一种高附着力的防腐粉末涂料及应用的制作方法

本发明涉及粉末涂料，特别是涉及一种高附着力的防腐粉末涂料及应用。

背景技术：

1、目前，粉末涂料按照加工及成膜特性可分为热固性和热塑性两类。热固性粉末涂料由热固性树脂、固化剂、颜料、助剂等组成，首先经预混后熔融挤出得到粒料，后进行粉碎及筛分得到粉末涂料；该种粉末涂料采用的成型树脂均为分子量低的预聚物，在加热条件下与固化剂反应后交联形成体型结构，其涂膜具有较好的机械性能和防腐性能；热固性粉末涂料主要分为三类：丙烯酸酯粉末涂料、环氧粉末涂料、聚酯粉末涂料。热塑性粉末涂料由热塑性树脂、颜料、助剂等组成，经预混合或熔融混合得到粒料，后经粉碎及筛分得到粉末涂料；该种粉末涂料加工工艺简单，无需复杂固化程序，通过加热融化、流平、冷却凝固即可成膜；热塑性粉末涂料种类较多，如聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、热塑性聚酯、氯化聚醚、氟树脂粉末等。

2、环氧粉末涂料全称为热固性环氧粉末涂料,是热固性粉末涂料的一种,其基料为环氧树脂配以固化剂及其他颜填料和功能性助剂，其成膜物质主要是环氧树脂和固化剂,在常温和一定的温度(一般情况下低于160℃)下环氧树脂和固化剂不能产生充分的化学反应,生成的涂膜也不具有良好的物理和化学性能.只有在经过特定的温度(一般情况下160℃至180℃以上)和烘烤时间后,环氧树脂和固化剂才能充分发生交联化学反应,形成一种不溶、不熔的三维立体网状固化物,固化物再受热不能塑化。生成的涂膜具有优良的附着力以及物理力学和抗化学耐腐蚀性能。传统的环氧粉末应用于管道后加工时面临的涂层脱落、开裂、脆化、划伤等问题，附着力低且防腐性有限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高附着力的防腐粉末涂料，本发明通过在以环氧树脂作为成膜物质的粉末涂料中加入表面负载具有孔结构二氧化钛和作为lewi s酸催化剂的三氯化铝，固化的过程中，三氯化铝作为催化剂先进攻环氧环形成环氧阳离子，与此同时，在静电喷涂的过程中经紫外光照射的二氧化钛配合加热固化，提升交联效果，所得膜层致密有效提升防腐性能。

2、为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种高附着力的防腐粉末涂料，按照质量份数包括以下组份：

3、

4、其中二氧化硅/二氧化钛表面负载有作为lewi s酸催化剂的三氯化铝。

5、优选二氧化硅/二氧化钛复合颗粒的制备方法包括以下步骤：

6、s1、将作为模板剂的ctab溶解于0.2mo l/l氢氧化钠水溶液，随后加入teos，加热搅拌，teos水解，得二氧化硅水溶胶；

7、s2、将乙酰丙酮和二氧化钛水溶胶滴加进入至s1所得混合物中，30℃至50℃搅拌2h至3h，teos水解产生的硅醇基(s i(oh)4)与二氧化钛水溶胶缩合形成三维网络结构得沉淀；

8、s3、过滤s2所得沉淀，去除ctab模板；用正己烷洗涤白色沉淀物3次，然后放置于鼓风干燥箱内，干燥处理，表面负载有二氧化钛的多孔二氧化硅。

9、本发明以ctab作为模板剂制成中空结构的二氧化硅骨架，继而利用硅醇基s i(oh)4)之间的缩合形成三维网络结构得沉淀，作为lewi s酸催化剂的三氯化铝与二氧化硅表面的硅羟基反应形成共价键，具体的反应原理如下所示：

10、

11、本发明以多孔结构的二氧化钛/二氧化硅中的二氧化硅表面的硅羟基将三氯化铝负载在复合氧化物的表面，便于与经过紫外光照射的二氧化钛对环氧开环的促进。即使是在厚度较大的条件下，涂层在厚度方向也实现了可靠的交联和固化。

