一種耐候抗沖擊防腐蝕涂料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及涂料技術領域，尤其涉及一種耐候抗沖擊防腐蝕涂料。
【背景技術】
[0002]防腐涂料一般分為常規防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一種涂料，目前已被應用于新興海洋工程、現代交通運輸、能源工業、大型工業企業、市政設施等方面。
[0003]防腐涂料的成膜物質在腐蝕介質中具有化學穩定性，其標準與成膜物質的組成和化學結構有關，主要是看它在干膜條件下是否易與腐蝕介質發生反應或在介質中分解成小分子。環氧樹脂固化后具有良好的物理、化學性能，對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，介電性能良好，變形收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩定，因而被廣泛應用于金屬防腐蝕涂料的成膜物質。隨著涂料水性化的發展，水性環氧樹脂的研究越來越受到重視，但是由于環氧樹脂分子結構中含有大量的苯環使涂膜的柔韌性和抗沖擊性能較差，再加上耐候性和防腐蝕性能不是很理想，限制了水性環氧樹脂防腐蝕涂料的應用。
【發明內容】
[0004]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種耐候抗沖擊防腐蝕涂料，其耐水性和耐候性好，防腐蝕性能和抗沖擊性能優異，使用壽命長。
[0005]本發明提出的一種耐候抗沖擊防腐蝕涂料，其原料按重量份包括以下組分:聚氨酯-環氧樹脂復合乳液100份、氟碳乳液3-10份、聚四氟乙烯乳液2-10份、聚酰亞胺1-5份、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物1-2.5份、納米氧化鋅3-8份、磷酸鋅2-10份、水性聚苯胺5-15份、聚磷酸鋁2-10份、酸化碳納米管3-12份、含環氧基的硅烷偶聯劑1_2.5份、導電硫酸鋇1-5份、納米氮化鋁3-10份、納米氮化硼1-5份、氧化鉍0.5-3份、改性云母粉5-12份、金紅石型鈦白粉3-10份、消泡劑0.2-1份、纖維素納米晶須1-3.5份、丙二醇
3-10份、成膜助劑3-10份、去離子水30-50份。
[0006]優選地，其原料中，聚氨酯-環氧樹脂復合乳液、氟碳乳液、聚四氟乙烯乳液的重量比為 100:5-9:4-8。
[0007]優選地，其原料中，納米氧化鋅、磷酸鋅、水性聚苯胺、聚磷酸鋁的重量比為4-7:
4-10:8-13:4-9。
[0008]優選地，其原料按重量份包括以下組分:聚氨酯-環氧樹脂復合乳液100份、氟碳乳液6-7份、聚四氟乙烯乳液5-8份、聚酰亞胺2.8-3.5份、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物1.8-2.2份、納米氧化鋅5-7份、磷酸鋅6-8份、水性聚苯胺10_12份、聚磷酸鋁6_7份、酸化碳納米管6-10份、含環氧基的硅烷偶聯劑1.6-2份、導電硫酸鋇3.2-4份、納米氮化鋁5.3-7份、納米氮化硼3.2-3.8份、氧化鉍1.4_2份、改性云母粉8_10份、金紅石型鈦白粉6-9份、消泡劑0.4-0.7份、纖維素納米晶須2.5-3份、丙二醇6_8份、成膜助劑5.8-6.3份、去離子水40-46份。
[0009]優選地，其原料按重量份包括以下組分:聚氨酯-環氧樹脂復合乳液100份、氟碳乳液6.6份、聚四氟乙烯乳液7份、聚酰亞胺3.2份、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物2份、納米氧化鋅6.4份、磷酸鋅7.3份、水性聚苯胺11份、聚磷酸鋁6.2份、酸化碳納米管8份、含環氧基的硅烷偶聯劑1.9份、導電硫酸鋇3.5份、納米氮化鋁6份、納米氮化硼3.6份、氧化鉍1.8份、改性云母粉9份、金紅石型鈦白粉7份、消泡劑0.6份、纖維素納米晶須
2.8份、丙二醇7.3份、成膜助劑6份、去離子水42份。
