一种适用于全环境的弹性防腐黏结剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于全环境的弹性防腐黏结剂及其制备方法，属于防腐材料技术领域，配方中采用了自合成的聚脲改性硅烷基聚醚树脂，聚脲改性硅烷基聚醚树脂含有极微量的残留异氰酸酯基反应，极大降低游离态胺基聚醚在在弹性防腐黏结剂中的存量；同时胺基聚醚与部分γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的环氧基反应，提高了弹性防腐黏结剂的力学性能，环氧基的引入有利于提高弹性防腐黏结剂的耐化学品性能，能够适应诸如工业大气环境下的酸雨等的侵蚀；而通过反应使游离态的端胺基聚醚大部分反应掉，避免了游离态端胺基聚醚存在过多而发生迁移析出，可以广泛适用于酸性或碱性环境，具有显著的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于全环境的弹性防腐黏结剂及其制备方法
本专利技术涉及防腐材料
，尤其涉及一种适用于全环境的弹性防腐黏结剂及其制备方法。
技术介绍
锅炉钢架是石化、电力及燃气等行业常见的设施及构件，在日常生产过程中起着至关重要的作用。锅炉钢架顶部为架空彩钢板与工字钢檩条通过钻尾自攻螺丝穿透固定的结构。由于处于严酷的海洋大气腐蚀环境和苛刻的工业大气腐蚀环境中，雨水、腐蚀性气体、积水、酸性泥浆及微生物等均对其形成腐蚀，而在缝隙处沉积的灰尘等则加速了电化学腐蚀，对构建的安全构成威胁。现在常见的是彩钢板与檩条结合固定部位及附近出现锈蚀穿孔，甚至部分固定彩钢板的自攻螺丝头部出现锈蚀断裂等现象。工程实践中经常出现，彩钢板与钢檩条连接部位因腐蚀直接导致钻尾自攻螺丝固定失效。而且彩钢板处于高空，一旦固定失效若遇较强风力将导致高空坠落，会对人员、设备等的安全形成近乎致命的威胁。彩钢板与钢檩条连接部位的腐蚀原因分析如下：(1)架空(瓦楞型)彩钢板由于处于地面以上较高位置，常年处于盐雾腐蚀及工业大气腐蚀环境中。(2)由于彩钢板与钢檩条间通过钻尾自攻螺丝穿透固定在一起，连接处存在大量缝隙，故在这些部位缝隙腐蚀普遍存在，这加剧了对彩钢板、自攻螺丝及钢檩条的破坏。(3)锅炉机组工作时产生的振动引起的微动腐蚀也加剧了对彩钢板与钢檩条连接部位的破坏。(4)彩钢板与钢檩条间连接处形成应力腐蚀，同时高空中常年较大风力导致彩钢板对钢檩条的结合部位的压力产生较大幅度的频繁波动，进一步加剧了受力点部位的应力大幅度波动，导致腐蚀进一步加剧。(5)在彩钢板顶棚的最高端和最低端由于容易有少量积水，故电化学腐蚀情况较为普遍，加剧了对这两部位的破坏。基于以上原因，遭成了对彩钢板的腐蚀破坏，彩钢板顶棚的腐蚀部位主要在钢檩条处，以最高点的钢檩条处和最低点的钢檩条处的彩钢板腐蚀最为严重。彩钢板安装时由钢板的下凹面搭在支撑钢(檩条)表面并通过钻尾自攻螺丝穿透固定，这样钢板表面与檩条表面、钻尾自攻螺丝表面与彩钢板表面、钻尾自攻螺丝表面与檩条表面均有缝隙存在，所以缝隙腐蚀是彩钢板防腐面临的一大问题。不仅如此，檩条表面承受了彩钢板以上重量，在正风压状态下檩条表面承受压力大于彩钢板以上自重，而负风压状态下檩条表面承受压力低于彩钢板以上自重，但同时钻尾自攻螺丝头受到了向上的拉力，所以彩钢板、檩条及钻尾自攻螺丝表面均存在应力腐蚀。另外，由于机组工作时的振动以及频繁的风力强弱交替也导致了微动腐蚀的发生。现行技术中，彩钢板目前多采用涂刷丙烯酸聚氨酯防腐涂料的防腐手段，初期防腐效果尚可，但锅炉彩钢板处于严酷的海洋大气腐蚀环境和苛刻的工业大气腐蚀环境中，经过一段时间的使用涂层会出现了返锈、发黄等现象，甚至出现了明显鼓泡、龟裂及剥落现象；其次，已有技术中的涂层的不具备防锈、转锈功能，不能长时间有效抑制铁锈的出现及增长；最后，由于锅炉机组彩钢板部位所处工况环境极易滋生微生物，而微生物的存在直接导致其代谢物沉积，进而引起电化学腐蚀，而目前使用的丙烯酸聚氨酯防腐涂料难以对微生物进行有效杀灭和抑制，从而难以阻止微生物腐蚀。顶棚一般由钢制檩条与彩钢板构成，而连接固定则是通过不锈钢钻尾丝穿透彩钢板和钢制檩条后旋紧成一个整体，该连接结构在海洋大气环境下腐蚀较快，与钻尾丝接触部位的彩钢板的腐蚀速率呈几何倍数急速向钻尾丝外围扩散，一旦腐蚀面大于钻尾丝端部丝尾直径，原有固定方式将失效，加之沿海台风较频繁，极易被强台风刮起跌落地面，严重威胁附近的人员及其他设施的安全。已有技术中，为了解决彩钢板该部位的腐蚀问题采用了建筑密封胶覆盖于连接部位。近些年相继采用了硅酮密封胶、聚硫密封胶等，但问题仍未解决，究其原因，首先硅酮密封胶层中含有较多增塑剂，在外界长期高低温暴晒过程中容易析出增塑剂造成污染，另增塑剂的析出流失导致密封胶层体积损失，进而形成保护胶层缺陷从而逐渐失去密封作用，携带氧分的水汽极易透过胶层腐蚀彩钢板及与之接触的钢结构部位；聚硫密封胶有较浓的臭味，易对施工人员造成不适，而胶层也容易在氧分存在下因受热易造成聚硫基团断裂而与邻近链段形成新的交联点，导致材料老化变硬失去弹性，进而胶表面出现龟裂，断裂伸长率降低，逐渐失去对需保护部位的保护作用，腐蚀危害进一步加剧。
