一种冷喷多元合金防腐材料及制备方法与流程
1.本发明涉及防腐材料领域，特别涉及一种冷喷多元合金防腐材料及制备方法。
背景技术：
2.人类从冶炼金属并使用金属制品以来，金属的腐蚀与防护问题也就相伴而来。金属的腐蚀给社会造成的损失是巨大的。据统计，人们每年冶炼出来的金属约有10％被腐蚀破坏，相当于每年约有10％的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功；而10％被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏，其损失要远远大于金属本身的价值；而由此造成的停工、停产及人身伤亡的损失更是难以估量的。所以金属腐蚀及防护问题引起了人们的高度重视。锌铝合金、镁铝合金是一种新型防腐材料，主要用于金属表面的镀层，与纯锌和纯铝镀层相比，其涂后具有粘附性强，耐磨性和抗腐蚀性更好，施工性能优越等特点，因而得到了较为广泛的应用，并成为人们研究的热点。
3.现有技术中，除了热浸锌外，一般采用冷喷锌技术和多元素粉末共渗技术两种方式。热浸锌技术缺点较为明显，其无法现场作业，能耗大；对于冷喷锌技术，其主要成分为锌粉，锌粉消耗过快，防腐能力一般并且长期存储后，容易发生锌粉沉降；而多元素粉末共渗技术，主要成分为合金粉，但需要进行加热，能耗高，效率低，并且工件尺寸受限。
技术实现要素：
4.本发明提供一种冷喷多元合金防腐材料，结合了冷喷锌技术的施工便捷，以及多元粉末共渗技术优秀的耐腐蚀性能，可以避免冷喷锌所带来的沉降问题，耐盐雾性好，施工方便。
5.本发明还提供了一种冷喷多元合金防腐材料的制备方法，用于制备上述防腐材料。
6.一种冷喷多元合金防腐材料，由以下重量份材料组成：
7.超高分子量环氧改性树脂4份、锌粉10～15份、锌铝合金粉60～90份、镁铝合金粉2～5份、稀土合金粉1-5份、稀释剂20～25份。
8.更优地，所述锌粉为500目；所述锌铝合金粉为500目，其中铝含量为 10％-20％；所述镁铝合金粉为500目，其中镁含量为5％-10％。
9.更优地，所述稀土合金粉为氢氧化镧、氧化镧其中的一种或两种混合物。
10.更优地，所述超高分子量环氧改性树脂的合成方法包括如下步骤：
11.s1，在装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的三口烧杯中，加入分散剂和水，加热至50℃，搅拌使其完全溶解，通入氮气将氧排除；
12.s2，升温到85℃，在120rpm搅拌速度下，加入溶有引发剂、交联剂、助溶剂、链转移剂的单体的混合物进行聚合反应8h；
13.s3，反应完全后，冷却、过滤，用60～80℃的去离子水洗涤数次，60℃干燥24h，得到超高分子量环氧改性树脂。
14.更优地，所述单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、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－乙基己酯中的一种或几种。
15.更优地，所述交联剂选自二乙烯基苯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种的混合物；所述引发剂选自过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁氰、二异丙基过氧化物中的一种或几种的混合物；所述分散剂选自聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠、聚氧丙烯醚、单硬脂酸甘油酯、羧甲基纤维素钠中的一种或几种的混合物。
16.更优地，所述链转移剂选自甲酸钠、自巯基乙酸、3-巯基丙酸、3-巯基丙酸丁酯、叔十二烷基硫醇中的一种或几种的混合物；所述助溶剂为乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一种或几种的混合物。
17.更优地，所述稀释剂为甲苯、二甲苯、三甲苯的一种或几种的混合物。
18.一种冷喷多元合金防腐材料的制备方法，包括如下步骤：
