和20份的二甲苯，搅拌均匀，滴加50份的二乙烯三胺，加热同时开启氮气保护，升温至180℃反应3h，再升温至200℃反应4h，减压蒸馏出二甲苯和水，即制得缓蚀剂。

本实施例的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料的制备方法，包括以下步骤：

将上述配比的C16异构环烷烃、缓蚀剂、柠檬酸三辛酯、己二酸二异辛酯、磷酸三甲苯酯加入到反应釜中，搅拌加热至140℃，加入醋酸丁酸纤维素、加氢C9石油树脂、丙烯酸改性环氧树脂、聚醚改性二甲基硅氧烷树脂，继续搅拌加热至165℃，保温搅拌30min后加入本实施例的颜填料浆，继续搅拌10min得到产物。

实施例2

本实施例的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料，由以下质量百分数的原料组成：醋酸丁酸纤维素27％，加氢C5石油树脂9％，丙烯酸改性环氧树脂2％，羟基改性甲基硅氧烷树脂10％，缓蚀剂1％，C20异构环烷烃30％，磷酸三甲苯酯3％，己二酸二异辛酯5％，乙酰柠檬酸三正丁酯2％，颜填料浆11％。本实施例的醋酸丁酸纤维素包括以下质量百分数的基团：乙酰基1％，丁酰基55％。

本实施例的颜填料浆由以下质量百分数的原料组成：E-51环氧树脂27％，环氧大豆油30％，二氧化钛35.5％，轻质碳酸钙7％，炭黑0.5％，本实施例的颜填料浆的制备方法，包括以下步骤：依次在反应器中加入E-51环氧树脂，环氧大豆油，二氧化钛，轻质碳酸钙，炭黑，控制转速2500rpm搅拌分散1h,即制得颜填料浆。

本实施例的缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：在反应釜内加入25份的棕榈酸和50份的二甲苯，搅拌均匀，滴加25份的三乙烯四胺，加热同时开启氮气保护，升温至160℃反应4h，再升温至220℃反应2h，减压蒸馏出溶剂和水，即制得缓蚀剂。

本实施例的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料的制备方法，包括以下步骤：

将上述配比的C20异构环烷烃、缓蚀剂、磷酸三甲苯酯、己二酸二异辛酯、乙酰柠檬酸三正丁酯加入到反应釜中，搅拌加热至135℃，加入醋酸丁酸纤维素、加氢C5石油树脂、丙烯酸改性环氧树脂、羟基改性甲基硅氧烷树脂，继续搅拌加热至165℃，保温搅拌30min后加入颜填料浆，继续搅拌10min得到产物。

实施例3

本实施例的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料，由以下质量百分数的原料组成：醋酸丁酸纤维素37％，加氢C9石油树脂10％，聚氨酯改性环氧树脂3％，聚醚改性二甲基硅氧烷树脂5％，缓蚀剂2％，C16正构环烷烃10％，柠檬酸三乙酯2％，己二酸二异辛酯13％，颜填料浆18％。本实施例的醋酸丁酸纤维素包括以下质量百分数的基团：乙酰基8％，丁酰基45％。

本实施例的颜填料浆由以下质量百分数的原料组成：F-51环氧树脂30％，环氧大豆油40％，二氧化钛16％，沉淀硫酸钡8％，重质碳酸钙6％。本实施例的颜填料浆的制备方法，包括以下步骤：依次在反应器中加入F-51环氧树脂，环氧大豆油，二氧化钛，沉淀硫酸钡以及重质碳酸钙，控制转速2300rpm搅拌分散1h,即制得颜填料浆。

本实施例的缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：在反应釜内加入35份的月桂酸和25份的二甲苯，搅拌均匀，滴加40份的二乙烯三胺，加热同时开启氮气保护，升温至170℃反应2h，再升温至230℃反应4h，减压蒸馏出二甲苯和水，即制得缓蚀剂。

本实施例的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料的制备方法，包括以下步骤：

将上述配比的C16正构环烷烃、缓蚀剂、柠檬酸三乙酯、己二酸二异辛酯加入到反应釜中，搅拌加热至150℃，加入醋酸丁酸纤维素、加氢C9石油树脂、聚氨酯改性环氧树脂、聚醚改性二甲基硅氧烷树脂，继续搅拌加热至160℃，保温搅拌30min后加入颜填料浆，继续搅拌10min得到产物。

