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制備了適用于煤礦設(shè)備的防腐涂料，給出了涂料性能指標(biāo)，分析了阻燃機(jī)理、耐磨機(jī)理及耐腐蝕性能，實(shí)現(xiàn)了制備用原料的綠色化。該涂料具有耐磨、防腐、阻燃、絕緣等性能，具有廣泛的用途。

　　1概述150億元的財(cái)富因金屬腐蝕而化為灰燼。煤礦設(shè)備大多處在陰暗、潮濕及有煤塵、巖塵等工作環(huán)境中，金屬設(shè)備腐蝕尤為嚴(yán)重。為此，大家都在積極研究有效的防腐蝕涂料。而隨著家用電器、儀器儀表、工藝品、食品等行業(yè)的發(fā)展，聚苯乙烯泡沫塑料作為一次性包裝每年耗用量近百萬(wàn)噸，且無(wú)法回收，廢棄后既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境，且易燃，大量存放對(duì)安全造成威脅，焚燒又污染大氣。本研究是變廢為寶，探討了綠色防腐蝕技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的思路和方法，從根本上減少或消滅那些對(duì)人類健康或環(huán)境有害的物質(zhì)。利用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料改性后作為基料，加入塑劑、阻燃劑等材料，可做成透明的阻燃涂料。且成本低，對(duì)金屬及非金屬制品均適用，對(duì)現(xiàn)代家庭及公共場(chǎng)所的裝修既起到保留原始木材紋路等美化要求，又達(dá)到阻燃的目的，涂于木質(zhì)品上涂層可阻止或延緩火焰在物體表面燃燒。對(duì)于利用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料改性后制成涂料己有報(bào)道，但制成阻燃涂料還未見(jiàn)報(bào)道。該涂料性能優(yōu)異，涂層致密，耐磨，既起到屏蔽作用、鈍化緩蝕作用和電化學(xué)保護(hù)作用，又具有阻燃、抗靜電、絕緣、抗紫外線輻射等特點(diǎn)。該涂料的研制成功不僅降低了成本而且還減少了環(huán)境污染，克服了一些油漆易燃的缺點(diǎn)，易于運(yùn)輸儲(chǔ)存，符合環(huán)保和節(jié)能要求。應(yīng)用于礦用設(shè)備的表面安全防護(hù)具有良好的效果。

　　2實(shí)驗(yàn)部分2.1藥品與儀器三乙醇胺、二甲苯、氫氧化鋁、氫氧化鎂為化學(xué)純；松香、松香水、輕質(zhì)碳酸鈣為工業(yè)級(jí)。成套有機(jī)合成標(biāo)準(zhǔn)磨口玻璃儀器、攪拌器（B- 90型），檢測(cè)涂料性能的整套儀器。

　　2.2實(shí)驗(yàn)原料配比生產(chǎn)改性PS樹(shù)脂的原料配比見(jiàn)表1（表中為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

　　表1改性PS樹(shù)脂的原料配比％原料名稱比例松香三乙醇胺二甲苯松香水增塑劑A（自制）增塑劑B（自制）改性PS樹(shù)脂阻燃涂料的配比見(jiàn)表2（表中為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

　　3生產(chǎn)工藝過(guò)程2.3.1改性PS樹(shù)脂生產(chǎn)工藝按原料配比要求生產(chǎn)工藝過(guò)程：將廢舊聚苯乙烯（PS）泡沫塑料洗凈晾干后略做粉碎，再將粉碎的松香及PS順序溶解于二甲苯，得A組分。

　　表2改性PS樹(shù)脂阻燃涂料的配比％原料名稱比例改性PS樹(shù)脂包覆紅磷（含P20%）（自制）氫氧化鋁氫氧化鎂輕質(zhì)碳酸鈣將三乙醇胺和塑劑溶于松香水，得B組分。

　　即得改性PS樹(shù)脂。

　　2.3.2改性PS樹(shù)脂阻燃涂料生產(chǎn)工藝按原料配比要求生產(chǎn)工藝過(guò)程：邊攪拌邊將C組分加入PS樹(shù)脂中。加完C后繼續(xù)攪拌30m得D組分。

