CN110172288B - 一种水下复合防腐涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水下涂装防腐涂层，属于防护工程领域，尤其适用于对引水压力钢管内壁、发电机组固定导叶、闸门等设施金属结构件以及消力池、溢流泄洪道、挑流鼻宽等混凝土结构设施进行带水维修、维护，并提供防腐抗冲磨双重防护。所述环氧纳米钛涂料包含环氧树脂、助剂、碾磨介质溶液、钛粉、水下环氧固化剂、触变剂。所述陶瓷树脂涂料包含柔性液体陶瓷树脂、稀释剂、面涂水下固化剂、触变剂。本发明采用了独特的水下纳米钛环氧防腐涂料与液体柔性抗冲磨陶瓷涂料结合的复合涂层，其复合是国内首创，其水下涂装的抗冲耐磨性、耐腐蚀性能远比现有技术优异。

Description

一种水下复合防腐涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水下涂装防腐涂层，属于防护工程领域，尤其适用于对引水压力钢管内壁、发电机组固定导叶、闸门等设施金属结构件以及消力池、溢流泄洪道、挑流鼻宽等混凝土结构设施进行带水维修、维护，并提供防腐抗冲磨双重防护。
背景技术
水工、海工、交通、军工等水下工程设施越来越多，例如水电厂压力引水钢管、固定导叶、水闸、消力池、水下管道、海上石油开采平台、桥梁水下桩基、承台等工程设施、因腐蚀、和水流高速冲击等破坏造成腐蚀、磨蚀、气蚀对设施造成的破坏损失非常巨大，很多工程设施因设施进行维修护需在水下或带水作业，采用排水、抽水、围堰等传统手段虽可以绕开带水或水下施工，但维护的及时性以及维护维修成本都非常高，开发一种能在水中涂装固化具有防腐兼具抗冲磨双重结构的复合涂层，对带水、水下运行设施能及时进行维修、维护，及时控制设施腐蚀及冲磨破坏，对提高设施运行安全，保障设施使用寿命、降低维修维护成本都具有重大的意义和实际需求。
80年代，各国都在致力于实用化的水中涂料研制与开发，据报道，英国国际无蚀涂料公司推出环氧一焦油型的水下工程防锈涂料，它不怕水，可直接在水中施工。涂层的化学稳定性、耐水性、疏水性和韧性均优良。
日本住友化学公司推出的环氧树脂一多胺固化体系，涂料迅速吸收底材表面的水，使涂层与底材紧密结合。固化过程中又逐渐将吸收的水份排除到涂层表面，保证涂层体系的完整性。
国内武汉水运工程学院开发的“双组份干湿两用底漆”寿命较原有涂料提高3-5倍，可在干燥、潮湿甚至水中施工。
上海海上救助打捞局委托上海涂料研究所研制的水中施工防腐涂料于1990年3月通过鉴定。该涂料经过多年试用，已经进入实用化阶段，其组成主要是环氧树脂一聚酸胺体系，涂料的技术关键是助剂和特定的施工机具。
国内青岛太平洋海洋工程有限公司开发的“一种低温环氧厚浆防腐涂料”使用我公司研制的1085水下环氧固化剂和长沙化工研究所生产的810潮湿型环氧固化剂混合配制的水下环氧防腐涂料，用1085固化剂有效解决一般环氧涂料水下涂装粘结强度急剧下降的难题，用810固化剂解决低温固化的问题，水下涂装取得较好效果。
国内中海油常州涂料研究院有限公司开发的水下环氧防腐涂料，通过丙烯酸单体对环氧树脂改性提升水下固化速度，以及界面润湿性能，通过对脂肪族多安以及间苯二甲胺的加成改性提升固化剂的耐水性能。
葡萄牙优龙公司生产的ES323型100份固含量的水下防腐涂料，该涂料在很多国家得以应用，产品应用的范围和业绩相对较多，
迄今以上产品都考虑针对水下设施构件进行带水、或水下涂装，解决及时控制腐蚀造成的病害扩大，为维修维护提高经济简便的方法，但都局限在腐蚀控制这一单一功能上，前期的成果主要采用我公司生产的1085水下环氧固化剂解决原来水下防腐涂料水下固结附着力强度低的难题，提升了水下涂料水下涂装性能和因附着力造成的防腐性能差的难题，中海油常州涂料研究院有限公司通过丙烯酸单体改性环氧树脂与固化剂进行迈克尔加成反应加快低温固化速度，并改善涂料润湿性提升涂装性能。
