【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体废弃物资源化利用及功能高分子材料，具体涉及一种以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、环氧树脂作为一种重要的高分子材料，在涂料、粘合剂、电子材料等领域具有广泛应用。其优异的化学性能和机械性能，如耐磨、耐化学腐蚀、耐水、耐溶剂等，使得环氧树脂成为金属表面涂层的理想选择。然而环氧树脂在固化过程中会因为收缩或溶剂蒸发产生孔隙，使得环氧树脂/金属界面产生附着力劣化以及严重金属腐蚀。因此，如何提高环氧树脂涂层的屏蔽性和机械性能，以满足实际使用中的高性能需求，成为亟待解决的问题。
2、为了改善环氧树脂涂层的性能，研究者们进行了大量的尝试，其中，引入无机粒子可有效提高环氧树脂涂层的屏蔽性和机械性能以满足实际使用需求。研究表明，通过添加二氧化硅、氧化石墨烯等无机材料能够明显改善环氧树脂涂层，但这些材料常因为相容性不佳等问题导致实验重现性差。此外，引入的无机材料一般单价较高，合成工艺较难，致使涂层制备成本升高而难以推广应用。
3、针对现有的无机材料与环氧树脂的相容性不佳，导致实验结果的重现性差，难以保证涂层质量的稳定性，以及无机材料价格较高，合成工艺复杂，导致涂层制备成本增加，大规模工业应用受限的技术问题，急需找到一种新的环氧树脂防腐涂料，在保证涂层质量稳定性的同时，降低制造成本。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种以硫酸钙晶须为填料的环氧防腐涂料及其制备方法和应用，以解决现有的无机材料
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术公开了一种以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，包括：将硫酸钙晶须加入到乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂中，再加入环氧树脂和消泡剂、分散剂和防沉剂，搅拌分散后，加入固化剂和流平剂，搅拌均匀后，制得以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料。
4、优选地，硫酸钙晶须：乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂：环氧树脂：消泡剂：分散剂：防沉剂：固化剂：流平剂的质量比为(1-3)：(3-9)：(8～10)：(0.01-0.03)：(0.005-0.015)：(0.01-0.03)：(3-10)：(0.005-0.015)；乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂中，乙酸丁酯：正丁醇的质量比为1：1。
5、优选地，硫酸钙晶须为片状结构，长径比为10-100；硫酸钙晶须的添加量为环氧树脂质量的5％-30％。
6、优选地，环氧树脂为e-51、e-44和e-20中的至少一种；固化剂为聚酰胺和改性脂肪胺中的至少一种。
7、优选地，环氧树脂e-51：固化剂的质量比为10：(8-10)；环氧树脂e-44：固化剂的质量比为：10：(6-8)；环氧树脂e-20：固化剂的质量比为：10：(3-4)。
8、优选地，消泡剂为byk-141、byk-052或硅油消泡剂；分散剂为byk-110、byk-190或byk-9076；防沉剂为byk-410、f118或4330油性聚乙烯蜡；流平剂为byk-306、lgh-7499或byk-333。
9、优选地，硫酸钙晶须的制备方法，包括：将预处理的脱硫石膏加入到盐酸溶液中反应后，趁热过滤，待滤液降至室温时，得到过饱和析出晶体产物，经抽滤、洗涤和干燥，得硫酸钙晶须。
10、进一步优选地，将预处理的脱硫石膏加入到盐酸溶液中反应的条件为：在80-95℃反应2-6h；
11、预处理的脱硫石膏的制备方法，包括：将脱硫石膏用水分散搅拌后，经抽滤、高温干燥和研磨过筛，得到预处理的脱硫石膏。
12、进一步优选地，盐酸溶液的浓度为3-9mol/l；预处理的脱硫石膏：盐酸的质量比为1：(5-20)。
13、本专利技术还公开了一种以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料，采用上述制备方法制得。
14、本专利技术还公开了上述制备方法制得的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料在金属防腐中的应用，将以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料均匀涂敷在金属表面，通过阶梯式升温固化，制备防腐涂层；该防腐涂层的阻抗模量为1.8×109-3.81×1010ω·cm2，腐蚀电位为-0.31--0.14v；腐蚀速率为1.2×10-13-5.07×10-16a/cm2。
15、优选地，该防腐涂层的最佳阻抗模量为3.81×1010ω·cm2，最佳腐蚀电位为-0.14v；最佳腐蚀速率为5.07×10-16a/cm2。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、本专利技术公开了一种以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法。将硫酸钙晶须加入到乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂中，硫酸钙晶须作为一种无机填料，具有优异的物理和化学稳定性，能够增强涂料的机械强度和硬度。同时，乙酸丁酯和正丁醇作为混合溶剂，有助于硫酸钙晶须在涂料中的均匀分散，减少团聚现象，提高涂料的均匀性和流平性。再加入环氧树脂和消泡剂、分散剂和防沉剂；环氧树脂作为涂料的主要成膜物质，具有优良的粘附性、耐化学性和电绝缘性，将硫酸钙晶须与环氧树脂结合，可以进一步提升涂料的耐腐蚀性和耐磨性，同时保持涂层的柔韧性和附着力；消泡剂有助于提高涂层的平整度和美观度；分散剂促进硫酸钙晶须等填料在树脂体系中的均匀分散，防止团聚，确保涂料的稳定性和一致性；防沉剂防止涂料在静置时产生分层和沉淀，保证涂料的长期储存稳定性和使用效果。搅拌分散后，加入固化剂和流平剂，固化剂与环氧树脂发生化学反应，使涂料在涂布后能够迅速固化成膜，提高涂层的硬度和耐磨性，同时增强涂层的耐腐蚀性和耐候性；流平剂改善涂料的流平性，使涂层在干燥过程中能够自动流平，减少表面缺陷，提高涂层的光泽度和美观度。搅拌均匀后，制得以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料。硫酸钙晶须由于具有优异的物理化学性质而备受关注。与传统的粘土、石英粉和二氧化硅等无机填料相比，硫酸钙晶须具有高强度、高模量、和耐酸碱等特性，作为填料使用能够明显提升基体力学性能和耐腐蚀性能。此外，硫酸钙晶须具有显著地经济性，价格远低于氧化石墨烯、二氧化硅和氮化硼等无机材料。因此，成功掺入硫酸钙晶须对制备高性能防腐涂层以及降低制备成本具有重要意义。所制备的硫酸钙晶须具有光滑的表面、稳定的结构、可控的长径比和片状的形态，有利于增强环氧树脂基体的阻隔能力，适合于作为防腐填料。通过引入硫酸钙晶须可显著降低防腐涂层的制备成本、其次硫酸钙晶须主要从工业废弃石膏(磷石膏、氟石膏和脱硫石膏等)中获得，增加其应用也是解决和缓解环境污染的另一种途径。