技术实现思路
本专利技术提供一种适用于全环境的弹性防腐黏结剂及其制备方法，旨在解决丙烯酸聚氨酯防腐涂料所存在的防护寿命短、防锈转锈效果差、对微生物腐蚀防护效果差等缺陷，能够有效解决锅炉机组彩钢板部位所面临的点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、微生物腐蚀等典型腐蚀问题，具有较好的防水密封性、长期使用不变质，并且具备较强的防锈转锈功能，同时可有效杀灭铁细菌、硫杆菌、硫酸盐还原菌等微生物从而防止微生物腐蚀，可以广泛适用于酸性或碱性环境，具有显著的经济效益。本专利技术提供的具体技术方案如下：第一方面，本专利技术提供的一种弹性防腐黏结剂包括如下质量百分比的原材料：基体聚合物42～47％、线性聚丙烯醚多元醇4～8％、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷1～3％、乙烯基三甲氧基硅烷1～3％、气相二氧化硅10～14％、纳米补强粉20～24％、颜料3～7％、催化剂0.8～1.2％、抗氧剂1.3～1.7％、紫外吸收剂1.3～1.7％和金属缓蚀添加剂1～3％。可选的，所述金属缓蚀添加剂包括质量分数比为2:1:1的铁锈转化剂、聚苯胺和金属缓蚀剂，其中，所述聚苯胺为本征态聚苯胺和二次掺杂态聚苯胺的混合物。可选的，所述铁锈转化剂为多聚磷酸-单宁酸型铁锈转化剂，所述多聚磷酸-单宁酸型铁锈转化剂包括如下质量百分比的原材料：多聚磷酸45％、单宁酸1％、乌洛托品1％、羟基聚醚10％。可选的，所述金属缓蚀剂为复配型金属缓蚀剂，所述复配型金属缓蚀剂包括质量分数比为1:3:4:3:2.5:2的钨酸钠、硫酸锌、硫脲、葡萄糖酸钙、多聚磷酸钠、聚天冬胺酸和硅酸钠。可选的，所述基体聚合物包括硅烷改性聚醚树脂和聚脲改性硅烷基聚醚树脂，其中，所述硅烷改性聚醚树脂为甲基二甲氧基硅烷封端聚醚树脂或三甲氧基硅烷封端聚醚树脂中的至少一种。可选的，所述聚脲改性硅烷基聚醚树脂中含有脲键与醚键，其中，脲键与醚键的引入为脱水且氢化MDI反应后的端仲氨基聚醚和端伯氨基聚醚通过与N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、正丁胺基丙基三甲氧基硅烷反应。可选的，所述聚脲改性硅烷基聚醚树脂包括如下质量百分比的原料：氢化MDI17～23％、端仲胺基聚醚36～67％、端伯胺基聚醚2～39％、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5～4.5％、正丁胺基丙基三甲氧基硅烷3.5～8％。另一方面，本专利技术还提供一种制备上述的适用于全环境的弹性防腐黏结剂的方法，所述方法包括：(1)将基体聚合物、纳米补强粉、气相二氧化硅计量后加入空的行星搅拌釜中，开启行星搅拌电机及高速搅拌电机，分别调速至10～20rpm及500～800rpm，持续搅拌直至粉体材料完全润湿；(2)将行星搅拌电机及高速搅拌电机分别调速至30～40rpm及1000～1200rpm，高速搅拌1～1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于全环境的弹性防腐黏结剂，其特征在于，所述弹性防腐黏结剂包括如下质量百分比的原材料：基体聚合物42～47％、线性聚丙烯醚多元醇4～8％、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷1～3％、乙烯基三甲氧基硅烷1～3％、气相二氧化硅10～14％、纳米补强粉20～24％、颜料3～7％、催化剂0.8～1.2％、抗氧剂1.3～1.7％、紫外吸收剂1.3～1.7％和金属缓蚀添加剂1～3％。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于全环境的弹性防腐黏结剂，其特征在于，所述弹性防腐黏结剂包括如下质量百分比的原材料：基体聚合物42～47％、线性聚丙烯醚多元醇4～8％、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷1～3％、乙烯基三甲氧基硅烷1～3％、气相二氧化硅10～14％、纳米补强粉20～24％、颜料3～7％、催化剂0.8～1.2％、抗氧剂1.3～1.7％、紫外吸收剂1.3～1.7％和金属缓蚀添加剂1～3％。


