本发明涉及防腐涂料领域，具体而言，涉及一种无机耐温防腐涂料、其形成的涂层及该涂料的应用。
背景技术
油气加工行业正在朝着更高的温度处理(高温达到1000℃)方向发展，同时气体加工还需要低温处理(低温至-196℃)。因此，迫切需要一种能满足其耐温性能的防腐涂料。
另外，施工简单，经久耐用，可提供行业领先的防腐性、防火性、耐热性和防寒性，而且维护修补时无需关停设备，这意味着需要将防腐涂料直接涂装到所能承受的任何冷热表面。
基于以上原因，有必要开发一种无机耐温防腐涂料，具有优异耐热性、防腐性、耐磨性、附着力和施工性。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种无机耐温防腐涂料、其形成的涂层及该涂料的应用，以解决现有技术中防腐涂料无法兼顾耐热性、防腐性、耐磨性、附着力和施工性的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种无机耐温防腐涂料，该无机耐温防腐涂料包括烷基硅酸酯、氧化铝、二氧化钛、反应促进剂、助剂和溶剂。
进一步地，烷基硅酸酯为预水解烷基硅酸酯。
进一步地，按重量份计，无机耐温防腐涂料包括22～37份的预水解烷基硅酸酯、38～58份的氧化铝、10～22份的二氧化钛、0.1～2份的反应促进剂、1～4份的助剂和14～18份的溶剂。
进一步地，按重量份计，无机耐温防腐涂料包括26～33份的预水解烷基硅酸酯、43～53份的氧化铝、12～20份的二氧化钛、0.2～1份的反应促进剂、1.5～3份的助剂和15～17份的溶剂。
进一步地，烷基硅酸酯选自硅酸乙酯、硅酸甲酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、硅酸己酯及硅酸辛酯中的一种或多种。
进一步地，氧化铝选自99％以上高纯度煅烧氧化铝。
进一步地，二氧化钛选自金红石型二氧化钛。进一步地，反应促进剂选自钛酸四丁酯、磷酸三甲酯、氯化锌及氯化镁中的一种或多种。
进一步地，助剂选自流变剂。
进一步地，溶剂选自脂环烃、芳烃类、醇类、酮类、醚醇类及酯类溶剂中的一种或多种。
根据本发明的一个方面，提供了一种耐酸防腐涂层，该耐酸防腐涂层由上述无机耐酸防腐涂料经涂覆、固化而成。
根据本发明的另一方面，提供了一种上述无机耐温防腐涂料在碳钢底材、不锈钢底材、陶瓷底材上作为防腐涂层的应用。
应用本发明的技术方案，本发明提供的无机耐温防腐涂料包含烷基硅酸酯、氧化铝、二氧化钛、反应促进剂、助剂和溶剂。将烷基硅酸酯与氧化铝配合，通过空气固化或加热固化，可提供坚硬的耐温涂层。加入二氧化钛可进一步改善涂料的耐热性、防腐性、耐磨性和附着力。加入催化剂和反应促进剂，可加快固化速度，改善漆膜的干燥性能，提高涂料的储存稳定性和施工性。该涂料耐低温可至-196℃，耐高温可达1000℃，具有优异的耐温性、防腐性、附着力和施工性，适用于保温层和非保温层区域碳钢、不锈钢、陶瓷等底材防腐。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
正如背景技术部分所描述的，油气加工行业的防腐涂料需要具有较好的耐温性能，并能直接涂装到所能承受的任何冷热表面。因此，有必要开发一种无机耐温防腐涂料，以满足油气加工行业的需要。
为了解决上述问题，本发明提供了一种无机耐温防腐涂料，该无机耐温防腐涂料包括烷基硅酸酯、氧化铝、二氧化钛、反应促进剂、助剂和溶剂。
本发明中的无机耐温防腐涂料包括烷基硅酸酯、氧化铝和二氧化钛，这是无机耐温防腐涂料的重要成分。在本发明的无机耐温防腐涂料中，烷基硅酸酯与氧化铝相互作用，形成基本复合物，可获得优异的耐热性、防腐性、耐磨性和附着力。氧化铝的使用至关重要，因为这种活性氧化物可引起凝胶作用，二氧化钛的加入可进一步改善涂料的耐热性、防腐性、耐磨性和附着力。加入催化剂和反应促进剂，可加快固化速度，改善漆膜的干燥性能，提高涂料的储存稳定性和施工性。
在一种优选的实施方式中，烷基硅酸酯为预水解烷基硅酸酯。
在一种优选的实施方式中，按按重量份计，无机耐温防腐涂料包括22～37份的预水解烷基硅酸酯、38～58份的氧化铝、10～22份的二氧化钛、0.1～2份的反应促进剂、1～4份的助剂和14～18份的溶剂。将各组分的用量控制在上述范围内，能够提高无机耐温防腐涂料的耐热性、防腐性、耐磨性和附着力。
在一种优选的实施方式中，按按重量份计，无机耐温防腐涂料包括26～33份的预水解烷基硅酸酯、43～53份的氧化铝、12～20份的二氧化钛、0.2～1份的反应促进剂、1.5～3份的助剂和15～17份的溶剂。将各组分的用量控制在上述范围内，能够进一步提高无机耐温防腐涂料的耐热性、防腐性、耐磨性和附着力。
在一种优选的实施方式中，烷基硅酸酯选自硅酸乙酯、硅酸甲酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、硅酸己酯、硅酸辛酯中的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，烷基硅酸酯选自硅酸乙酯，在部分水解作用下，硅酸乙酯中的一些乙氧基被羟基取代，从而释放出乙醇，乙醇与水完全相容，非常适合水解，而且毒性低，另外其固化速度比其他醇类更快。
在一种优选的实施方式中，上述烷基硅酸酯包括但不限于dynasylan40(evonik)、silikattes40wn(wacker)、silbond40(silbond)。