18、进一步地，本专利技术还公开了制备硫酸钙晶须的主要步骤，硫酸钙晶须的制备方法，包括：将预处理的脱硫石膏加入到盐酸溶液中反应后，趁热过滤，待滤液降至室温时，得到过饱和析出晶体产物，经抽滤、洗涤和干燥，得硫酸钙晶须。这一办法所制备的硫酸钙晶须为一种片状、长径比为10-100的纤维材料，对腐蚀介质具有优良的屏蔽阻隔性。...
【技术保护点】
1.一种以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括：将硫酸钙晶须加入到乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂中超声分散，再加入环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、防沉剂和流平剂，最后搅拌均匀后，制得以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料。
2.根据权利要求1所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述硫酸钙晶须：乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂：环氧树脂：消泡剂：分散剂：防沉剂：固化剂：流平剂的质量比为(1-3)：(3-9)：(8～10)：(0.01-0.03)：(0.005-0.015)：(0.01-0.03)：(3-10)：(0.005-0.015)；所述乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂中，乙酸丁酯：正丁醇的质量比为1：1。
3.根据权利要求1所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述硫酸钙晶须为片状结构，长径比为10-100；所述硫酸钙晶须的添加量为环氧树脂质量的5％-30％。
4.根据权利要求1所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为E-51、E-4
5.根据权利要求1所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为BYK-141、BYK-052或硅油消泡剂；所述分散剂为BYK-110、BYK-190或BYK-9076；所述防沉剂为BYK-410、F118或4330油性聚乙烯蜡；所述流平剂为BYK-306、LGH-7499或BYK-333。
6.根据权利要求1所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述硫酸钙晶须的制备方法，包括：将预处理的脱硫石膏加入到盐酸溶液中反应后，趁热过滤，待滤液降至室温时，得到过饱和析出晶体产物，经抽滤、洗涤和干燥，得硫酸钙晶须。
7.根据权利要求6所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，将预处理的脱硫石膏加入到盐酸溶液中反应的条件为：在80-95℃反应2-6h；
8.根据权利要求6所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为3-9mol/L；所述预处理的脱硫石膏：盐酸的质量比为1：(5-20)。
9.一种以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述制备方法制得。
10.权利要求1-8任意一项所述制备方法制得的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料在金属防腐中的应用，其特征在于，将以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料均匀涂敷在金属表面，通过阶梯式升温固化，制备防腐涂层；该防腐涂层的阻抗模量为1.8×109-3.81×1010Ω·cm2，腐蚀电位为-0.31--0.14V；腐蚀速率为1.2×10-13-5.07×10-16A/cm2。
...【技术特征摘要】
1.一种以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括：将硫酸钙晶须加入到乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂中超声分散，再加入环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、防沉剂和流平剂，最后搅拌均匀后，制得以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料。
2.根据权利要求1所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述硫酸钙晶须：乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂：环氧树脂：消泡剂：分散剂：防沉剂：固化剂：流平剂的质量比为(1-3)：(3-9)：(8～10)：(0.01-0.03)：(0.005-0.015)：(0.01-0.03)：(3-10)：(0.005-0.015)；所述乙酸丁酯和正丁醇的混合溶剂中，乙酸丁酯：正丁醇的质量比为1：1。
3.根据权利要求1所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述硫酸钙晶须为片状结构，长径比为10-100；所述硫酸钙晶须的添加量为环氧树脂质量的5％-30％。
4.根据权利要求1所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为e-51、e-44和e-20中的至少一种；所述固化剂为聚酰胺和改性脂肪胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的以硫酸钙晶须为填料的环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为byk-141、byk-052或硅油消泡剂；所述分散剂为byk-110、byk-190或b...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘雷鹏，佘英飞，段远多，王语轩，陈晓飞，吴嘉诚，吕生华，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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