2.根据权利要求1所述的弹性防腐黏结剂，其特征在于，所述金属缓蚀添加剂包括质量分数比为2:1:1的铁锈转化剂、聚苯胺和金属缓蚀剂，其中，所述聚苯胺为本征态聚苯胺和二次掺杂态聚苯胺的混合物。


3.根据权利要求2所述的弹性防腐黏结剂，其特征在于，所述铁锈转化剂为多聚磷酸-单宁酸型铁锈转化剂，所述多聚磷酸-单宁酸型铁锈转化剂包括如下质量百分比的原材料：多聚磷酸45％、单宁酸1％、乌洛托品1％、羟基聚醚10％。


4.根据权利要求2所述的弹性防腐黏结剂，其特征在于，所述金属缓蚀剂为复配型金属缓蚀剂，所述复配型金属缓蚀剂包括质量分数比为1:3:4:3:2.5:2的钨酸钠、硫酸锌、硫脲、葡萄糖酸钙、多聚磷酸钠、聚天冬胺酸和硅酸钠。


5.根据权利要求4所述的弹性防腐黏结剂，其特征在于，所述基体聚合物包括硅烷改性聚醚树脂和聚脲改性硅烷基聚醚树脂，其中，所述硅烷改性聚醚树脂为甲基二甲氧基硅烷封端聚醚树脂或三甲氧基硅烷封端聚醚树脂中的至少一种。


6.根据权利要求5所述的弹性防腐黏结剂，其特征在于，所述聚脲改性硅烷基聚醚树脂中含有脲键与醚键，其中，脲键与醚键的引入为脱水且氢化MDI反应后的端仲氨基聚醚和端伯氨基聚醚通过与N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、正丁胺基丙基三甲氧基硅烷反应。


7.根据权利要求6所述的弹性防腐黏结剂，其特征在于，所述聚脲改性硅烷基聚醚树脂包括如下质量百分比的原料：氢化MDI17～23％、端仲胺基聚醚36～67％、端伯胺基聚醚2～39％、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5～4.5％、正丁胺基丙基三甲氧基硅烷3.5～8％。


8.一种制备上述权利要求1～7任一项所述的适用于全环境的弹性防腐黏结剂的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)将基体聚合物、纳米补强粉、气相二氧化硅计量后加入空的行星搅拌釜中，开启行星搅拌电机及高速搅拌电机，分别调速至10～20rpm及500～800rpm，持续搅拌直至粉体材料完全润湿；
(2)将行星搅拌电机及高速搅拌电机分别调速至30～40rpm及1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小刚，李斌，
申请(专利权)人：青岛海弗莱安全科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37