以上报导的水下环氧涂料基本上都是以环氧树脂为基料的，配制成无溶剂或高固体份的涂料，因采用传统的制备方法就交联密度、柔韧性、以及腐蚀控制的颜填料的局限，就水下以及潮差区等设施构件水下涂装性能、长期的耐腐蚀控制性能、长期的耐水性能、都有待提高，产品应用的局限性明显，未考虑高速水泥沙对构件腐蚀与抗磨蚀、抗气蚀的双重一体保护，
国内报导北京志盛威华化工有限公司研制的一种防腐耐温抗冲磨陶瓷涂料，该涂料采用-O-Si-O硅氧键无机溶液高温下离子化，在分子键嫁接高分子聚合物，成膜溶液中含有独特的分子链共聚成分的嫁接，在成膜过程中会引起交叉反应链形成聚合物涂层，在成膜溶液中加入粉料陶瓷氧化物进一步提升涂料的耐温、耐磨、隔热、以及防腐性能，但该涂料只适用于干燥条件下对金属材料的涂装保护，但水工、海工等设施的维护在大多数情况下都是在极度潮湿甚至水下进行维修维护，目前陶瓷涂料在潮湿和水下条件涂装附着力强度较低，不能满足水下涂装要求的防腐抗冲磨性能。
水电站引水压力钢管、固定导叶、溢流面、消力池等设施防腐与抗冲性能直接关系到电站的安全运行。因为水电站引水压力钢管、消力池、泄洪道受长期高压水流运行的影响，同时存在腐蚀、冲蚀、汽蚀、剥蚀等现象。采用单一的防腐蚀处理技术，不能满足高水头、大流速引水压力钢管、导叶以及混凝土等设施在潮湿面以及水下涂装的防腐与抗冲防护双重要求。
针对水下设施在腐蚀控制的基础上兼具抗冲磨、抗气蚀、空蚀双重保护的防腐抗冲磨涂料，特别是水下涂装使用的无溶剂纳米钛环氧重防腐涂料与柔性液体陶瓷防腐抗冲磨涂料组成双重结构防护的防腐抗冲磨涂料未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的是提供了一种水下涂装具有防腐兼抗冲磨双重性能的复合涂层及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种水下复合防腐涂层，包括底涂和面涂，所述底涂为环氧纳米钛涂料，所述面涂为陶瓷树脂涂料。
优选的，所述底涂的厚度为0.25-0.5mm，所述面涂的厚度为0.25-1.5mm。
优选的，所述环氧纳米钛涂料包含环氧树脂、助剂、碾磨介质溶液、钛粉、固化剂、触变剂。
所述环氧纳米钛涂料致密的涂层结构、纳米级片状结构，能有效的填充有机涂层中的微孔，阻止和延缓腐蚀介质的渗透，因而具有较高的抗渗强度以及良好的耐酸、碱、盐腐蚀性能，具有良好的自结性抗阻垢性能，可有效抵抗对金属基体(如钢管)的渗入腐蚀与电化学腐蚀。
优选的，所述碾磨介质溶液包含双酚F环氧树脂、聚丙二醇缩水甘油醚、硅烷偶联剂，按重量份计，双酚F环氧树脂：聚丙二醇缩水甘油醚：硅烷偶联剂＝(65-90):(30-10):(2-5)。
本发明中使用的碾磨介质溶液是无溶剂型的，区别于传统的纳米钛改性聚合物浆液的制备方法。传统的纳米钛聚合物碾磨介质一般选用双酚A环氧树脂和二甲苯、正丁醇的混合液，该混合碾磨介质含有挥发性溶剂，不适用于制备水下涂装使用的纳米钛防腐涂料，水下防腐涂料要求无溶剂、无挥发，有溶剂的涂层水下使用将会起泡、附着力降低、长期耐水性差、防腐性能下降，造成不利影响。
本发明制备的纳米钛改性聚合物浆液、无味、无刺激性、无挥发性、无水溶性，特别适用于水下涂装，区别于一般纳米钛防腐涂料只能在干燥条件下涂装施工，在保持优异的防腐性能的同时，开拓了水下应用范围。
采用聚丙烯醇二缩水甘油醚作为稀释剂又可作为增韧剂，该稀释剂属于双功能团结构，水中稳定性能好，相比采用单功能团的活性稀释剂有更好的交联密度，保证长期的耐水性能，聚丙烯醇二缩水甘油醚的分子结构又赋予了涂层固化后涂膜的柔韧性，并能提高涂膜与底材的附着力和抗冲击性能。
优选的，所述固化剂包含改性酚醛胺固化剂、改性腰果酚固化剂中的一个或者两个。
