一種冷噴多元合金防腐材料及制備方法與流程
1.本發明涉及防腐材料領域，特別涉及一種冷噴多元合金防腐材料及制備方法。
背景技術：
2.人類從冶煉金屬并使用金屬制品以來，金屬的腐蝕與防護問題也就相伴而來。金屬的腐蝕給社會造成的損失是巨大的。據統計，人們每年冶煉出來的金屬約有10％被腐蝕破壞，相當于每年約有10％的冶煉廠因腐蝕的存在而做了無用功；而10％被腐蝕破壞的金屬所殃及的金屬制品的破壞，其損失要遠遠大于金屬本身的價值；而由此造成的停工、停產及人身傷亡的損失更是難以估量的。所以金屬腐蝕及防護問題引起了人們的高度重視。鋅鋁合金、鎂鋁合金是一種新型防腐材料，主要用于金屬表面的鍍層，與純鋅和純鋁鍍層相比，其涂后具有粘附性強，耐磨性和抗腐蝕性更好，施工性能優越等特點，因而得到了較為廣泛的應用，并成為人們研究的熱點。
3.現有技術中，除了熱浸鋅外，一般采用冷噴鋅技術和多元素粉末共滲技術兩種方式。熱浸鋅技術缺點較為明顯，其無法現場作業，能耗大；對于冷噴鋅技術，其主要成分為鋅粉，鋅粉消耗過快，防腐能力一般并且長期存儲后，容易發生鋅粉沉降；而多元素粉末共滲技術，主要成分為合金粉，但需要進行加熱，能耗高，效率低，并且工件尺寸受限。
技術實現要素：
4.本發明提供一種冷噴多元合金防腐材料，結合了冷噴鋅技術的施工便捷，以及多元粉末共滲技術優秀的耐腐蝕性能，可以避免冷噴鋅所帶來的沉降問題，耐鹽霧性好，施工方便。
5.本發明還提供了一種冷噴多元合金防腐材料的制備方法，用于制備上述防腐材料。
6.一種冷噴多元合金防腐材料，由以下重量份材料組成：
7.超高分子量環氧改性樹脂4份、鋅粉10～15份、鋅鋁合金粉60～90份、鎂鋁合金粉2～5份、稀土合金粉1-5份、稀釋劑20～25份。
8.更優地，所述鋅粉為500目；所述鋅鋁合金粉為500目，其中鋁含量為 10％-20％；所述鎂鋁合金粉為500目，其中鎂含量為5％-10％。
9.更優地，所述稀土合金粉為氫氧化鑭、氧化鑭其中的一種或兩種混合物。
10.更優地，所述超高分子量環氧改性樹脂的合成方法包括如下步驟：
11.s1，在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的三口燒杯中，加入分散劑和水，加熱至50℃，攪拌使其完全溶解，通入氮氣將氧排除；
12.s2，升溫到85℃，在120rpm攪拌速度下，加入溶有引發劑、交聯劑、助溶劑、鏈轉移劑的單體的混合物進行聚合反應8h；
13.s3，反應完全后，冷卻、過濾，用60～80℃的去離子水洗滌數次，60℃干燥24h，得到超高分子量環氧改性樹脂。
14.更優地，所述單體選自苯乙烯、甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸－2－乙基己酯中的一種或幾種。
15.更優地，所述交聯劑選自二乙烯基苯、三縮丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種的混合物；所述引發劑選自過氧化二苯甲酰、異丙苯過氧化氫、偶氮二異丁氰、二異丙基過氧化物中的一種或幾種的混合物；所述分散劑選自聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉、聚氧丙烯醚、單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉中的一種或幾種的混合物。
16.更優地，所述鏈轉移劑選自甲酸鈉、自巰基乙酸、3-巰基丙酸、3-巰基丙酸丁酯、叔十二烷基硫醇中的一種或幾種的混合物；所述助溶劑為乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一種或幾種的混合物。
17.更優地，所述稀釋劑為甲苯、二甲苯、三甲苯的一種或幾種的混合物。
18.一種冷噴多元合金防腐材料的制備方法，包括如下步驟：
19.s1，將4重量份的超高分子量環氧改性樹脂加入分散釜中，在500rpm的速度下攪拌，逐步加入稀釋劑，使超高分子量環氧改性樹脂完全溶解；