[0010]優選地，所述聚氨酯-環氧樹脂復合乳液按照以下工藝進行制備:按重量份將30-50份雙酚A型環氧樹脂加入25-50份N-甲基吡咯烷酮和15-20份丙酮的混合液中，攪拌均勻后加入5-15份N，N- 二甲基環己胺，在65-70°C下反應3_6h，反應結束后降溫獲得開環環氧樹脂；按摩爾份將4-10份環己烷-1，4-二異氰酸酯和1-2份聚四亞甲基醚二醇加入反應裝置中，在60-70°C下反應60-180min，然后加入0.5-2份1，4- 丁二醇和0.3-1份二羥甲基丙酸，反應50-80min，然后加入0.3-1.5份丁酮肟，反應20_30min，然后加入1.2-2份開環環氧樹脂，反應50-120min，降溫至35°C以下后調節pH至中性，然后在7500-8000r/min的轉速下加水分散得到所述聚氨酯-環氧樹脂復合乳液。
[0011]優選地，所述聚氨酯-環氧樹脂復合乳液按照以下工藝進行制備:按重量份將40份雙酚A型環氧樹脂加入38份N-甲基吡咯烷酮和18份丙酮的混合液中，攪拌均勻后加入12份N，N- 二甲基環己胺，在68°C下反應5h，反應結束后降溫獲得開環環氧樹脂；按摩爾份將8份環己烷-1，4- 二異氰酸酯和1.3份聚四亞甲基醚二醇加入反應裝置中，在67°C下反應120min，然后加入1.6份1，4- 丁二醇和0.7份二羥甲基丙酸，反應60min，然后加入1.2份丁酮肟，反應25min，然后加入1.6份開環環氧樹脂，反應lOOmin，降溫至35°C以下后調節pH至中性，然后在7800r/min的轉速下加水分散得到所述聚氨酯-環氧樹脂復合乳液；在聚氨酯-環氧樹脂復合乳液的制備過程中，首先，N，N- 二甲基環己胺對環氧樹脂進行開環，將環氧基轉換成羥基，然后用丁酮肟對聚氨酯預聚體的端-NCO基進行部分封閉，然后與開環的環氧樹脂接枝，將環氧樹脂與聚氨酯結合為一體，得到的聚氨酯-環氧樹脂復合乳液環氧樹脂的含量高，乳液的穩定性好，用作涂料的成膜物質，大幅度的提高了涂膜的防腐蝕性能。
[0012]優選地，所述含環氧基的硅烷偶聯劑為硅烷偶聯劑KH-560。
[0013]優選地，所述納米氧化鋅的平均粒徑為10-25nm ;所述納米氮化鋁的平均粒徑為20-40nm ;所述納米氮化硼的平均粒徑為25_50nm。
[0014]優選地，所述成膜助劑為醇酯十二、二丙酮醇、乙二醇苯醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇特丁醚中的一種或者多種的混合物。
[0015]本發明中所述耐候抗沖擊防腐蝕涂料可以按照常規的涂料制備工藝制備而成。
[0016]本發明中，選擇了聚氨酯-環氧樹脂復合乳液作為主要的成膜物質，其兼具了聚氨酯優良的柔韌性、附著力和環氧樹脂的高模量、低固化收縮率以及優異的耐酸堿性，改善了單純的環氧樹脂柔韌性和抗沖擊性能差的缺陷，賦予涂膜優異的耐腐蝕性、抗沖擊性和高的附著力；配合添加了氟碳乳液、聚四氟乙烯乳液作為輔助成膜物質，賦予涂膜優異的耐水性和耐候性，但是會降低涂膜的強度，配合加入了聚酰亞胺克服了氟碳乳液和聚四氟乙烯乳液熔體黏度大的弊端，同時賦予涂料優異的剛性、硬度和抗蠕變性，提高了涂膜與底材的附著力，配合加入的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物能改善聚氨酯-環氧樹脂復合乳液、氟碳乳液、聚四氟乙烯乳液、聚酰亞胺的相容性，提高界面結合力，進一步改善了涂膜的耐腐蝕性、耐候性、耐水性和強度；水性聚苯胺的氧化還原電位高于鐵的氧化還原電位，若鋼鐵的表面發生氧化，在鋼鐵表面與聚苯胺之間會形成一層致密金屬氧化膜，使鐵的電極電位處于鈍化區，防止了鋼鐵的進一步腐蝕，與納米氧化鋅、磷酸鋅、聚磷酸鋁協同作用，進一步提高了涂膜的防腐蝕性能；選用酸化碳納米管、導電硫酸鋇、納米氮化鋁、納米氮化硼、氧化鉍、改性云母粉、金紅石型鈦白粉配合加入涂料中，可以起到骨架的作用，防止涂料流掛和涂料龜裂，并提高涂膜的耐水性、耐磨性、耐久性、抗紫外線性能和涂刷性，同時提高了涂料的導電導熱性；另外，纖維素納米晶須加入體系中提高了涂膜的疏水性，改善了涂膜的耐水性和耐腐蝕性。
[0017]對本發明所述耐候抗沖擊防腐蝕涂料進行性能檢測，其耐5%硫酸溶液可達到15d以上，耐3% NaCl溶液可達16d以上，耐5% NaOH溶液可達35d以上。