本发明中所述的改性酚醛胺固化剂，兼具优异的水下固结性能和防腐性能。所述的改性腰果酚固化剂，兼具优异的水下低温固结性能和防腐性能和优异的附着力，在完全水下使用时，组合的水下环氧复合固化剂水下使用时粘接强度与干燥环境相比保持率达到90％以上，水下、潮湿、低温(2℃)等条件下，均能完全固化环氧树脂，同时具有良好的浸润性和韧性，克服原水下固化剂润湿性和韧性差，低温固化较慢等问题，水下固结性能有较大提升。
优选的，所述陶瓷树脂涂料包含柔性液体陶瓷树脂、稀释剂、面涂固化剂、触变剂。
所述柔性液体陶瓷树脂，是采用树脂单体与无机稀土氧化物材料在高温下进行键合，以无机有机互穿网络聚合物为成膜材料，涂层硬度高、柔韧性好，打破了传统上陶瓷硬脆概念，以其配制的涂层在常温、高温下均都有很好的致密性，都具有很好防水、防潮，抗酸碱盐溶液介质渗透的特性，具有优异的防腐蚀性能，同时硬度高抗冲击冲磨性能优异。
优选的，所述面涂固化剂包含改性酚醛胺固化剂、聚醚胺改性环胺固化剂中的一个或者两个。
所述改性酚醛胺固化剂，兼具优异的水下固结性能和防腐性能。所述环胺与聚醚胺改性固化剂，兼具优异的水下固结防腐性能和柔性性能，在完全水下使用时，组合的水下环氧固化剂水下使用时粘接强度与干燥环境相比保持率达到90％以上，水下、潮湿、低温(5℃)等条件下，均能实现快速固化，同时具有良好的浸润性和韧性。
本发明中水下柔性液体陶瓷防腐抗冲磨涂料无味、无刺激性、无挥发性，特别适用于高固体份和无溶剂水下涂装环氧系统，区别于一般陶瓷防腐抗冲磨涂料只能在干燥条件下涂装施工，在保持优异的防腐性能的同时，开拓了水下应用范围。
优选的，所述涂层的基体为金属基体或混凝土基体，所述金属基体包含引水压力钢管、水力发电机组的固定导叶、导环、水下闸门、水下金属结构件，所述混凝土基体为消力池、溢流泄洪道、挑流鼻坎、桥梁桩基、承台。
所述的涂层的制备方法，包含底涂和面涂的制备方法。
所述底涂制备方法包含以下步骤：
S1、制备碾磨介质溶液后加入钛粉，混合得到钛聚合物浆液，备用；
S2、环氧树脂与助剂混合，制备防腐底涂基液，备用；
S3、按重量比，钛聚合物浆液：防腐底涂基液＝(10-30):(90-70)，混合二者，得底涂A组分；
S4、固化剂与触变剂混合，制备底涂B组分；
S5、按重量比，底涂A组分：底涂B组分＝(3.5-4):1，混合二者，得底涂。
所述面涂的制备方法包含以下步骤：
S1、将柔性液体陶瓷树脂与稀释剂混合得到面涂A组分，备用；
S2、面涂固化剂与触变剂混合，制备面涂B组分，备用；
S3、按重量比，面涂A组分：面涂B组分＝100:(30-33)，混合二者，得面涂。
所述底涂在涂装完成，5-50℃固化4-8h后，进行面涂涂装。所述面涂涂装后养护期为10-40℃，5-15d，低于此气温养护期适当延长，以检测表面硬度达到4-5H为准。所述面涂在养护期间禁止、避免高压流动水冲击和硬物划伤涂层。
所述底涂和面涂可用刷涂、刮涂、滚涂、高压无气喷涂方式进行涂装在设施构件表面。
所述底涂、面涂均由A组分和B组分组成，为适应水下涂装要求，要求涂料无挥发性溶剂以及符合环保性要求，其制备区别于传统的含有溶剂的环氧纳米钛防腐涂料和液体陶瓷面涂的制备方法。
所述环氧纳米钛涂料致密的涂层结构、纳米级片状结构，能有效的填充有机涂层中的微孔，阻止和延缓腐蚀介质的渗透，因而具有较高的抗渗强度以及良好的耐酸、碱、盐腐蚀性能，可有效抵抗对金属基体(如钢管)的渗入腐蚀与电化学腐蚀，通过液体陶瓷树脂面涂层坚韧高强(常温水下固化表面硬度4-5H)以及一定的柔韧性及变形性能、抗冲消能耐磨性能与致密光滑的表面，可有效抵抗引水压力钢管内高压水流对钢管内壁的磨蚀与气蚀破坏。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明制备的底涂无溶剂、无刺激性、无挥发性，固含量达到100％，特别适用于水下涂装，克服一般纳米钛防腐涂料在水中涂装因含有溶剂挥发，造成涂层起泡和耐水性差、防腐性能急剧下降，同时对环境和水资源造成污染破坏，本发明符合绿色环保要求，对水资源无污染。
