CN102702876A - 电力杆塔用纳米复合氟碳重防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力杆塔用纳米复合氟碳重防腐涂料及其制备方法，涂料由双组分构成，组分一由0.2－30纳米金属粉、10－85合成树脂、0－40着色颜料、有机缓蚀剂0.01-5等组成；其制备是首先将合成树脂、溶剂、纳米金属粉、助剂加入分散缸中进行高速分散，然后研磨，经过滤后制成纳米复合氟碳重防腐涂料的组分一，将固化剂与溶剂分散混合制成纳米复合氟碳重防腐涂料的组分二，组分一和组分二按比例均匀混合得到涂料；本发明提出采用纳米金属粉和有机缓蚀剂的方法制备纳米复合氟碳重防腐涂料，提高了涂层的耐候性和耐蚀性。

Description

电力杆塔用纳米复合氟碳重防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防腐涂料，尤其是涉及一种具有耐候性的电力杆塔用纳米复合氟碳重防腐涂料。本发明还涉及所述的涂料的制备方法。

背景技术

电网设施防腐保护性能的可靠性是影响输变电线路长期安全运行的重要因素之一。腐蚀破坏在短期内不易觉察，往往被人们所忽视，但它所引起的事故却极其惊人。它能很快摧毁电网中的设备，引发事故，有的造成一次设备损坏和着火，有的造成发电厂、变电站全部停止运行，有的甚至发展成为严重的系统事故。随着电站容量的不断扩大，电网安全运行的要求越来越严格，对耐腐蚀和稳定性的要求也就越高。以前所用的为电网设施防腐保护的醇酸涂料、丙烯酸酯涂料、聚氨酯涂料耐候性不够优良，已不能适应新的电力杆塔防腐蚀要求。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种具有优良耐候性的电力杆塔用纳米复合氟碳重防腐涂料。

上述技术问题的解决，本发明采用如下技术方案：

一种电力杆塔用纳米复合氟碳重防腐涂料，其特征在于由组分一和组分二构成：

按组分一重量份计，组分一包括以下组分和含量范围：

合成树脂10－85

纳米金属粉0.2－30

着色颜料0－40

有机缓蚀剂0.01-5

填料0-35

助剂0.5－5

溶剂5-35

按组分二重量份计，组分二包括以下组分和含量范围：

固化剂50-100

溶剂0-50

组分一与组分二的配比为（100：1）～（100：80）。

所述的纳米复合氟碳重防腐涂料的合成树脂优选范围为35～75，纳米金属粉优选范围为0.5～20，有机缓蚀剂优选范围为0.5～3。

所述的纳米复合氟碳重防腐涂料的合成树脂为氟碳树脂，固化剂为异氰酸酯类固化剂。

所述纳米复合氟碳重防腐涂料的有机缓蚀剂是硝基化合物。有机缓蚀剂是间硝基月桂酸锌（钙）、对硝基月桂酸锌（钙）、间硝基软脂酸锌（钙）、对硝基软脂酸锌（钙）、间硝基硬脂酸锌（钙）、对硝基硬脂酸锌（钙）。

所述纳米金属粉是纳米铝粉、纳米锌粉、纳米锆粉、纳米锰粉、纳米钒粉之一或它们的混合物，纳米金属粉的平均粒度≤100nm。

所述溶剂为涂料的常用溶剂。

所述着色颜料为涂料常用颜料，如钛白粉、氧化锌、锌钡白等。

所述填料为涂料常用填料，如重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉、石英等。

所述助剂是涂料制备过程中经常使用的助剂，包括防沉剂、润湿分散剂或流平剂等；

本发明纳米复合氟碳重防腐涂料中，所使用的合成树脂，可以选自日本旭硝子株氏会社商品名为Lumiflon的氟碳树脂，如Lumiflon LF－100、Lumiflon LF－200、Lumiflon LF－400等，西安乐甲新化工有限公司的福特^®氟碳树脂，日本大金公司的4F氟碳树脂，如GK570等，大连明辰振邦氟涂料股份有限公司的FEVE型氟碳树脂；作为纳米氟碳航空涂料的固化剂组分可以选自德国拜耳（Bayer）公司的Desmodur^® N75、Desmodur^® N100、Desmodur^® N3390、Desmodur^® N3300、Desmodur^® VPLS 2010/1、Desmodur^® VPLS 2103、Desmodur^® Z4470；法国罗地亚（Rhodia）公司的Tolonate™HDB-75MX、Tolonate™HDT-90；日本氟碳树脂株式会社的CORONATE 2604、CORONATE HX－T、CORONATE 2384、CORONATE HK。固化剂组分和改性合成树脂组分的配比为NCO：OH=0.8－1.5：1（摩尔比）。

本发明提供上述纳米复合氟碳重防腐涂料的制备方法，包括如下步骤操作：

1）在容器中加入合成树脂、溶剂、纳米金属粉、助剂，利用高速分散机在400-500rpm分散10-15分钟，再加入着色颜料、有机缓蚀剂和填料，经500-1000rpm分散20-30分钟；

