水溶性耐高温涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种水溶性耐高温涂料，它包括以下重量份的原料：铝溶胶8～12份、磷酸二氢铝15～20份、玻璃粉8～14份、滑石粉5～10份、高岭土粉10～15份、硅灰石粉10～15份、丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯1～5份和水20～30份。本发明还提供一种上述水溶性耐高温涂料的制备方法。本发明提供的上述水溶性耐高温涂料中的各组分之间相互配合，优势互补，使得该涂料保持良好附着力的前提下，具有优异的防腐、耐受高温、防龟裂、防腐、耐冷热交变性、储存稳定性等特性。
【专利说明】
水溶性耐高温涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于涂料技术领域，特别是涉及一种水溶性耐高温涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代工业和国防建设(如航天、航空、兵器等)工业的快速发展，对设备耐高温 涂层的要求越来越高，要求在高温下漆膜不变色、不脱落、仍能保持良好的物理机械性能和 防腐性能。
[0003] 耐高温涂料亦称耐热涂料，一般是指在200°C以上，漆膜不变色、不脱落，仍能保持 适当的物理机械性能的涂料，能使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性 涂料。因此，耐高温涂料广泛应用于钢铁烟囱、高温管道、高温炉外壳、石油裂解装置及坦 克、火炮等高温场所，延缓钢铁等金属设备在高温下的热氢化腐蚀，确保设备能长期使用。
[0004] 目前对耐热涂料的报道很多，而且现有的耐高温涂料的耐温性能基本上都能达到 使用要求，但都存在一些缺点。如漆膜表干时间长，导致在使用过程中因灰尘等原因影响漆 膜外观;市面常见的耐高温涂料多以六价铬为缓蚀剂，会对环境造成很大危害;高温下耐腐 蚀性差等缺点。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，确有必要提供一种水溶性耐高温涂料及其制备方法，以克服上述问题。
[0006] 本发明提供一种水溶性耐高温涂料，其包括以下重量份的原料:铝溶胶8~12份、 磷酸二氢铝15~20份、玻璃粉8~14份、滑石粉5~10份、高岭土粉10~15份、硅灰石粉10~ 15份、丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯1~5份和水20~30份。
[0007] 其中，所述铝溶胶是一种pH值为5~7的、胶粒粒径在60纳米左右的、透明性较好 的、半透明至透明的粘稠胶体，该铝溶胶中的胶粒微观结构呈羽毛状，带正电荷，无毒、无 臭，不挥发、不可燃，高温脱水后生成活性氧化铝或高纯氧化铝。所述高岭土粉优选为煅烧 高岭土。所述硅灰石粉的粒度优选为325目的较细粒级和10 μπι的微细级。
[0008] 基于上述，它包括以下重量份的原料:铝溶胶9~11份、磷酸二氢铝16~18份、玻璃 粉10~12份、滑石粉7~9份、高岭土粉12~14份、硅灰石粉11~14份、丙烯酸双环戊烯基氧 乙基酯2~3份和水23~27份。
[0009] 基于上述，它包括以下重量份的原料:铝溶胶10份、磷酸二氢铝17份、玻璃粉11份、 滑石粉8份、高岭土粉13份、硅灰石粉13份、丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯2份和水25份。
[0010] 本发明还提供一种上述水溶性耐高温涂料的制备方法，其包括以下步骤： 在40~80 °C的条件下，将铝溶胶、磷酸二氢铝和水均匀混合，形成第一混合溶液； 将玻璃粉、滑石粉、硅灰石粉和高岭土粉加入到所述第一混合溶液中，并超声分散30~ 40分钟，得到第二混合溶液； 将丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯加入到所述第二混合溶液中，并在40~80°C的条件下以 900~1200r/min的转速搅拌4~6小时，制得所述水溶性耐高温涂料。
[0011] 在上述水溶性耐高温涂料，铝溶胶可以极大程度上的提高磷酸二氢铝粘结剂的耐 温性能，并且参与成膜，对于高温下的粘附强度，抗热震性能均具有极大的促进作用，所以， 在磷酸二氢铝和铝溶胶配合作为粘结剂可以达到性能优势互补的效果。丙烯酸双环戊烯基 氧乙基酯作为成膜助剂可以在成膜的环境下自动进行聚合与交联，成为漆膜的组成一部 分，能够弥补成膜过程中体积收缩较大、漆膜易开裂的问题。