　　將D組分送入砂磨機(jī)中研磨至細(xì)度不大于40Lm，即得防腐阻燃涂料。

　　3結(jié)果與討論3.1廢舊聚苯乙烯（PS）泡塑料的改性聚苯乙烯是一種熱塑性樹(shù)脂，具有飽和的碳-碳惰性結(jié)構(gòu)，并帶有苯基，因此具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性能，耐酸、堿、鹽、油等，是一種優(yōu)良的防腐涂料基料，且光澤性好。無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味而有光澤，溶于芳香烴、氯代烴、脂肪族酮和酯等，具有優(yōu)良的電絕緣性。缺點(diǎn)是耐熱性低，機(jī)械強(qiáng)度小，易老化發(fā)脆，柔韌性和附著力差，所以應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行改性。選擇二甲苯及松香水作溶劑，并用兩種塑劑、松香及三乙醇胺作為復(fù)合改性劑改性后合成改性PS樹(shù)脂。

　　3.2涂膜的防腐機(jī)理涂料合成中加入一定量的Mg（OH）2和Al（OH）3，涂膜的抗腐蝕機(jī)理在于鎂和鋁化合物的電化學(xué)保護(hù)層的屏蔽作用，這是非常穩(wěn)定的抗腐蝕屏障，加上鋼鐵表面基體與涂膜中的MgAl化合物層的抗蝕性以及MgAl的陰極保護(hù)作用，這些因素綜合起來(lái)，就有力地減慢了涂層的腐蝕速度，并保證了整個(gè)涂層的抗蝕能力不受紫外線照射的影響，長(zhǎng)期暴曬不會(huì)起皮，涂層抗老化性好，具有優(yōu)異的耐濕熱、耐鹽霧性能。同時(shí)，涂料固化后快速達(dá)到金屬硬度，且與底層鋼鐵基體會(huì)合緊密，耐磨性好，受沖擊變形可仍附著于鋼鐵面不脫落，涂層抗沖擊性能優(yōu)異。

　　3.3涂膜的阻燃機(jī)理涂料中加入了包覆紅磷作阻燃劑，因?yàn)榧t磷受熱易被氧化生成氧化磷，在高聚物燃燒時(shí)有水生成的環(huán)境中，又迅速轉(zhuǎn)化為偏磷酸、磷酸和各種聚磷酸。生成的這種混磷酸，不僅覆蓋在被燃物的表面，形成隔膜，產(chǎn)生穩(wěn)定的液固相覆蓋層，起著屏蔽環(huán)境（空氣）的作用，而且由于混磷酸在較高溫度下，對(duì)高聚物有強(qiáng)烈的脫水炭化作用，易在被燃物表面形成穩(wěn)定的玻璃炭化層，更進(jìn)一步強(qiáng)了被燃物的阻燃效果。聚偏磷酸是一種不揮發(fā)的穩(wěn)定化合物，有很強(qiáng)的吸水性，能使聚合物表面碳化。由于碳化層的存在，對(duì)聚合物起封閉作用，以減少可燃性揮發(fā)成分的釋放，同時(shí)還具有吸熱作用，降低聚合物自身的溫度。因此具有優(yōu)良的阻燃效果。紅磷阻燃劑也是一種有效火焰抑制劑，在高聚物中燃燒時(shí)有氧化磷生成可以與火焰區(qū)域中氫原子結(jié)合，起到抑制火焰的作用。

　　這種混磷酸與鋼鐵表面的鐵銹成分：Ff23H2、FeOOHFeO比06（0只）2及FQ4xH2O生成螯合物復(fù)蓋在金屬表面，形成保護(hù)膜，又起到帶銹除銹防腐作用。