19.s1，将4重量份的超高分子量环氧改性树脂加入分散釜中，在500rpm的速度下搅拌，逐步加入稀释剂，使超高分子量环氧改性树脂完全溶解；
20.s2，逐步加入10～15重量份的锌粉、60～90重量份的锌铝合金粉、2～5 重量份的镁铝合金粉、1～5重量份的稀土合金粉，以2000rpm的速度搅拌30 分钟，均匀静置过滤，即得多元合金防腐材料。
21.更优地，所述超高分子量环氧改性树脂的合成方法包括如下步骤：
22.s1，在装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的三口烧杯中，加入分散剂和水，加热至50℃，搅拌使其完全溶解，通入氮气将氧排除；
23.s2，升温到85℃，在120rpm搅拌速度下，加入溶有引发剂、交联剂、助溶剂、链转移剂的单体的混合物进行聚合反应8h；
24.s3，反应完全后，冷却、过滤，用60～80℃的去离子水洗涤数次，60℃干燥24h，得到超高分子量环氧改性树脂。
25.本发明提供一种冷喷多元合金防腐材料，具有优异的附着力和柔韧性能，耐盐雾性能优异，并且长时间放置不会出现沉降。施工方便，可以采用喷涂、刷涂、浸涂的施工方式，零部件尺寸不受限制。
26.本发明还提供了一种冷喷多元合金防腐材料的制备方法，用于制备冷喷多元合金防腐材料，工艺简单。
具体实施方式
27.下面对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
28.本发明实施例中所用到的材料均可通过商业途径购买，所用到的酯类、交联剂、引发剂、助溶剂、链转移剂及其具体指代品，均为化工领域通用原料，无特殊要求。
29.在以下的实施例及对比例中，原料的厂家及型号如表1所示：
30.原料名称厂家锌粉兰州黄河锌镁纳米材料研究所锌铝合金粉清河县诺图焊接材料有限公司
镁铝合金粉苏州金斯特焊接材料有限公司稀释剂南京恩惠环保有限公司氢氧化镧淄博稀研纳米材料有限公司氧化镧淄博稀研纳米材料有限公司
31.表1
32.在以下实施例中，所用到的超高分子量环氧改性树脂由以下步骤制备：
33.s1，在装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的三口烧杯中，加入十二烷基硫酸钠和水，加热至50℃，搅拌使其完全溶解，通入氮气将氧排除；
34.s2，升温到85℃，在120rpm搅拌速度下搅拌30分钟，加入溶有异丙苯过氧化氢、三缩丙二醇二丙烯酸酯、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、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸丁酯，进行聚合反应8h；
35.s3，反应完全后，冷却、过滤，用60～80℃的去离子水洗涤数次，60℃干燥24h，得到超高分子量环氧改性树脂。
36.其中，苯乙烯、甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸丁酯作为反应单体，十二烷基硫酸钠为分散剂；叔十二烷基硫醇为链转移剂；三缩丙二醇二丙烯酸酯为交联剂；异丙苯过氧化氢为引发剂；乙醇为助溶剂。
37.可以理解的是，超高分子量环氧改性树脂的制备方法中所使用到的单体、分散剂、转移剂、交联剂、引发剂和助溶剂，并不限于上述组分，还可以如下方案进行选择：
38.具体的，单体可选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、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－乙基己酯中的一种或几种。
39.具体的，交联剂可选自二乙烯基苯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。
40.具体的，引发剂可选自过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁氰、二异丙基过氧化物中的一种或几种的混合物。
41.具体的，分散剂可选自聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠、聚氧丙烯醚、单硬脂酸甘油酯、羧甲基纤维素钠中的一种或几种的混合物。