2）把上述物料进行砂磨，砂磨时间为1-5小时，测试细度≤40μm后，出料，过滤，包装，制备成组分一；

3）把固化剂加入到搅拌釜中，根据需要加入溶剂稀释，利用高速分散机在400-500rpm分散10-15分钟，过滤后出料，包装，制备成组分二；

4）将组分二加入组分一中，搅拌均匀后，喷涂、刷涂或浸涂在基材表面，常温或加热固化形成纳米复合氟碳重防腐涂层。

本发明的优点如下：

1、本发明纳米复合氟碳重防腐涂料主要由纳米金属粉等组成，所用材料不含铬酸盐,有利于环保；

2、本发明纳米复合氟碳重防腐涂料由于采用纳米材料与有机缓蚀剂复合使用的技术方案，使得涂层的耐候性、抗渗透性、耐腐蚀性显著提高。有机缓蚀剂一方面增加了涂层的耐蚀性，另一方面可以减缓或防止纳米金属粉的氧化。

具体实施方式

本发明中除非特别指明外，所涉及的比例均为重量百分比。

试样制备方法：若干150mm×75mm×2mm LY12铝合金板表面经除油处理后，喷涂两道涂料（干膜厚度为40±5μm），涂料分别采用纳米复合氟碳重防腐涂料、对比的氟碳涂料，常温干燥7天后，进行涂层性能测试。

性能评价：纳米复合氟碳重防腐涂层、对比氟碳涂层按GB/T 1865－1997在美国Atlas Electric Devices公司的Ci3000老化仪上连续光照3500小时的人工气候老化实验，耐候性按照GB1766－1995进行综合评定等级进行评价。

涂层试样的中性盐雾试验采用日本须贺试验机株式会社的ST-ISO-3盐雾试验机。NaCl溶液浓度为3.5wt%，试验温度为40±2℃，连续喷雾1500小时，中性盐雾试验执行标准GB1771-79，按照GB1740-79评定涂层耐盐雾性等级。

实施例1

组分一的制备方法：在分散缸中加入40kg JF-2x氟碳树脂（固含量为50wt%，羟值25mgKOH/g），加入二甲苯18kg，然后加入纳米钒粉15kg，再加入BYK-163 润湿分散剂0.9kg、BYK-306流平剂0.1kg、BENTONE 38有机膨润土防沉剂（美国RHEOX公司）0.5kg、钛白粉10kg、对硝基肉桂酸锌3kg、滑石粉12.5kg，上述基料用高速分散机500rpm分散10分钟，然后用卧式砂磨机研磨至细度30μm后，过滤、包装，制备成纳米复合氟碳重防腐涂料的组分一。

组分二的制备方法：把固化剂80kg Desmudur^® N75（固含量为75wt%，NCO含量为16.5wt%）加入分散缸中,再加入20kg醋酸丁酯，用高速分散机500rpm分散15分钟后过滤、包装。两组分按组分一：组分二=100：5（重量比）配比搅拌后制成纳米复合氟碳重防腐涂料。在75mm×150mm×2mm的LY12铝合金上喷涂该纳米复合氟碳重防腐涂料，常温下干燥7天，干膜厚度为40±5μm。

实施例2

组分一的制备方法： 40kg JF-2x氟碳树脂（固含量为50wt%，羟值25mgKOH/g），加入二甲苯18kg，然后加入纳米钒粉10kg，再加入BYK-163 润湿分散剂0.9kg、BYK-306流平剂0.1kg、BENTONE 38有机膨润土防沉剂（美国RHEOX公司）0.5kg、钛白粉10kg、对硝基肉桂酸锌1kg、滑石粉14.5kg，上述基料用高速分散机500rpm分散10分钟，然后用卧式砂磨机研磨至细度30μm后，过滤、包装，制备成纳米复合氟碳重防腐涂料的组分一。

组分二的制备方法：把固化剂80kg Desmudur^® N75（固含量为75wt%，NCO含量为16.5wt%）加入分散缸中,再加入20kg醋酸丁酯，用高速分散机500rpm分散15分钟后过滤、包装。两组分按组分一：组分二=100：5（重量比）配比搅拌后制成纳米复合氟碳重防腐涂料。在75mm×150mm×2mm的LY12铝合金上喷涂该纳米复合氟碳重防腐涂料，常温下干燥7天，干膜厚度为40±5μm。

实施例3

组分一的制备方法： 40kg JF-2x氟碳树脂（固含量为50wt%，羟值25mgKOH/g），加入二甲苯18kg，然后加入纳米钒粉2kg，再加入BYK-163 润湿分散剂0.9kg、BYK-306流平剂0.1kg、BENTONE 38有机膨润土防沉剂（美国RHEOX公司）0.5kg、钛白粉10kg、对硝基肉桂酸锌0.5kg、滑石粉29kg，上述基料用高速分散机500rpm分散10分钟，然后用卧式砂磨机研磨至细度30μm后，过滤、包装，制备成纳米复合氟碳重防腐涂料的组分一。