2、本发明制备的底涂采用水下复合环氧固化剂，提升与基体的水下涂装附着力、长期的耐水性和防腐性能。
3、本发明一次涂装厚度达到0.25-0.5mm，特别适用于水下设施构件，因水下涂装的防腐和抗冲磨年限保护设计要求，一般设计涂层厚度达到1-3mm，而水下涂装施工难度高、效率低，要求一次涂装厚度达到0.25mm以上，减少涂装次数，提高涂装效率，而常规纳米钛防腐涂料一次涂装厚度一般在0.03-0.06mm，不能满足要求。
4、本发明独创的液体水下柔性陶瓷涂料在潮湿和水下条件涂装附着力较市面产品均有非常显著的提高，提供了可靠的水下涂装的附着力性能并满足防腐抗冲磨要求。
5、本发明采用了独特的水下纳米钛环氧防腐涂料与液体柔性抗冲磨陶瓷涂料结合的复合涂层，其复合是国内首创，其水下涂装的抗冲耐磨性、耐腐蚀性能远比现有技术优异。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
1、环氧纳米钛底涂制备设备：
(1)PM 400行星式球磨机 弗尔德(上海)仪器设备有限公司
(2)变频分散机 秦皇岛欧路化工机械有限公司
(3)棒销式砂磨机 秦皇岛欧路化工机械有限公司
2、环氧纳米钛底涂制备试剂：
Figure BDA0002064928780000061
3、环氧纳米钛底涂制备方法：
(1)按照重量份，双酚F170环氧树脂80份、聚丙二酸二缩水甘油醚207 20份配制球磨介质溶液；
(2)按照球磨介质溶液与钛粉质量比10:1的比例，将微米钛粉(400目)倒入球磨介质溶液用变频剪切分散机中分散搅拌，搅拌转速800r/mim，搅拌时间15min后，装入行星式高能球磨机球磨罐中进行球磨，球磨罐转速控制在400r/mim，碾磨球介质为ZrO2，直径大小为3mm，球料比例6:1，球磨时间为4h，球磨完毕后取得粒径为75nm的无溶剂钛纳米聚合物；
(3)底涂中环氧防腐涂料基液的组成为：双酚F170环氧树脂39％，207聚丙二醇二缩水甘油醚稀释剂9％，硅烷偶联剂1.5％，消泡剂0.1％，润湿剂分散机BYK-P105 0.5％，颜料：钛白粉3％，三聚磷酸铝15％，磷酸锌10％，填料：硫酸钡22％，按以上比例混合，混合添加顺序是先将双酚F缩水甘油醚与聚丙二醇缩水甘油醚以及硅烷偶联剂、消泡剂、润湿分散剂倒入分散罐中用变频分散机转速400r/mim先搅拌分散15分钟，然后将转速提升至800r/mim搅拌10分钟，后按照先颜料后填料的顺序先后添加，添加完毕后后分散转速保持600r/mim搅拌30分钟后制备成环氧防腐涂料基液；
(4)将无溶剂钛纳米聚合物倒入环氧防腐涂料基液中，按照15:85的质量比例进行混合，继续搅拌30分钟后出料，将混合液装入砂磨机碾磨罐中，碾磨铢选用ZrO2，Φ3mm，碾磨转速1800r/min，碾磨时间3h后出料制备成水下无溶剂环氧纳米钛底涂A组份；
(5)MS--1085A水下环氧固化剂和PZ-1085B水下环氧固化剂，按照质量比3:2的比例混合，在分散机800r/mim，混合搅拌均匀，后添加(固化剂：苯甲醇质量比为95:5)苯甲醇进行分散，配制成复合水下固化剂；
(6)添加触变剂P20气相二氧化硅到复合固化剂中，添加比例为复合水下环氧固化剂：触变剂质量比为95:5，搅拌转速800r/min，搅拌时间30min，出料后即制备成水下无溶剂环氧纳米钛底涂B组份；
(7)环氧纳米钛底涂甲组份与乙组份配比为4:1，混合搅拌均匀后刷涂在金属结构设施基体表面，完全固化后用作防腐底涂；
(8)环氧纳米钛底涂底涂涂装前，需将金属基体表面的油脂、污物、氧化皮、铁锈、油漆涂层和杂质基本清除用打磨机清除干净，手动打磨满足等级st2级要求，金属试件在水下涂装后未固化前避免高压流动水冲击或硬物划伤涂层表面，涂装后在水下养护期限为15D(22±2℃)；