在一种优选的实施方式中，氧化铝选自高纯度煅烧氧化铝。高纯度煅烧氧化铝，即人造刚玉，主要成分为α-al2o3，氧化铝含量大于99％，密度为3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔点2000±15℃。
在一种优选的实施方式中，高纯度煅烧氧化铝为whitealuminiumoxidegrit#320mesh(kramer)。
在一种优选的实施方式中，二氧化钛选自金红石型二氧化钛。金红石型二氧化钛包括但不限于ti-purer101(dupont)、bayertitanr-u-2(bayer)。
在一种优选的实施方式中，烷基硅酸酯经催化剂盐酸或硫酸水解制得预水解烷基硅酸酯。无机耐温防腐涂料中的烷基硅酸酯通过盐酸或硫酸将部分硅酸酯水解，酸的存在会稳定活性硅羟基(si-oh)，并提高储存稳定性。
在生产过程中，通过加水和少量催化剂(盐酸)将部分烷基硅酸酯水解，以加快涂层的固化速度。在部分水解作用下，烷基硅酸酯中的一些烷氧基被羟基取代，从而释放出醇。有些羟基相互反应，释放水，并通过氧桥把硅原子绑在一起。水和催化剂的用量可以通过计算和设计，以求在储存期间、混合适用期、固化速度和开裂程度之间达到最佳平衡。
在一种优选的实施方式中，烷基硅酸酯的预水解程度为60～95％，更优选为75～90％。
在一种优选的实施方式中，反应促进剂选自钛酸四丁酯、磷酸三甲酯、氯化锌或氯化镁。添加反应促进剂有助于减少固化时间，但是，必须控制反应促进剂添加量，因为快速固化会造成涂层开裂。在本发明的无机耐温防腐涂料中，反应促进剂用量为0.1～2％。
在一种优选的实施方式中，助剂选自流变剂。其中流变剂可选自bentone38(rheox)、cab-o-silts-610(cabot)。
在一种优选的方式中，溶剂选自脂环烃、芳烃类、醇类、酮类、醚醇类或酯类中的一种或多种。醇类包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、苯甲醇，脂环烃和芳烃类包括但不限于环己烷、甲苯、二甲苯、三甲苯，酮类包括但不限于甲乙酮、丙酮、甲异丁酮、甲异戊酮、二丙酮醇、环己酮，醚醇类包括但不限于乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丁基二乙二醇醚，酯类包括但不限于丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯。
另外，根据本发明的另一方面，还提供了一种由上述无机耐温防腐涂料经涂覆、固化而成的防腐涂层。该防腐涂层具有良好的耐热性、防腐性、耐磨性、稳定性和施工性。适用于保温层和非保温层区域碳钢、不锈钢、陶瓷等底材防腐。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种上述无机耐温防腐涂料在碳钢、不锈钢、陶瓷等底材上作为防腐涂层的应用。
根据施工技术，无机耐温防腐涂料的固体含量要求达到70％以上。本发明的无机耐温防腐涂料为常温固化体系，固化温度范围为10℃至40℃。
为了便于无机耐温防腐涂料容易施工，例如喷涂或刷涂，无机耐温防腐涂料的粘度控制在70-80ku。
涂料制备：
采用涂料行业通用技术制备涂料。首先，用高速分散机等设备来混合分散各种成分。然后，用过滤袋、振动筛或其它过滤器过滤。
涂料施工：
除性能外，本发明的无机耐温防腐涂料的施工特性也十分突出。容易采用喷涂、辊涂和刷涂方式施工，固化温度可低至10℃。
无机耐温防腐涂料的典型应用和推荐涂料配套体系：
本发明的无机耐温防腐涂料配套体系，适用于碳钢、不锈钢、陶瓷等底材涂装。
耐热结构：
无机耐温涂料125微米
无机耐温涂料125微米
以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果：
实施例1至5预水解烷基硅酸酯生产：
将28份的丙二醇甲醚、12.5份的异丙醇和54份的烷基硅酸酯混合均匀。然后，在搅拌中缓慢加入5.5份的盐酸溶液(1％盐酸)，混合1小时。
本发明中实施例1至5中的无机耐温防腐涂料通过以下生产工艺实现：
a组分：加入溶剂和预水解硅酸乙酯，混合均匀。搅拌中加入助剂、二氧化钛和氧化铝，高速分散至细度最大80微米。
b组分：反应促进剂。
使用前，按照表3所示的重量比将a组分和b组分混合，制备本发明的无机耐温防腐涂料。
实施例1至5及对比例提供的无机耐温防腐涂料的原料种类、组成和漆膜性能见表1、表2。
表1无机耐温防腐涂料原料种类
表2无机耐温防腐涂料原料组成和漆膜性能
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：从实施例1-5与对比例1的数据可知，烷基硅酸酯、氧化铝与二氧化钛配合，结合催化剂和环氧促进剂，有利于改善无机耐温防腐涂料的耐热性、防腐性、耐磨性、附着力和施工性。
在本发明的无机耐温防腐涂料中，将烷基硅酸酯与氧化铝配合，通过空气固化或加热固化，可提供坚硬的耐温涂层。加入二氧化钛，可以进一步改善改善涂料的耐热性、防腐性、耐磨性和附着力。加入催化剂和反应促进剂，可以加快固化速度，改善漆膜的干燥性能、提高涂料的储存稳定性和施工性。以上几方面的因素，使得本发明所提供的无机耐温防腐涂料具有优异的耐热性、防腐性、耐磨性、附着力和施工性，适用于保温层和非保温层区域碳钢、不锈钢、陶瓷等底材防腐。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。