组分二的制备方法：把固化剂80kg Desmudur^® N75（固含量为75wt%，NCO含量为16.5wt%）加入分散缸中,再加入20kg醋酸丁酯，用高速分散机500rpm分散15分钟后过滤、包装。两组分按组分一：组分二=100：5（重量比）配比搅拌后制成纳米复合氟碳重防腐涂料。在75mm×150mm×2mm的LY12铝合金上喷涂该纳米复合氟碳重防腐涂料，常温下干燥7天，干膜厚度为40±5μm。

比较例1

组分一的制备方法：在分散缸中加入40kg JF-2x氟碳树脂（固含量为50wt%，羟值25mgKOH/g），加入二甲苯18kg，再加入BYK-163 润湿分散剂0.9kg、BYK-306流平剂0.1kg、BENTONE 38有机膨润土防沉剂（美国RHEOX公司）0.5kg、钛白粉10kg、滑石粉30.5kg，上述基料用高速分散机500rpm分散10分钟，然后用卧式砂磨机研磨至细度30μm后，过滤、包装，制备成氟碳涂料的组分一。

组分二的制备方法：把固化剂80kg Desmudur^® N75（固含量为75wt%，NCO含量为16.5wt%）加入分散缸中,再加入20kg醋酸丁酯，用高速分散机500rpm分散15分钟后过滤、包装。两组分按组分一：组分二=100：5（重量比）配比搅拌后制成氟碳涂料。在75mm×150mm×2mm的LY12铝合金上喷涂该氟碳涂料，常温下干燥7天，干膜厚度为40±5μm。

耐候性和中性盐雾试验的结果见表1。由表1可以看出，实施例1～3用纳米复合氟碳重防腐涂料制备的涂层试样的耐候性和耐盐雾性能明显优于比较例1的没有纳米金属粉、有机缓蚀剂的氟碳涂层试样。

表1

	耐候性（级）	耐盐雾性（级）
			实施例1	0	1
实施例2	1	0
			实施例3	1	1
比较例1	3	2

Claims (7)

1.一种电力杆塔用纳米复合氟碳重防腐涂料，其特征在于由以下两组分构成：

按组分一重量份计，组分一包括以下组分和含量范围：

合成树脂10－85

纳米金属粉0.2－30

着色颜料0－40

有机缓蚀剂0.01-5

填料0-35

助剂0.5－5

溶剂5-35

按组分二重量份计，组分二包括以下组分和含量范围：

固化剂50-100

溶剂0-50

组分一与组分二的配比为100：1～80。

2.根据权利要求1所述的纳米复合氟碳重防腐涂料，其特征在于：所述的合成树脂优选范围为35～75，纳米金属粉优选范围为0.5～20，有机缓蚀剂优选范围为0.5～3 。

3.根据权利要求1所述的纳米复合氟碳重防腐涂料，其特征在于：所述的合成树脂为氟碳树脂，固化剂为异氰酸酯类固化剂。

4.根据权利要求1所述的纳米复合氟碳重防腐涂料，其特征在于：所述的有机缓蚀剂是硝基化合物。

5.根据权利要求5所述的纳米复合氟碳重防腐涂料，其特征在于：所述的有机缓蚀剂是间硝基月桂酸锌、间硝基月桂酸钙、对硝基月桂酸锌、对硝基月桂酸钙、间硝基软脂酸锌、间硝基软脂酸钙、对硝基软脂酸锌、对硝基软脂酸钙、间硝基硬脂酸锌、间硝基硬脂酸钙、对硝基硬脂酸锌、对硝基硬脂酸钙、对硝基肉桂酸锌或对硝基肉桂酸钙。

6.根据权利要求1所述的纳米复合氟碳重防腐涂料，其特征在于：所述纳米金属粉是纳米铝粉、纳米锌粉、纳米锆粉、纳米锰粉、纳米钒粉之一或它们的混合物，纳米金属粉的平均粒度≤100nm。

7.一种如权利要求1所述的纳米复合氟碳重防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

1）在容器中加入合成树脂、溶剂、纳米金属粉、助剂，利用高速分散机在400-500rpm分散5-10分钟，再加入着色颜料、有机缓蚀剂和填料，经500-1000rpm分散20-30分钟；

2）把上述物料进行砂磨，砂磨时间为1-4小时，测试细度≤40μm后，出料，过滤，包装，制备成组分一；

3）把固化剂加入到搅拌釜中，根据需要加入溶剂稀释，利用高速分散机在400-500rpm分散5-10分钟，过滤后出料，包装，制备成组分二；

4）将组分二加入组分一中，搅拌均匀后，喷涂、刷涂或浸涂在基材表面，常温或加热固化形成纳米复合氟碳重防腐涂层。