[0012] 玻璃粉、滑石粉、硅灰石粉和高岭土粉主要用作上述水溶性耐高温涂料的填充物。 玻璃粉为白色粉末，具有透明度好、硬度高、粒径分布均匀、分散性好等优点，而且漆膜不带 蓝光、重涂性好，提高漆膜的抗刮伤性能，具有消光作用，可提高漆膜的耐候性。滑石粉线膨 胀系数很大，接近所述水溶性耐高温涂料的刷涂基材的膨胀系数，但其体积膨胀稀释很小， 因此滑石粉的添加可以改变涂料的线膨胀系数，提高涂料的冷热交变性能和高温下的防龟 裂性能，同时可减缓涂料储存时的沉降，并可防止涂膜流挂，提高涂膜的耐水性、耐磨性。高 岭土粉能提高涂料的不透明性、涂膜的牢固性、耐洗刷性和抗粉化性。硅灰石粉在涂料中主 要起遮盖、增量作用，可以降低漆的成本，同时还具有防腐、防锈、使白漆保持长久明亮的色 调等功能。
[0013] 因此，本发明提供的水溶性耐高温涂料中的各组分之间相互配合，优势互补，使得 该涂料保持良好附着力和环保性能的前提下，具有优异的防腐、耐受高温、防龟裂、耐冷热 交变性、储存稳定性等特性，在石油石化、冶金、电力、国防等特殊领域应用前景广阔。本发 明提供的上述水溶性耐高温涂料的制备方法操作简便，容易实现。
【具体实施方式】
[0014] 下面通过【具体实施方式】，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0015] 实施例1 本发明实施例1提供一种水溶性耐高温涂料，其包括以下重量份的原料:铝溶胶8份、磷 酸二氢铝15份、玻璃粉8份、滑石粉5份、高岭土粉10份、硅灰石粉10份、丙烯酸双环戊烯基氧 乙基酯1份和水20份，其中，该实施例中的各原料均为工业级。
[0016] 制备方法:在40 °C的条件下，将铝溶胶、磷酸二氢铝和水均匀混合，形成第一混合 溶液;将玻璃粉、滑石粉、硅灰石粉和高岭土粉加入到所述第一混合溶液中，并超声分散30 分钟，得到第二混合溶液;将丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯加入到所述第二混合溶液中，并在 40 °C的条件下以1200r/min的转速搅拌6小时，制得本实施例所述的水溶性耐高温涂料。
[0017] 实施例2 本发明实施例2提供一种水溶性耐高温涂料，其包括以下重量份的原料:铝溶胶9份、磷 酸二氢铝16份、玻璃粉10份、滑石粉7份、高岭土粉12份、硅灰石粉11份、丙烯酸双环戊烯基 氧乙基酯2份和水23份，其中，该实施例中的各原料均为工业级。
[0018] 制备方法:在50 °C的条件下，将铝溶胶、磷酸二氢铝和水均匀混合，形成第一混合 溶液;将玻璃粉、滑石粉、硅灰石粉和高岭土粉加入到所述第一混合溶液中，并超声分散30 分钟，得到第二混合溶液;将丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯加入到所述第二混合溶液中，并在 50°C的条件下以1100r/min的转速搅拌6小时，制得本实施例所述的水溶性耐高温涂料。
[0019] 实施例3 本发明实施例3提供一种水溶性耐高温涂料，其包括以下重量份的原料:铝溶胶10份、 磷酸二氢铝17份、玻璃粉11份、滑石粉8份、高岭土粉13份、硅灰石粉13份、丙烯酸双环戊烯 基氧乙基酯2份和水25份，其中，该实施例中的各原料均为工业级。
[0020] 制备方法:在60 °C的条件下，将铝溶胶、磷酸二氢铝和水均匀混合，形成第一混合 溶液;将玻璃粉、高岭土粉、硅灰石粉和滑石粉加入到所述第一混合溶液中，并超声分散35 分钟，得到第二混合溶液;将丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯加入到所述第二混合溶液中，并在 60°C的条件下以1000r/min的转速搅拌5小时，制得本实施例所述的水溶性耐高温涂料。
[0021] 实施例4 本发明实施例4提供一种水溶性耐高温涂料，其包括以下重量份的原料:铝溶胶11份、 磷酸二氢铝18份、玻璃粉12份、滑石粉9份、高岭土粉14份、硅灰石粉14份、丙烯酸双环戊烯 基氧乙基酯3份和水27份，其中，该实施例中的各原料均为工业级。
[0022]制备方法:在70°C的条件下，将铝溶胶、磷酸二氢铝和水均匀混合，形成第一混合 溶液;将玻璃粉、硅灰石粉、高岭土粉和滑石粉加入到所述第一混合溶液中，并超声分散40 分钟，得到第二混合溶液;将丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯加入到所述第二混合溶液中，并在 70°C的条件下以1000r/min的转速搅拌5小时，制得本实施例所述的水溶性耐高温涂料。 [0023] 实施例5 本发明实施例5提供一种水溶性耐高温涂料，其包括以下重量份的原料:铝溶胶12份、 磷酸二氢铝20份、玻璃粉14份、滑石粉10份、高岭土粉15份、硅灰石粉15份、丙烯酸双环戊烯 基氧乙基酯5份和水30份，其中，该实施例中的各原料均为工业级。