　　3.4防腐耐磨性能噴涂在煤礦上應(yīng)用范圍很廣。井下空氣潮濕，且還含有S2、H2SN2等腐蝕性氣體，鋼鐵腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重，該涂料可在空氣濕度大的環(huán)境中施工，且干燥快，防腐效果好，一般礦用涂刷防腐漆的方法進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)效果不好，不到1a表面就起泡，呈片狀脫落，1.5a左右整體銹蝕，采用該涂料噴涂可達(dá)到耐磨、防腐效果，防腐年限可達(dá)5以上。機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的磨損是一個(gè)重要的問(wèn)題，如煤洗選設(shè)備的共性問(wèn)題，處理煤、水兩項(xiàng)介質(zhì)腐蝕、磨損，省煤器的磨損等都較為嚴(yán)重。該涂料涂敷在部件表面形成一種防腐抗磨涂層，通過(guò)測(cè)試，涂層式樣固化24h后，分別放入15%NaOH溶液、3%HCl溶液及煤油中48h測(cè)得涂層拉伸剪切強(qiáng)度分別為10. 6.72MPa及9.56MPa在TKen（環(huán)-塊）實(shí)驗(yàn)機(jī)30N負(fù)荷、2.5m/s線速度條件下測(cè)得摩擦因數(shù)為0.15~ 0.20耐磨壽命為7~ 10km/Lm.金屬基體與涂層基體結(jié)合力較強(qiáng)，沖蝕、磨損時(shí)不易發(fā)生黏接失效，相對(duì)耐磨性較好。測(cè)試過(guò)程中涂層要均勻，不能有氣泡出現(xiàn)，保持涂層均勻平整。

　　4改性PS樹(shù)脂阻燃涂料性能指標(biāo)改性PS樹(shù)脂阻燃涂料性能指標(biāo)見(jiàn)表玉表3改性PS樹(shù)脂阻燃涂料的性能指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)外觀無(wú)色黏性流體目測(cè)法旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)干燥時(shí)間（25C，相對(duì)濕度50%）表干實(shí)干附著力（劃圈法）耐沖擊強(qiáng)度摩擦因數(shù)耐磨壽命mLm-1阻燃性（氧指數(shù)）不起泡不脫落注：摩擦因數(shù)、耐磨壽命是在TiKen（環(huán)-塊）實(shí)驗(yàn)機(jī)30N負(fù)荷、2.5m/s線速度條件下測(cè)得。

　　5結(jié)該涂料的研制是廢舊PS泡沫塑料回收利用的有效途徑，變廢為寶，生產(chǎn)成本低廉，制備工藝簡(jiǎn)單，原料易得，施工方便，可采用浸涂、噴涂和刷涂的方法，對(duì)人無(wú)害、存貯穩(wěn)定，運(yùn)輸安全，是一種值得推廣的綠色涂料。

　　該涂料干燥快，理化性能好，應(yīng)用范圍廣，可用于井下、建筑、船舶、橋梁等金屬制品的防腐，且絕緣、阻燃、抗靜電。對(duì)各種木料制品有較好的保護(hù)和裝飾作用，不改變材料的本色，其防火性能達(dá)到國(guó)家防火標(biāo)準(zhǔn)，阻燃、裝飾兼?zhèn)洹?/p>

　　耐酸、堿、鹽溶液、耐水、耐油等腐蝕，具有優(yōu)良的彈性、韌性和膨脹系數(shù)小、附著力強(qiáng)、堅(jiān)硬、耐磨和與其它涂料匹配性好等優(yōu)點(diǎn)。

　　該涂料用于煤洗選設(shè)備，具有較好的抗腐蝕和耐磨性能。用于省煤器設(shè)備，采用噴涂工藝，能夠保證涂層表面均勻、光滑、致密，在運(yùn)行中不會(huì)產(chǎn)生涂層脫落及省煤器積灰、堵灰現(xiàn)象，使省煤器部位煙氣速度分布均勻，有效地防止了煙氣走廊的產(chǎn)生，提高了省煤器的換熱性能，從根本上防止了省煤器的局部磨損。利用噴涂的方法解決煤礦中的設(shè)備表面防腐，機(jī)械零部件的表面強(qiáng)化和易損失效。涂飾方法簡(jiǎn)單易行，在煤炭行業(yè)防腐中應(yīng)用前景廣闊。