20.s2，逐步加入10～15重量份的鋅粉、60～90重量份的鋅鋁合金粉、2～5 重量份的鎂鋁合金粉、1～5重量份的稀土合金粉，以2000rpm的速度攪拌30 分鐘，均勻靜置過濾，即得多元合金防腐材料。
21.更優地，所述超高分子量環氧改性樹脂的合成方法包括如下步驟：
22.s1，在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的三口燒杯中，加入分散劑和水，加熱至50℃，攪拌使其完全溶解，通入氮氣將氧排除；
23.s2，升溫到85℃，在120rpm攪拌速度下，加入溶有引發劑、交聯劑、助溶劑、鏈轉移劑的單體的混合物進行聚合反應8h；
24.s3，反應完全后，冷卻、過濾，用60～80℃的去離子水洗滌數次，60℃干燥24h，得到超高分子量環氧改性樹脂。
25.本發明提供一種冷噴多元合金防腐材料，具有優異的附著力和柔韌性能，耐鹽霧性能優異，并且長時間放置不會出現沉降。施工方便，可以采用噴涂、刷涂、浸涂的施工方式，零部件尺寸不受限制。
26.本發明還提供了一種冷噴多元合金防腐材料的制備方法，用于制備冷噴多元合金防腐材料，工藝簡單。
具體實施方式
27.下面對本發明的一個具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。
28.本發明實施例中所用到的材料均可通過商業途徑購買，所用到的酯類、交聯劑、引發劑、助溶劑、鏈轉移劑及其具體指代品，均為化工領域通用原料，無特殊要求。
29.在以下的實施例及對比例中，原料的廠家及型號如表1所示：
30.原料名稱廠家鋅粉蘭州黃河鋅鎂納米材料研究所鋅鋁合金粉清河縣諾圖焊接材料有限公司
鎂鋁合金粉蘇州金斯特焊接材料有限公司稀釋劑南京恩惠環保有限公司氫氧化鑭淄博稀研納米材料有限公司氧化鑭淄博稀研納米材料有限公司
31.表1
32.在以下實施例中，所用到的超高分子量環氧改性樹脂由以下步驟制備：
33.s1，在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的三口燒杯中，加入十二烷基硫酸鈉和水，加熱至50℃，攪拌使其完全溶解，通入氮氣將氧排除；
34.s2，升溫到85℃，在120rpm攪拌速度下攪拌30分鐘，加入溶有異丙苯過氧化氫、三縮丙二醇二丙烯酸酯、乙醇、叔十二烷基硫醇的混合物，其中混合物包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酸丁酯，進行聚合反應8h；
35.s3，反應完全后，冷卻、過濾，用60～80℃的去離子水洗滌數次，60℃干燥24h，得到超高分子量環氧改性樹脂。
36.其中，苯乙烯、甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酸丁酯作為反應單體，十二烷基硫酸鈉為分散劑；叔十二烷基硫醇為鏈轉移劑；三縮丙二醇二丙烯酸酯為交聯劑；異丙苯過氧化氫為引發劑；乙醇為助溶劑。
37.可以理解的是，超高分子量環氧改性樹脂的制備方法中所使用到的單體、分散劑、轉移劑、交聯劑、引發劑和助溶劑，并不限于上述組分，還可以如下方案進行選擇：
38.具體的，單體可選自苯乙烯、甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸－2－乙基己酯中的一種或幾種。
39.具體的，交聯劑可選自二乙烯基苯、三縮丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種的混合物。
40.具體的，引發劑可選自過氧化二苯甲酰、異丙苯過氧化氫、偶氮二異丁氰、二異丙基過氧化物中的一種或幾種的混合物。
41.具體的，分散劑可選自聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉、聚氧丙烯醚、單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉中的一種或幾種的混合物。
42.具體的，鏈轉移劑可選自甲酸鈉、自巰基乙酸、3-巰基丙酸、3-巰基丙酸丁酯、叔十二烷基硫醇中的一種或幾種的混合物。