42.具体的，链转移剂可选自甲酸钠、自巯基乙酸、3-巯基丙酸、3-巯基丙酸丁酯、叔十二烷基硫醇中的一种或几种的混合物。
43.具体的，助溶剂可选自乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一种或几种的混合物。
44.具体的，稀释剂可选自甲苯、二甲苯、三甲苯的一种或几种的混合物。
45.实施例一：
46.一种冷喷多元合金防腐材料，由以下重量份材料组成：
47.超高分子量环氧改性树脂40g、锌粉100g、锌铝合金粉800g、镁铝合金粉 50g、氧化镧10g、二甲苯220g。
48.其中，锌粉为500目；锌铝合金粉为500目，其中铝含量为10％-20％；镁铝合金粉为500目，其中镁含量为5％-10％。
49.一种冷喷多元合金防腐材料的制备方法，包括如下步骤：
50.s1，将40g的超高分子量环氧改性树脂加入分散釜中，在500rpm的速度下搅拌，逐步加入220g二甲苯，使超高分子量环氧改性树脂完全溶解；
51.s2，逐步加入100g的锌粉、800g的锌铝合金粉、50g的镁铝合金粉、10g 的氧化镧，以2000rpm的速度搅拌30分钟，均匀静置过滤，即得多元合金防腐材料。
52.实施例二：
53.一种冷喷多元合金防腐材料，由以下重量份材料组成：
54.超高分子量环氧改性树脂40g、锌粉200g、锌铝合金粉600g、镁铝合金粉 55g、氧化镧5g、三甲苯220g。
55.其中，锌粉为500目；锌铝合金粉为500目，其中铝含量为10％-20％；镁铝合金粉为500目，其中镁含量为5％-10％。
56.一种冷喷多元合金防腐材料的制备方法，包括如下步骤：
57.s1，将40g的超高分子量环氧改性树脂加入分散釜中，在500rpm的速度下搅拌，逐步加入220g三甲苯，使超高分子量环氧改性树脂完全溶解；
58.s2，逐步加入200g的锌粉、600g的锌铝合金粉、55g的镁铝合金粉、5g 的氧化镧，以2000rpm的速度搅拌30分钟，均匀静置过滤，即得多元合金防腐材料。
59.实施例三：
60.一种冷喷多元合金防腐材料，由以下重量份材料组成：
61.超高分子量环氧改性树脂40g、锌粉350g、锌铝合金粉450g、镁铝合金粉 50g、氧化镧10g、三甲苯220g。
62.其中，锌粉为500目；锌铝合金粉为500目，其中铝含量为10％-20％；镁铝合金粉为500目，其中镁含量为5％-10％。
63.一种冷喷多元合金防腐材料的制备方法，包括如下步骤：
64.s1，将40g的超高分子量环氧改性树脂加入分散釜中，在500rpm的速度下搅拌，逐步加入220g三甲苯，使超高分子量环氧改性树脂完全溶解；
65.s2，逐步加入350g的锌粉、450g的锌铝合金粉、50g的镁铝合金粉、10g 的氧化镧，以2000rpm的速度搅拌30分钟，均匀静置过滤，即得多元合金防腐材料。
66.对比例：
67.下表展示了实施例1-3所制备的冷喷多元合金防腐材料的主要性能及其与冷喷锌、多元合金性能对比。其中，实施例1-3的实施方式为防腐材料通用的涂敷方式，冷喷锌采用喷涂的方式，多元合金共渗采用现有技术中通用工艺进行。
68.其中，附着力测试方法采用拉开法，以gb/t 5210标准方法执行。弯曲试验采用gb/t 6742-1986的标准执行。干燥时间采用gb t 1728-2020标准执行。干膜金属含量采用通用检测方法。耐中性盐雾采用gb/t 12967.3-2008标准执行。
[0069][0070]
表2
[0071]
从表2中可以看出，采用本发明的制备方法所获得的冷喷多元合金防腐材料具有优异的附着力和柔韧性能，耐盐雾性能优异，并且长时间放置不会出现沉降。施工方便可以采用喷涂、刷涂、浸涂的施工方式，具有广泛的实用价值。
[0072]
