基于高炉粉尘制备耐酸耐盐涂料与应用性能研究

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1、基于高炉粉尘制备耐酸耐盐涂料与应用性能研究庞洪昌宁棱玲’林源(大连理工大学化工学院材料化工系，大连116012)I．前言纯工厂牢酸腐蚀和盐腐蚀珏嘲是最常见、也是受到广泛关注的现象，特别是强酸腐蚀问题目前仍没有得到很好解决，每年设备保护的投入占有相当大比例。目前用作设备及管道保护的耐强酸涂料有过氯乙烯漆、沥青漆、苯乙烯涂料、环氧树脂漆、酚醛树脂漆等㈣。这些防腐傈护材料在酸腐蚀液或盐溶液孛浸泡时间长久或见光照射时便会使防腐性降低，更重要的是这些有机涂料成本高，因此价格比较高，难以适应人们大量使用的需求。从而无机增强体与高分子涂

2、料复配而成的新型涂料由于它们低廉的成本和优异的性髓得到了长足的发展。但是传统无机增强粉体的加工或合成过程带来的成本或能耗使得复合涂料也增加了成本。高炉粉尘是国内一些生产合金或金属材料等企业的副产品，一些大企业的日排放量在十几吨到几十吨规模，通常作为空气污染物进行收集和处理。最近通过对一些高炉粉尘进行粒度分析发现，这些粉尘粒度分布基本在纳米到几微米范围内，其中大部分在亚微米级范围，恰好适合涂料中无机增强体的颗粒尺寸要求。另外，将该粉尘经适当处理后发现具有耐硫酸、盐酸等强酸腐蚀及浓盐水腐蚀的功能。文献检索表明，用高炉粉尘制备特

3、种涂料的研究未见报道，本文讨论了用高炉粉尘与高分子基体材料复合反应制备新型耐强酸涂料的工艺与使用性能，研究结果既有应用价值，又有环保意义，并且符合当前循环经济和可持续发展国家战略。2．涂料制备以离炉粉尘为无机增强体吲制备耐酸耐盐涂料的工艺流程如图l所示，首先将高炉粉尘进行与处理，使其满足酸／盐钝化和亲油性要求；同时将高分子基体脚1与改性剂、催干促进剂进行复配，增强涂料的粘合力、耐水性和干燥速率。然后将处理好的高炉粉尘与复配的高分子基体在反应釜内完成复合反应，30min后反应完成，产品真空包装，密封保存即可。从而得到具有耐强

4、酸和盐的涂料。图1生产工艺流程使用前将金属表面进行除锈或磷化处理，然后将该涂料均匀涂刷于金属表面上；经自然干燥使其固化后便具有耐酸耐盐功能。该耐酸涂料通过网格测试法评定附着力为1级。3．耐腐蚀性能测试3．1耐酸性能测试将3片15*lOOmm的20#碳钢片表面进行磷化处理后，用合成出的耐酸涂料涂刷于碳钢片表面，经固化、干燥后进行称重；然后分别浸入到质量浓度为15％的硫酸和摩尔浓度为2mol／L的盐酸中，常温条件下连续浸泡30天；取出后用蒸馏水冲洗干净、干燥，然后再称重，发现3片碳钢片均没有溶解失重现象发生。具体测试结果见表1

5、。测试后挂片表面见图2。47表1：耐酸性能测试实例比较倒2矿碳钢酚醛肝氧有机硅外观完好锈蚀涂层全部脱落涂层龟裂，脱落增重△G％下图为=个实例挂片及204碳钢片、有机硅试片图2耐酸挂片照片注z1，2，3分别为=个实例挂片{4为棵20’碳钒挂片{5为有机硅挂片3．2耐盐性能测试将2片15'100mm的20#碳钢片表面进行磷化处理后，用合成出的耐酸涂料涂刷于碳钢片表面，经固化、干燥后进行称重；然后分别浸入到天然海水中，常温条件下连续浸泡60天；取出后用蒸馏水冲洗干净、真空干燥，然后再称重。测试结果见表2，测试后挂片表面见图3。观

6、察挂片表面发现2片碳铜片(a和b)均没有锈蚀现象发生。而酚醛／环氧涂料和醇酸树脂涂料(c和d)的挂片内部已经有海水浸润，发生了较为严重的锈蚀现象表2：耐盐测试结果实例比较例酚醛／环氧有机硅外观完好泺层部分脱离滁层部分脱离增重AG％下图为自制涂料、酚醛，环氧和有机硅涂料保护下209碳钢挂片表面照片图3耐盐挂片照片注a和b是自制溶料挂片，c是酚醛，环氧涂料挂片，d足有机硅浠抖址理的挂片4．成本分析与市场预测目前市场上通常用做涂料增强体的纳米粉价格昂贵，价位一般为6000-30000元／吨。而利用I)lk粉尘污染废物制备高性能耐

7、酸耐盐涂料，是从亚微米级以至于纳米级颗粒材料角度利用工业高炉粉尘废物，其价格也极为低廉，多在200～1000元／吨。因此本产品不仅性能优异，而且大大降低了产品成本，这样也使得纳米材料普及到工业涂料行业成为可能。当前国家立足于循环经济和可持续发展的战略目标，也必将十分重视这种技术成果。因此无论在产品的耐酸耐盐性能、市场竞争能力，还是产品市场价格等方面均表现出极大的竞争优势。5．结论采用工业高炉粉尘与高分子涂料复合反应制备出了耐酸耐盐性能优异的复合涂料。对复合涂料进行耐酸耐盐测试，结果表明这种复合涂料对酸和盐的耐腐蚀性能方面均

8、优于普通的耐酸和耐盐涂料。参考文献：l-ci觚gc11iJl_Lung，MChen—Chi，WuDai—Lin．Prep矗ation,characterizati。n，跹dpropeniesofnovolac-typephenolic／Si02Hybridorganic·inorganicnalloco