本發(fā)明屬于涂料制備，尤其涉及一種用于熱軋無縫鋼管的導(dǎo)板涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、無縫鋼管是指通過熱軋、冷拔或擠壓等工藝制成的，沒有焊縫的鋼管。這種鋼管在制造過程中，通過穿孔、軋制、定徑、減徑等步驟，直接由實(shí)心圓鋼坯加工而成，因此具有更高的強(qiáng)度和更好的承壓能力。無縫鋼管的制造過程中使用的穿孔機(jī)是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，穿孔機(jī)的主要作用是將實(shí)心的鋼坯料穿軋成空心的毛管，而導(dǎo)板是穿孔機(jī)上的一個(gè)重要部件，導(dǎo)板的主要作用包括：引導(dǎo)管坯沿著正確的方向進(jìn)入軋輥，確保管坯在穿孔過程中的穩(wěn)定性和精度；在穿孔過程中，導(dǎo)板有助于限制管坯的橫向變形，增加孔型的封閉性，從而保證毛管的壁厚均勻和尺寸精度；導(dǎo)板需要承受高溫的紅熱鋼坯的沖擊、巨大的壓應(yīng)力下的滑動(dòng)摩擦以及冷卻水的激冷作用，因此導(dǎo)板的材料需要具備耐高溫、耐沖擊、耐磨和耐激冷激熱的性能。在無縫鋼管的生產(chǎn)過程中，導(dǎo)板涂料的使用可以減少軋輥和鋼管之間的直接接觸，這樣可以降低軋制力，減少工具的磨損，延長軋輥的使用壽命。導(dǎo)板涂料通常具有優(yōu)異的耐磨性、耐高溫性能和一定的自潤滑性，這些特性使得它能夠在高溫和高壓的工作環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能。

2、耐熱涂料的發(fā)展總共分為兩個(gè)時(shí)期，一個(gè)是無機(jī)耐熱涂料，另一個(gè)則是有機(jī)耐熱涂料，無機(jī)的耐高溫涂料通常是以硅溶膠或者硅酸鹽作為基料，向其中加入金屬粉末或金屬鹽類，如鋅或鋁鋅鹽等作為顏填料。有機(jī)耐高溫涂料的基料主要為分子量較高的有機(jī)樹脂，但有機(jī)樹脂的耐熱溫度有限，因此通常向其中加入一些具有耐熱功能的顏填料和助劑，從而制備出有機(jī)的耐高溫涂料。而有機(jī)硅涂料在耐高溫涂料中使用最為常見，由于有機(jī)硅涂料在耐熱性、耐候性、耐水性及絕緣性方面表現(xiàn)優(yōu)良，所以有機(jī)硅涂料在高溫防護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。但有機(jī)硅耐高溫涂料也存在以下缺點(diǎn)：純的硅樹脂的附著力較差，且高溫下涂層機(jī)械強(qiáng)度差，如強(qiáng)度、韌性和耐磨性會(huì)隨溫度升高而下降。因此為解決有機(jī)硅樹脂存在的性能缺陷，有必要對(duì)其成分進(jìn)行改性，制備一種用于熱軋無縫鋼管的導(dǎo)板涂料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明通過改性后的玄武巖纖維表面負(fù)載了摻鑭雜多酸的納米poss微球?qū)崿F(xiàn)了改性玄武巖纖維布與涂料其他組分間物理互鎖和化學(xué)鍵鏈接，涂料具有耐高溫、耐沖擊、耐磨和耐冷熱循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了如下技術(shù)方案：第一方面，本發(fā)明公開了一種用于熱軋無縫鋼管的導(dǎo)板涂料，包括如下重量份的組分：耐高溫有機(jī)硅樹脂30-60份、硅烷偶聯(lián)劑10-20份、改性玄武巖纖維3-20份、羧甲基纖維素鈉3-10份、分散劑0.5-5份、乙醇50-80份；

3、進(jìn)一步地，所述改性玄武巖纖維通過以下步驟制備：

4、s1、將1mol/l硫酸和1mol/l硝酸按照1：8-10的體積比配置混酸溶液，向所述混酸溶液中加入非離子表面活性劑和水溶性樹脂，再加入鉬酸鈉和硝酸鑭按照1：0.05-0.3的混合金屬鹽，進(jìn)行高速分散；

5、s2、向分散后的溶液中加入八氨基poss，繼續(xù)經(jīng)過高速分散后，在冰水浴下，緩慢滴加1mol/l磷酸，直至不再繼續(xù)產(chǎn)生沉淀，將生成的沉淀過濾、去離子水洗滌和干燥，得到負(fù)載摻鑭雜多酸的納米poss微球；

6、s3、將玄武巖纖維通過80℃的真空烘箱干燥2-3h，然后在1mol/l的1,4,5,8-四羥基蒽醌的乙醇溶液中浸泡2-3h，取出后烘干待用；

7、s4、將烘干后的玄武巖纖維浸泡在2mol/l的氫氧化鈉的乙醇溶液中，加入所述負(fù)載摻鑭雜多酸的納米poss微球，以300-500w的功率超聲處理10-50min，干燥后得到所述改性玄武巖纖維。

8、進(jìn)一步地，所述混酸溶液、非離子表面活性劑、水溶性樹脂和混合金屬鹽的質(zhì)量比為100：1-3：5-10：0.5-2。

9、進(jìn)一步地，所述非離子表面活性劑為烯丙基聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基醇聚氧乙烯醚、司盤60、司盤80、吐溫40、吐溫60和吐溫80中的一種或多種的組合，優(yōu)選為辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基醇聚氧乙烯醚、司盤60和司盤80的組合。