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种冷喷多元合金防腐材料，其特征在于，由以下重量份材料组成：超高分子量环氧改性树脂4份、锌粉10～15份、锌铝合金粉60～90份、镁铝合金粉2～5份、稀土合金粉1-5份、稀释剂20～25份。2.如权利要求1所述的一种冷喷多元合金防腐材料，其特征在于，所述锌粉为500目；所述锌铝合金粉为500目，其中铝含量为10％-20％；所述镁铝合金粉为500目，其中镁含量为5％-10％。3.如权利要求1所述的一种冷喷多元合金防腐材料，其特征在于，所述稀土合金粉为氢氧化镧、氧化镧其中的一种或两种混合物。4.如权利要求1所述的一种冷喷多元合金防腐材料，其特征在于，所述超高分子量环氧改性树脂的合成方法包括如下步骤：s1，在装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的三口烧杯中，加入分散剂和水，加热至50℃，搅拌使其完全溶解，通入氮气将氧排除；s2，升温到85℃，在120rpm搅拌速度下，加入溶有引发剂、交联剂、助溶剂、链转移剂的单体的混合物进行聚合反应8h；s3，反应完全后，冷却、过滤，用60～80℃的去离子水洗涤数次，60℃干燥24h，得到超高分子量环氧改性树脂。5.如权利要求4所述的一种冷喷多元合金防腐材料，其特征在于，所述单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、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－乙基己酯中的一种或几种。6.如权利要求4所述的一种冷喷多元合金防腐材料，其特征在于，所述交联剂选自二乙烯基苯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种的混合物；所述引发剂选自过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁氰、二异丙基过氧化物中的一种或几种的混合物；所述分散剂选自聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠、聚氧丙烯醚、单硬脂酸甘油酯、羧甲基纤维素钠中的一种或几种的混合物。7.如权利要求4所述的一种冷喷多元合金防腐材料，其特征在于，所述链转移剂选自甲酸钠、自巯基乙酸、3-巯基丙酸、3-巯基丙酸丁酯、叔十二烷基硫醇中的一种或几种的混合物；所述助溶剂为乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一种或几种的混合物。8.如权利要求1所述的一种冷喷多元合金防腐材料，其特征在于，所述稀释剂为甲苯、二甲苯、三甲苯的一种或几种的混合物。9.一种冷喷多元合金防腐材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，将4重量份的超高分子量环氧改性树脂加入分散釜中，在500rpm的速度下搅拌，逐步加入稀释剂，使超高分子量环氧改性树脂完全溶解；s2，逐步加入10～15重量份的锌粉、60～90重量份的锌铝合金粉、2～5重量份的镁铝合金粉、1～5重量份的稀土合金粉，以2000rpm的速度搅拌30分钟，均匀静置过滤，即得多元合金防腐材料。10.如权利要求9所述的一种冷喷多元合金防腐材料的制备方法，其特征在于，所述超高分子量环氧改性树脂的合成方法包括如下步骤：s1，在装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的三口烧杯中，加入分散剂和水，加热至50℃，搅拌使其完全溶解，通入氮气将氧排除；
s2，升温到85℃，在120rpm搅拌速度下，加入溶有引发剂、交联剂、助溶剂、链转移剂的单体的混合物进行聚合反应8h；s3，反应完全后，冷却、过滤，用60～80℃的去离子水洗涤数次，60℃干燥24h，得到超高分子量环氧改性树脂。
技术总结
本发明公开了一种冷喷多元合金防腐材料及制备方法，属于防腐材料领域。该防腐材料由以下重量份材料组成：超高分子量环氧改性树脂4份、锌粉10～15份、锌铝合金粉60～90份、镁铝合金粉2～5份、稀土合金粉1-5份、稀释剂20～25份。本发明提供一种冷喷多元合金防腐材料，具有优异的附着力和柔韧性能，耐盐雾性能优异，并且长时间放置不会出现沉降。施工方便，可以采用喷涂、刷涂、浸涂的施工方式，零部件尺寸不受限制。受限制。