【具體實施方式】
[0018]在具體實施例中，本發明提出的一種耐候抗沖擊防腐蝕涂料，其原料中，聚氨酯-環氧樹脂復合乳液的重量份可以為100份；氟碳乳液的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、8、9、9.3、10份;聚四氟乙烯乳液的重量份可以為2、3、4、5、6、6.3、7、8、9、9.4、10份;聚酰亞胺的重量份可以為1、1.3,1.8、2、2.3,2.8、3、3.4、4、4.6、5份；四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物的重量份可以為1、1.3,1.5,1.8、2、2.1,2.3,2.4,2.46,2.5份；納米氧化鋅的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、7.5、8份;磷酸鋅的重量份可以為2、3、4、5、6、6.3、7、8、8.5、9,9.6、10 份;水性聚苯胺的重量份可以為 5、6、7、8、9、9.3,10,10.3、11、11.3,12,12.6、13、13.4、14、14.6、15份；聚磷酸鋁的重量份可以為2、3、4、5、6、6.3、7、8、9.3、10份；酸化碳納米管的重量份可以為3、4、5、6、7、8、8.5、9、9.3,10,10.6、11、11.3、12份；含環氧基的硅烷偶聯劑的重量份可以為1、1.2、1.5、1.8、2、2.1,2.3、2.38、2.4、2.5份；導電硫酸鋇的重量份可以為1、1.3,1.8、2、2.5、3、3.4,3.8、4、4.6、5份；納米氮化鋁的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、8、8.5、9、9.4、10 份；納米氮化硼的重量份可以為 Ul.2,1.8、2、2.3,2.7、3、3.6、4、
4.5、5份；氧化鉍的重量份可以為0.5,0.8,Ul.3、1.8、2、2.3、2.7、3份；改性云母粉的重量份可以為5、6、7、8、9、9.3,10,10.3、11、11.6、12份；金紅石型鈦白粉的重量份可以為3、4、
5、6、6.3、7、8、8.5、9、9.6、10 份;消泡劑的重量份可以為 0.2,0.3,0.5,0.8,0.9、I 份；纖維素納米晶須的重量份可以為1、1.3、1.5、1.8、2、2.1、2.6、2.8、3、3.4、3.5份；丙二醇的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、8、8.5、9、9.3、10份；成膜助劑的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、8、8.5、9、9.4、10 份;去離子水的重量份可以為 30、32、35、38、39、39.3、42、46、48、48.6、50份。
[0019]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0020]實施例1
[0021]本發明提出的一種耐候抗沖擊防腐蝕涂料，其原料按重量份包括以下組分:聚氨酯-環氧樹脂復合乳液100份、氟碳乳液3份、聚四氟乙烯乳液10份、聚酰亞胺I份、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物2.5份、納米氧化鋅3份、磷酸鋅10份、水性聚苯胺15份、聚磷酸鋁2份、酸化碳納米管12份、含環氧基的硅烷偶聯劑I份、導電硫酸鋇5份、納米氮化鋁3份、納米氮化硼5份、氧化鉍0.5份、改性云母粉12份、金紅石型鈦白粉3份、消泡劑I份、纖維素納米晶須I份、丙二醇10份、成膜助劑3份、去離子水50份。
[0022]實施例2
[0023]本發明提出的一種耐候抗沖擊防腐蝕涂料，其原料按重量份包括以下組分:聚氨酯-環氧樹脂復合乳液100份、氟碳乳液10份、聚四氟乙烯乳液2份、聚酰亞胺5份、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物I份、納米氧化鋅8份、磷酸鋅2份、水性