[0024]制备方法:在80 °C的条件下，将铝溶胶、磷酸二氢铝和水均匀混合，形成第一混合 溶液;将玻璃粉、硅灰石粉、高岭土粉和滑石粉加入到所述第一混合溶液中，并超声分散35 分钟，得到第二混合溶液;将丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯加入到所述第二混合溶液中，并在 80°C的条件下以900r/min的转速搅拌4小时，制得本实施例所述的水溶性耐高温涂料。 [0025]将实施例1至实施例5所提供的水溶性耐高温涂料涂覆在表面清洁、干燥的薄钢板 上，然后在室温下放置24小时固化后进行相关性能的测试。其中，该测试中使用的薄钢板为 平整、无压痕和麻点等机械缺陷，尺寸为50 X 120 X 1 mm(按国标GB1735-79)，且经过除油、 除锈处理，保证该薄钢板表面清洁、干燥。
[0026] 储存稳定性、附着力（按国标GB1720-89)、冲击强度(按国标GB/T1732-1993)、干燥 时间（按国标GB1728-1979)等均按照相关国家标准进行检验。
[0027]耐高温性测试:将样板放到马弗炉中，升温到800度，放置10小时后取出，冷却至室 温，观察样板表面情况，如无漆膜脱落、龟裂情况，说明漆膜耐热性能良好(按国标GB1735-89)〇
[0028]耐冷热交变性能测试:将样板放到马弗炉中，升温到800度，保温10小时，取出，放 入冷水中浸泡1小时，为1个周期。反复5个周期，观察漆膜变化。如无漆膜脱落、龟裂情况，说 明漆膜耐冷热交变性能良好。
[0029] 耐腐蚀性测试:将样板放入盐雾机，用5%的氯化钠溶液做喷雾试验，观察样板是否 鼓泡、生锈（按国标GB/T1771 -91)。
[0030] 通过以上的测试方法，实施例1至实施例5试验结果如下表所示： 测试结果表
因此，本发明实施例提供的水溶性耐高温涂料在常温固化、漆膜基材附着力、防龟裂、 耐冷热交变性、高温下耐腐蚀性，存储性等均表现突出，是一种很好的耐高温防腐涂料，生 产相对简单，节约能源。该水溶性耐高温涂料在石油石化、冶金、电力、国防等特殊领域应用 前景广阔。
[0031]最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽 管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然 可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发 明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1. 一种水溶性耐高温涂料，其特征在于，它包括以下重量份的原料:铝溶胶8~12份、磷 酸二氢铝15~20份、玻璃粉8~14份、滑石粉5~10份、高岭土粉10~15份、硅灰石粉10~15 份、丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯1~5份和水20~30份。2. 根据权利要求1所述的水溶性耐高温涂料，其特征在于，它包括以下重量份的原料： 铝溶胶9~11份、磷酸二氢铝16~18份、玻璃粉10~12份、滑石粉7~9份、高岭土粉12~14 份、硅灰石粉11~14份、丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯2~3份和水23~27份。3. 根据权利要求2所述的所述的水溶性耐高温涂料，其特征在于，它包括以下重量份的 原料:铝溶胶10份、磷酸二氢铝17份、玻璃粉11份、滑石粉8份、高岭土粉13份、硅灰石粉13 份、丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯2份和水25份。4. 一种权利要求1~3任一项所述的水溶性耐高温涂料的制备方法，其包括以下步骤： 在40~80 °C的条件下，将铝溶胶、磷酸二氢铝和水均匀混合，形成第一混合溶液； 将玻璃粉、滑石粉、高岭土粉和硅灰石粉加入到所述第一混合溶液中，并超声分散30~ 40分钟，得到第二混合溶液； 将丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯加入到所述第二混合溶液中，并在40~80°C的条件下以 900~1200r/min的转速搅拌4~6小时，制得所述水溶性耐高温涂料。
【文档编号】C09D5/18GK105885477SQ201610270037
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】高德峰, 刘德波, 王瑞利, 于书淳, 李淑君, 江振西, 张鑫
【申请人】黄河科技学院