10、進(jìn)一步地，所述耐高溫有機(jī)硅樹脂為甲基mq硅樹脂、甲基乙烯基mq硅樹脂、乙烯基苯基mq硅樹脂、環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂、聚酯改性有機(jī)硅樹脂和氟硅樹脂中的一種或多種的組合，優(yōu)選為乙烯基苯基mq硅樹脂、環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂和氟硅樹脂的組合。

11、進(jìn)一步地，所述硅烷偶聯(lián)劑為kh151、kh171、kh550、kh560、kh570、kh580、kh602、kh792、ydh701和ydh702中的一種或多種的組合，優(yōu)選為kh560、kh602和ydh701的組合。

12、進(jìn)一步地，所述分散劑為hh2800、hh2017b、dispex?aa4040、dispex?aa4140、dispex?pa4550和dispex?pa4560中的一種或多種的組合，優(yōu)選為hh2800、dispex?aa4040、dispex?aa4140和dispex?pa4550的組合。

13、進(jìn)一步地，所述水溶性樹脂為聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羥乙酯中的一種或多種的組合，優(yōu)選為聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羥乙酯的組合。

14、進(jìn)一步地，所述步驟s4中負(fù)載摻鑭雜多酸的納米poss微球的投料量為氫氧化鈉的乙醇溶液質(zhì)量的3-8％。

15、進(jìn)一步地，所述步驟s1和s2中高速分散的轉(zhuǎn)速為1000-4000rpm，時(shí)間為20-50min。

16、第二方面，本發(fā)明還公開了一種用于熱軋無縫鋼管的導(dǎo)板涂料的制備方法，其步驟包括：將分散劑和耐高溫有機(jī)硅樹脂加入到乙醇中，通過高速剪切進(jìn)行分散，再加入硅烷偶聯(lián)劑、改性玄武巖纖維和羧甲基纖維素鈉，攪拌分散，得到所述導(dǎo)板涂料。

17、本發(fā)明的有益效果是：

18、(1)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了改性玄武巖纖維布與涂料其他組分間物理互鎖和化學(xué)鍵鏈接，改性后的玄武巖纖維表面負(fù)載了摻鑭雜多酸的納米poss微球，poss微球的納米結(jié)構(gòu)與涂料中的其他組分形成物理糾纏，增加涂料的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，1,4,5,8-四羥基蒽醌能夠與硅烷偶聯(lián)劑、耐高溫有機(jī)硅樹脂等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵和三維結(jié)構(gòu)，使涂料具有耐高溫、耐沖擊、耐磨和耐冷熱循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，使得涂料適用于熱軋無縫鋼管的導(dǎo)板的工作環(huán)境；

19、(2)本發(fā)明首先對(duì)磷鉬雜多酸進(jìn)行鑭摻雜，通過鑭摻雜增加雜多酸的熱穩(wěn)定性，在將摻鑭的磷鉬雜多酸和納米poss微球通過一步沉淀制成，在此過程中含有缺陷空位的磷鉬雜多酸能夠被穩(wěn)定束縛在納米poss微球表面，poss微球表面的硅氧烷基團(tuán)和氨基可以與雜多酸發(fā)生相互作用，形成化學(xué)鍵或物理吸附，使得雜多酸在納米poss微球表面的分布更加均勻和穩(wěn)定，納米poss微球的骨架結(jié)構(gòu)為雜多酸提供了支撐和保護(hù)，防止涂料在使用過程中團(tuán)聚或流失，poss基團(tuán)本身具有耐高溫、耐磨、耐溫變的性質(zhì)，通過鑭的摻雜和雜多酸的負(fù)載，納米poss微球的性能得到了進(jìn)一步強(qiáng)化；

20、(3)本發(fā)明將玄武巖纖維浸泡在1,4,5,8-四羥基蒽醌的乙醇溶液中時(shí)，使得1,4,5,8-四羥基蒽醌分子能夠通過物理吸附或化學(xué)鍵合的方式附著在玄武巖纖維表面，在烘干過程中，乙醇揮發(fā)使1,4,5,8-四羥基蒽醌暴露更多活性位點(diǎn)，這些活性位點(diǎn)能夠與后續(xù)加入的納米poss微球發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，增加兩者之間的結(jié)合力，poss基上的氨基與1,4,5,8-四羥基蒽醌的活性羥基反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，使得納米poss微球在玄武巖纖維表面的負(fù)載更加牢固；

21、(4)1,4,5,8-四羥基蒽醌的醌基作為親電中心，既可以與活潑基團(tuán)結(jié)合，形成新的化學(xué)鍵，又可以與硅烷偶聯(lián)劑、耐高溫有機(jī)硅樹脂產(chǎn)生偶聯(lián)或聚合反應(yīng)從而在涂料體系中形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，增加涂料的交聯(lián)密度和整體性，提高了涂料在導(dǎo)板上的附著力，三維結(jié)構(gòu)可以更好地承受外力作用，提高涂料的強(qiáng)度、韌性和耐磨性，高溫條件下，有利于1,4,5,8-四羥基蒽醌與其他組分之間的反應(yīng)進(jìn)行，同時(shí)高溫條件和鑭元素、磷鉬雜多酸的催化性質(zhì)可進(jìn)一步促進(jìn)涂料的固化和交聯(lián)，提高涂料的性能穩(wěn)定性和力學(xué)性能。