12、优选二氧化硅/二氧化钛表面负载有作为lewi s酸催化剂的三氯化铝的制备方法包括以下步骤：

13、s31、将s3所得二氧化硅/二氧化钛复合颗粒研磨筛分后550℃煅烧2小时；

14、s32、将经过煅烧的二氧化硅/二氧化钛复合颗粒置于无水乙醇中，氮气保护下回流去除痕量水，冷却后加入无水al cl3，回流2h至3h；

15、s33、反应结束后，趁热过滤，使用无水乙醇洗涤、真空干燥、得到al cl x-s io2/tio2；

16、其中al c l3与二氧化硅/二氧化钛复合颗粒的质量比为(3.5％至5.5％)：1。本发明利用回流有效保证三氯化铝与二氧化硅/二氧化钛复合颗粒的复合。在回流的过程中三氯化铝与二氧化硅/二氧化钛复合颗粒表面的羟基反应脱出hcl形成二氧化硅/二氧化钛复合颗粒负载三氯化铝。

17、优选ctab与teos的质量比为(0.5至0.8):1。本发明通过控制模板剂的用量保证所得骨架二氧化硅的中空孔结构，利于作为填料的二氧化硅与成膜物质之间接触充分。

18、优选钛酸四丁酯与teos的质量比为(0.35至0.55):1。本发明保证二氧化硅骨架表面的二氧化钛负载充足且均匀，降低环氧树脂固化过程中的活化能，在涂层的厚度方向降低因为热量差异导致的固化或者流平不充分，所得膜层致密且平整，进一步提升了耐腐蚀性能。

19、优选乙酰丙酮与teos的质量比为(0.01至0.02)：1。本发明中通过加入乙酰丙酮抑制钛水解，促进钛溶胶与硅溶胶之间形成钛-氧-硅结构，实现将二氧化钛在复合物表面的位置调控，方便紫外光照射对环氧树脂固化的促进。

20、优选将10g钛酸四丁酯和500g去离子水在室温下混合，搅拌，充分水解反应，得到偏钛酸沉淀；向偏钛酸沉淀中加入50g质量浓度为50％的双氧水，100w超声条件下超声反应20min，得到黄色二氧化钛溶胶。

21、本发明的另一目的在于提供一种高附着力的防腐粉末涂料的应用，本发明通过在以环氧树脂作为成膜物质的粉末涂料中加入表面负载有二氧化钛和作为lewi s酸催化剂的三氯化铝，固化的过程中，所得膜层通过3-氨基丙基三甲氧基硅烷水分散液形成化学键连接，有效提升所得膜层的附着力，配合致密的膜层有效提升膜层的防腐性能。

22、为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种本发明制得防腐粉末涂料的应用，包括以下步骤：

23、a1、静电喷涂防腐粉末涂料前在铸铁管件表面喷涂有3-氨基丙基三甲氧基硅烷水分散液；干燥；

24、a2、在照射紫外灯的条件下所述防腐粉末涂料喷涂在铸铁管件表面，静电喷涂至膜厚为180μm至220μm；

25、加热固化得涂层。

26、优选固化的工艺条件：

27、烘箱温度170℃至180℃，固化时间15min至20min。本发明所得涂层固化温度低，固化时间短，所得膜层致密，固化效果好。

28、通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

29、将本发明所得高附着力防腐粉末涂料应用于铸铁管体表面时，铸铁管体表面上单层含结晶水的氧化铁可以与3-氨基丙基三甲氧基硅烷相互作用，产生水解缩合，形成共价键和氢键，硅烷中的烷氧基也可直接和金属表面的氧化物在潮湿条件下发生交联形成s i-o-fe键，且3-氨基丙基三甲氧基硅烷有三个可水解的甲氧基，同时铸铁管体表面的氧化铁表面有多个羟基形成交联网路；同时3-氨基丙基三甲氧基硅烷中氨基也与环氧基反应形成化学键，因此在铸铁管件表面的防腐涂层通过3-氨基丙基三甲氧基硅烷构建分别与铸铁管体以及涂层之间分别形成共价键有效加强了铸铁管体与涂层界面之间的连接，配合所得涂层的二氧化钛颗粒均匀分布在介孔二氧化硅的表面，在静电喷涂的过程中使用紫外光照射，对逐层沉积粉末涂料的活化，经过紫外光照射的复合氧化物，当二氧化钛受到紫外光照射时光子能量被t i o2吸收，激发价带电子到导带产生电子-空穴对，配合从静电喷涂到固化的时间差促进环氧树脂的开环和固化；进一步配合加热固化流平的时间更加充分，进一步配合lewi s酸周围促进环氧基的开环，加快交联反应的进行，同时促进流平，成膜温度相对降低，且成膜平整，所得膜层在厚度方向的致密程度得到保证。