本發(fā)明屬于化學(xué)處理劑領(lǐng)域，特別涉及一種鋼材表面復(fù)合型防腐液及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵每年因化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的五分之一。鋼材防腐除了采用鍍鉻、噴鋅、噴鋁及磷化處理等方法外，防腐涂料已成為鋼材防腐的重要方法。
聚環(huán)氧、聚氨酯、聚丙烯酸、氯化橡膠、有機(jī)氟樹脂及高耐蝕性的不飽和聚酯樹脂等是目前應(yīng)用最多的有機(jī)防腐材料，上述材料存在不耐高溫如環(huán)氧樹脂，不耐酸堿如聚氨酯、聚丙烯酸、不飽和聚酯樹脂，價(jià)格高如有機(jī)氟樹脂等因素，限制了其應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種鋼材表面復(fù)合型防腐液的制備方法。該方法以醛、酚、異氰酸酯單體及有機(jī)硅等為起始原料，混合反應(yīng)時(shí)，酚醛樹脂中的酚羥基、有機(jī)硅的硅羥基與聚氨酯的異氰酸基團(tuán)反應(yīng)，在固化溫度下(200-400度)交聯(lián)脫水形成的聚醚鍵，不僅提高了有機(jī)膜的致密性、耐酸堿性能及耐鹽腐蝕性能，還增強(qiáng)了耐溫性能，500度不分解。
本發(fā)明另一目的在于提供上述方法制備的鋼材表面復(fù)合型防腐液。
本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn):
一種鋼材表面復(fù)合型防腐液的制備方法，其主要是由有機(jī)硅原料、聚氨酯原料以及酚醛樹脂制備得到的，具體包括以下步驟：
(1)將聚氨酯原料加入到有機(jī)溶劑中，然后升溫至60～120℃攪拌反應(yīng)2～24h；
(2)待步驟(1)中反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，然后加入酚醛樹脂原料，升溫至60～120℃攪拌反應(yīng)2～24h；
(3)待步驟(2)中反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，然后加入有機(jī)硅原料，升溫至60～120℃攪拌反應(yīng)2～24h后即得到鋼材表面復(fù)合型防腐液。
將上述的復(fù)合型防腐液用有機(jī)溶劑進(jìn)一步稀釋后即可直接用于鋼材表面熱噴涂。
上述的反應(yīng)均是在惰性氣氛下反應(yīng)，優(yōu)選在氮?dú)鈿夥障路磻?yīng)。
步驟(1)中所用的有機(jī)溶劑可為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、叔丁醇、乙二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、丙三醇、丙酮、2-丁酮、甲基異丁酮、環(huán)己酮、苯乙酮、二丙醚、二異丙醚、乙二醇二甲醚、四氫呋喃、1,4-二氧六環(huán)、苯甲醚、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、乙酸叔丁酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。
步驟(1)中所述的聚氨酯原料為異氰酸酯原料、聚醚多元醇原料和聚酯多元醇原料中的至少兩種，且至少包括異氰酸酯原料。
優(yōu)選的，上述的異氰酸酯原料可為甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、3-異氰酸酯基亞甲基-3,5,5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、1,5-萘二異氰酸酯(NDI)、1,4-苯二異氰酸酯(PPDI)、1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯(CHDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯(TMHDI)、四甲基間二亞甲基苯基二異氰酸酯(TMXDI)、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(TODI)等中的至少一種。
更優(yōu)選的，上述的甲苯二異氰酸酯可為2,4-甲苯二異氰酸酯和2,6-甲苯二異氰酸酯中的至少一種；上述的二苯基甲烷二異氰酸酯可為2,2’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯中的至少一種；上述的苯二亞甲基二異氰酸酯可為間苯二亞甲基二異氰酸酯和對(duì)苯二亞甲基二異氰酸酯中的至少一種；上述的三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯可為2,2,4-三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯和2,4,4-三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯中的至少一種。
優(yōu)選的，上述的聚醚多元醇原料可為聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、乙二胺聚氧化丙烯四醇和聚氧化乙烯二醇中的至少一種。
更優(yōu)選的，上述的聚氧化丙烯二醇的分子量為400～4000；聚氧化丙烯三醇的分子量為400～4000；乙二胺聚氧化丙烯四醇的分子量為400～4000；聚氧化乙烯二醇的分子量為400～4000。
優(yōu)選的，上述的聚酯多元醇原料可為丁二酸聚酯二醇、戊二酸聚酯二醇、己二酸聚酯二醇、葵二酸聚酯二醇、鄰苯二甲酸聚酯二醇、間苯二甲酸聚酯二醇、對(duì)苯二甲酸聚酯二醇和聚碳酸酯二醇中的至少一種。