43.具體的，助溶劑可選自乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一種或幾種的混合物。
44.具體的，稀釋劑可選自甲苯、二甲苯、三甲苯的一種或幾種的混合物。
45.實施例一：
46.一種冷噴多元合金防腐材料，由以下重量份材料組成：
47.超高分子量環氧改性樹脂40g、鋅粉100g、鋅鋁合金粉800g、鎂鋁合金粉 50g、氧化鑭10g、二甲苯220g。
48.其中，鋅粉為500目；鋅鋁合金粉為500目，其中鋁含量為10％-20％；鎂鋁合金粉為500目，其中鎂含量為5％-10％。
49.一種冷噴多元合金防腐材料的制備方法，包括如下步驟：
50.s1，將40g的超高分子量環氧改性樹脂加入分散釜中，在500rpm的速度下攪拌，逐步加入220g二甲苯，使超高分子量環氧改性樹脂完全溶解；
51.s2，逐步加入100g的鋅粉、800g的鋅鋁合金粉、50g的鎂鋁合金粉、10g 的氧化鑭，以2000rpm的速度攪拌30分鐘，均勻靜置過濾，即得多元合金防腐材料。
52.實施例二：
53.一種冷噴多元合金防腐材料，由以下重量份材料組成：
54.超高分子量環氧改性樹脂40g、鋅粉200g、鋅鋁合金粉600g、鎂鋁合金粉 55g、氧化鑭5g、三甲苯220g。
55.其中，鋅粉為500目；鋅鋁合金粉為500目，其中鋁含量為10％-20％；鎂鋁合金粉為500目，其中鎂含量為5％-10％。
56.一種冷噴多元合金防腐材料的制備方法，包括如下步驟：
57.s1，將40g的超高分子量環氧改性樹脂加入分散釜中，在500rpm的速度下攪拌，逐步加入220g三甲苯，使超高分子量環氧改性樹脂完全溶解；
58.s2，逐步加入200g的鋅粉、600g的鋅鋁合金粉、55g的鎂鋁合金粉、5g 的氧化鑭，以2000rpm的速度攪拌30分鐘，均勻靜置過濾，即得多元合金防腐材料。
59.實施例三：
60.一種冷噴多元合金防腐材料，由以下重量份材料組成：
61.超高分子量環氧改性樹脂40g、鋅粉350g、鋅鋁合金粉450g、鎂鋁合金粉 50g、氧化鑭10g、三甲苯220g。
62.其中，鋅粉為500目；鋅鋁合金粉為500目，其中鋁含量為10％-20％；鎂鋁合金粉為500目，其中鎂含量為5％-10％。
63.一種冷噴多元合金防腐材料的制備方法，包括如下步驟：
64.s1，將40g的超高分子量環氧改性樹脂加入分散釜中，在500rpm的速度下攪拌，逐步加入220g三甲苯，使超高分子量環氧改性樹脂完全溶解；
65.s2，逐步加入350g的鋅粉、450g的鋅鋁合金粉、50g的鎂鋁合金粉、10g 的氧化鑭，以2000rpm的速度攪拌30分鐘，均勻靜置過濾，即得多元合金防腐材料。
66.對比例：
67.下表展示了實施例1-3所制備的冷噴多元合金防腐材料的主要性能及其與冷噴鋅、多元合金性能對比。其中，實施例1-3的實施方式為防腐材料通用的涂敷方式，冷噴鋅采用噴涂的方式，多元合金共滲采用現有技術中通用工藝進行。
68.其中，附著力測試方法采用拉開法，以gb/t 5210標準方法執行。彎曲試驗采用gb/t 6742-1986的標準執行。干燥時間采用gb t 1728-2020標準執行。干膜金屬含量采用通用檢測方法。耐中性鹽霧采用gb/t 12967.3-2008標準執行。
[0069][0070]
表2
[0071]
從表2中可以看出，采用本發明的制備方法所獲得的冷噴多元合金防腐材料具有優異的附著力和柔韌性能，耐鹽霧性能優異，并且長時間放置不會出現沉降。施工方便可以采用噴涂、刷涂、浸涂的施工方式，具有廣泛的實用價值。
[0072]
以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是，本發明實施例并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護范圍。
技術特征：