实验例

1)制备样板

使用钢板作为测试基材，将实施例1-3中的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料通过浸涂或喷涂涂覆在钢板表面，2min内防腐材料即可凝固，涂覆2遍，涂层厚度为3～4mm即可。

2)防腐材料性能测试

防腐材料性能主要考察防腐材料的耐烟雾性、耐碱性、耐酸性、抗老化性、断裂伸长率、拉伸强度、水滴接触角性能。

耐盐雾性：耐盐雾性是指人工模拟盐雾环境条件来考核产品耐腐蚀性能的环境试验，防腐材料的耐盐雾性按照GB/T1771进行测试，经4000h试验后，防腐材料形成的涂层无明显变化，钢板完好，即符合要求。

耐碱性：按照GB/T1763进行测试，将涂覆有防腐材料的钢板浸入5％NaOH溶液中，经336h试验后，防腐材料形成的涂层无明显变化，钢板完好，即符合要求。

耐酸性：按照GB/T1763进行测试，将涂覆有防腐材料的钢板浸入5％H₂SO₄溶液中，经336h试验后，防腐材料形成的涂层无明显变化，钢板完好，即符合要求。

抗老化性：按照GB/T 16259-2008《建筑材料人工气候加速老化试验》的方法进行测试，把样板放置在规定环境的光源下，经过1000h后防腐材料形成的涂层不龟裂、粉化，即符合要求。

断裂伸长率：按照GB1040进行测试，在拉力作用下，防腐材料形成的涂层断裂时两个标线间距离的增加量和初始标距(两个标线间的初始距离)之比，以百分率表示，断裂伸长率在120％～150％区间内为符合要求。

拉伸强度：按照GB1040进行测试，在拉伸试验中，防腐材料形成的涂层直至断裂为止所承受的最大拉伸应力(单位为MPa)，拉伸强度在2～3MPa内即为符合要求。

水滴接触角：按照GB/T 30693-2014进行测试，水滴在防腐材料形成的涂层表面达到平衡时，采用接触角测量仪测量水滴与涂层之间的接触角，水滴接触角＞150°即为符合要求。

需要检修保护基材时，将热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料剥离即可，剥离后产品可回收继续利用。

实施例1-3的防腐材料性能测试结果见表1。

表1实施例1-3中的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料性能数据

检测项目	实施例1	实施例1	实施例3
				耐盐雾性	符合要求	符合要求	符合要求
耐碱性	符合要求	符合要求	符合要求
				耐酸性	符合要求	符合要求	符合要求
抗老化性	符合要求	符合要求	符合要求
				断裂伸长率	150％	125％	135％
拉伸强度	2.8MPa	2.3MPa	2.5MPa
				水滴接触角	160°	165°	163°

由表1可知，实施例1-3中制备的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料，由于缓蚀剂载体能够携带缓蚀剂渗到钢板表面对钢材进行保护，采用的石油树脂和醋酸丁酸纤维素具有优异的耐化学品性能，使得涂覆实施例1-3中制备的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料的钢板表现出优异的耐盐雾性、耐酸性以及耐碱性，同时，本发明的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料中采用醋酸丁酸纤维素、石油树脂以及改性环氧树脂作为基料树脂，醋酸丁酸纤维素中含有的羟基、乙酰基和丁酰基基团，且低分子量的改性环氧树脂和高分子量的醋酸丁酸纤维素以及石油树脂结合，提高防腐材料的韧性和强度，使得实施例1-3中制备的热熔型超疏水缓蚀包覆防腐材料形成的涂层表现出优异的抗老化性、断裂伸长率以及拉伸强度。另外，本发明采用的疏水树脂使本发明的防腐材料能够形成连续、具有一定强度的膜之外，还降低了防腐材料的表面能，为防腐材料提供超疏水和自清洁功能，使得水滴接触角较大，防止雨水、粉尘等腐蚀介质的堆积，美观且防护效果好。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。