更優(yōu)選的，上述的丁二酸聚酯二醇的分子量為1000～4000；上述的戊二酸聚酯二醇的分子量為1000～4000；上述的己二酸聚酯二醇的分子量為1000～4000；上述的葵二酸聚酯二醇的分子量為1000～4000；上述的鄰苯二甲酸聚酯二醇的分子量為1000～4000；上述的間苯二甲酸聚酯二醇的分子量為1000～4000；上述的對(duì)苯二甲酸聚酯二醇的分子量為1000～4000；上述的聚碳酸酯二醇的分子量為400～4000。
步驟(2)中所述的酚醛樹脂原料包括酚類原料和醛類原料。
所述的酚類原料為苯酚、間二苯酚、對(duì)二苯酚、甲酚和二甲酚中的至少一種；所述的醛類原料為甲醛、多聚甲醛、乙醛和糠醛中的至少一種。
優(yōu)選的，上述酚醛樹脂原料中，酚類原料和醛類原料的質(zhì)量比為(1～4)：1。
步驟(3)中所述的有機(jī)硅原料為γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷)乙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基、甲基二甲氧基硅烷、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、(3-異氰基丙基)三乙氧基硅烷、3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酰腈、(2-氰乙基)三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、四丙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、(4-三氟甲基苯基)三乙氧基硅烷、五氟苯丙基三甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷、一氯甲基三甲氧基硅烷、環(huán)己基二甲氧基甲基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷等中的至少一種。
步驟(1)中的聚氨酯原料中，所用的異氰酸酯原料的質(zhì)量為步驟(2)中所用酚醛樹脂原料中酚類原料質(zhì)量的5～30％或所用的異氰酸酯原料的摩爾量為步驟(2)中所用酚醛樹脂原料中酚類原料摩爾量的1～3倍；所用的聚醚多元醇原料的質(zhì)量為步驟(2)中所用酚醛樹脂原料中的酚類原料質(zhì)量的5～30％或所用的聚醚多元醇原料的摩爾量為步驟(2)中所用酚醛樹脂原料中的酚類原料摩爾量的1～3倍；所用的聚酯多元醇原料的質(zhì)量為步驟(2)中所用酚醛樹脂原料中的酚類原料質(zhì)量的5～30％或所用的聚酯多元醇原料的摩爾量為步驟(2)中所用酚醛樹脂原料中的酚類原料摩爾量的1～3倍。
步驟(3)所用的有機(jī)硅原料的質(zhì)量為步驟(2)中所用酚醛樹脂原料中的酚類原料質(zhì)量的5～30％。
一種由上述方法制備得到的鋼材表面復(fù)合型防腐液。
本發(fā)明的機(jī)理為：
低聚的酚醛樹脂、聚氨酯及有機(jī)硅混合反應(yīng)時(shí)，酚醛樹脂中的酚羥基、有機(jī)硅的硅羥基與聚氨酯的異氰酸基團(tuán)反應(yīng)，在固化溫度下(200～400度)交聯(lián)脫水形成的聚醚鍵，不僅提高了有機(jī)膜的致密性、耐酸堿性能及耐鹽腐蝕性能，還增強(qiáng)了耐溫性能。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
本發(fā)明的鋼材表面復(fù)合型防腐液具有施工操作簡(jiǎn)單，環(huán)境友好、成本低等特點(diǎn)。鋼材表面經(jīng)熱噴涂后，可形成致密保護(hù)膜。鋼材表面保護(hù)層可在500度環(huán)境不變形，長(zhǎng)期在潮濕環(huán)境中不腐蝕，具有良好的抗氧化、防水等能力。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例中所用試劑如無特殊說明均可從市場(chǎng)常規(guī)購(gòu)得。
實(shí)施例1
常溫條件下500毫升干燥的三口圓底燒瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入30克丁二酸聚酯二醇(分子量2000)，以300毫升乙酸叔丁酯溶解后，加入10克甲苯二異氰酸酯，升溫至100℃回流反應(yīng)4小時(shí)；降至常溫，高速攪拌下加入30克間二苯酚，30克糠醛，升溫至110℃回流反應(yīng)8小時(shí)；降至常溫后，加入1克γ-氨丙基三乙氧基硅烷和10克乙烯基三甲氧基硅烷，升溫至110℃回流反應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，得到淡紅色復(fù)合型防腐液。
實(shí)施例2
常溫條件下500毫升干燥的三口圓底燒瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入90克聚氧化丙烯三醇(分子量2000)，以300毫升N，N-二甲基甲酰胺溶解后，加入30克1,5-萘二異氰酸酯，升溫至100度攪拌反應(yīng)8小時(shí)；降至常溫，高速攪拌下加入甲酚30克，多聚甲醛30克，升溫至100度反應(yīng)12小時(shí)；降至常溫后，加入1克3-氨基丙基三甲氧基硅烷和5g苯基三甲氧基硅烷，升溫至60度反應(yīng)3小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，得到淡黃色復(fù)合型防腐液。
上述復(fù)合型防腐液在實(shí)際使用時(shí)，鋼材表面經(jīng)潔凈處理后，以噴涂或刷涂方式即可進(jìn)行涂裝，在(200～400度)條件下可自行進(jìn)一步交聯(lián)固化為耐水、耐鹽、耐酸堿及耐高溫的致密保護(hù)層。實(shí)施例1和2中制備得到的防腐液的性能數(shù)據(jù)如下表1所示：
表1實(shí)施例1和2中制備得到的防腐液的性能數(shù)據(jù)
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。