1.一種冷噴多元合金防腐材料，其特征在于，由以下重量份材料組成：超高分子量環氧改性樹脂4份、鋅粉10～15份、鋅鋁合金粉60～90份、鎂鋁合金粉2～5份、稀土合金粉1-5份、稀釋劑20～25份。2.如權利要求1所述的一種冷噴多元合金防腐材料，其特征在于，所述鋅粉為500目；所述鋅鋁合金粉為500目，其中鋁含量為10％-20％；所述鎂鋁合金粉為500目，其中鎂含量為5％-10％。3.如權利要求1所述的一種冷噴多元合金防腐材料，其特征在于，所述稀土合金粉為氫氧化鑭、氧化鑭其中的一種或兩種混合物。4.如權利要求1所述的一種冷噴多元合金防腐材料，其特征在于，所述超高分子量環氧改性樹脂的合成方法包括如下步驟：s1，在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的三口燒杯中，加入分散劑和水，加熱至50℃，攪拌使其完全溶解，通入氮氣將氧排除；s2，升溫到85℃，在120rpm攪拌速度下，加入溶有引發劑、交聯劑、助溶劑、鏈轉移劑的單體的混合物進行聚合反應8h；s3，反應完全后，冷卻、過濾，用60～80℃的去離子水洗滌數次，60℃干燥24h，得到超高分子量環氧改性樹脂。5.如權利要求4所述的一種冷噴多元合金防腐材料，其特征在于，所述單體選自苯乙烯、甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸－2－乙基己酯中的一種或幾種。6.如權利要求4所述的一種冷噴多元合金防腐材料，其特征在于，所述交聯劑選自二乙烯基苯、三縮丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種的混合物；所述引發劑選自過氧化二苯甲酰、異丙苯過氧化氫、偶氮二異丁氰、二異丙基過氧化物中的一種或幾種的混合物；所述分散劑選自聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉、聚氧丙烯醚、單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉中的一種或幾種的混合物。7.如權利要求4所述的一種冷噴多元合金防腐材料，其特征在于，所述鏈轉移劑選自甲酸鈉、自巰基乙酸、3-巰基丙酸、3-巰基丙酸丁酯、叔十二烷基硫醇中的一種或幾種的混合物；所述助溶劑為乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一種或幾種的混合物。8.如權利要求1所述的一種冷噴多元合金防腐材料，其特征在于，所述稀釋劑為甲苯、二甲苯、三甲苯的一種或幾種的混合物。9.一種冷噴多元合金防腐材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：s1，將4重量份的超高分子量環氧改性樹脂加入分散釜中，在500rpm的速度下攪拌，逐步加入稀釋劑，使超高分子量環氧改性樹脂完全溶解；s2，逐步加入10～15重量份的鋅粉、60～90重量份的鋅鋁合金粉、2～5重量份的鎂鋁合金粉、1～5重量份的稀土合金粉，以2000rpm的速度攪拌30分鐘，均勻靜置過濾，即得多元合金防腐材料。10.如權利要求9所述的一種冷噴多元合金防腐材料的制備方法，其特征在于，所述超高分子量環氧改性樹脂的合成方法包括如下步驟：s1，在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的三口燒杯中，加入分散劑和水，加熱至50℃，攪拌使其完全溶解，通入氮氣將氧排除；
s2，升溫到85℃，在120rpm攪拌速度下，加入溶有引發劑、交聯劑、助溶劑、鏈轉移劑的單體的混合物進行聚合反應8h；s3，反應完全后，冷卻、過濾，用60～80℃的去離子水洗滌數次，60℃干燥24h，得到超高分子量環氧改性樹脂。
技術總結
本發明公開了一種冷噴多元合金防腐材料及制備方法，屬于防腐材料領域。該防腐材料由以下重量份材料組成：超高分子量環氧改性樹脂4份、鋅粉10～15份、鋅鋁合金粉60～90份、鎂鋁合金粉2～5份、稀土合金粉1-5份、稀釋劑20～25份。本發明提供一種冷噴多元合金防腐材料，具有優異的附著力和柔韌性能，耐鹽霧性能優異，并且長時間放置不會出現沉降。施工方便，可以采用噴涂、刷涂、浸涂的施工方式，零部件尺寸不受限制。受限制。