(9)试件水下涂装、水下养护15D防腐及力学性能性能见表1，此配方可用于金属结构防护用。
表1环氧纳米钛底涂性能
项目 性能指标 参照标准
密度 1.4 密度杯
粘度 7200 粘度测试仪
成膜厚度um 250um ISO2808
水下涂装附着力(拉开法) 14MPa GB/T5210
表面硬度(铅笔硬度) 2H GB/6739
柔韧性 1级 GB/1732
抗冲击强度 50(cm·kgf) GB/T1732
抗冲磨强度 15h(g/cm2) 水下钢球法
耐水性(甲法)150D 无起泡、生锈、无剥落 GB/1733
耐盐水3％(甲法)150D 无起泡、生锈、无剥落 GB/T1763
耐中性盐雾4000h 无起泡、生锈、无剥落 GB/T1763
耐酸性30％H2SO4溶液150D 无起泡、生锈、无剥落 GB/T1763
耐碱性10％NaOH溶液150D 无起泡、生锈、无剥落 GB/T1763
耐油性70#汽油航空煤油150D 无起泡、生锈、无剥落 GB/T1763
实施案例2
(1)按照双酚F187环氧树脂80份，聚丙二酸二缩水甘油醚217 20份的比例配制成球磨介质溶液；
(2)将400目微米钛粉与球磨介质溶液混合，进行高能球磨，球磨罐转速400r/min，球磨时间4h，取得80nm钛纳米改性聚合物浆液；
(3)按照双酚F170环氧树脂40％，217聚丙二醇二缩水甘油醚稀释剂8％，硅烷偶联剂1.5％，消泡剂0.1％，润湿剂分散机BYK-P105 0.5％，颜料：氧化铁红5％，三聚磷酸铝10％，磷酸锌14％，填料：硫酸钡13％，按以上原料比例混合，混合工艺同实施例1；
(4)将一定比例钛纳米改性聚合物浆液倒入环氧防腐涂料基液中，按照20:80的质量比例进行混合，混合工艺同实施例1，制备成水下无溶剂环氧纳米钛底涂A组；
(5)MS--1085A水下环氧固化剂和PZ-1085B水下环氧固化剂，按照质量比3:2的比例混合，以800r/min分散，混合搅拌均匀，后再添加(固化剂：苯甲醇质量比为95:5)苯甲醇进行分散配制成复合固化剂；
(6)复合水下环氧固化剂配制完成后，添加触变剂H18气相二氧化硅，添加比例为复合水下环氧固化剂：触变剂质量比为90:10，搅拌转速1000r/min，搅拌时间30min，出料后即制备成水下无溶剂环氧纳米钛底涂B组；
(7)环氧纳米钛底涂甲组份与乙组份配比为3.5:1，混合搅拌均匀后刷涂在金属结构设施基体表面，完全固化后用作防腐底涂；
(8)环氧纳米钛底涂底涂涂装前，需将金属基体表面的油脂、污物、氧化皮、铁锈、油漆涂层和杂质基本清除用打磨机清除干净，手动打磨满足等级st2级要求，金属试件在水下涂装后未固化前避免高压流动水冲击或硬物划伤涂层表面，涂装后在水下养护期限为7D(22±2℃)；
(9)试件水下涂装、水下养护7D防腐及力学性能性能见表2。
表2环氧纳米钛底涂性能
Figure BDA0002064928780000081
Figure BDA0002064928780000091
实施例3
(1)按照双酚F170环氧树脂83份，聚丙二酸二缩水甘油醚207 15份硅烷偶联剂KH560 2份的比例配制成球磨介质溶液；
(2)将钛粉与球磨介质溶液混合，进行高能球磨，球磨罐转速400r/min，球磨时间3.5h，制得85nm钛纳米改性聚合物浆液；
(3)将双酚F170环氧树脂40％，207聚丙二醇二缩水甘油醚稀释剂8％，硅烷偶联剂1.5％，消泡剂0.1％，润湿剂分散机BYK-P105 0.5％，颜料：金红石钛白粉8％，填料：硫酸钡21％，滑石粉5％，硅灰石粉10％，按以上比例混合，混合工艺同实施例1；
(4)将钛纳米改性聚合物浆液倒入环氧防腐涂料基液中，按照15:100的质量比例进行混合，混合工艺同实施例1，制备成水下无溶剂环氧纳米钛底涂A组份；
(5)MS--1085A水下环氧固化剂和PZ-1085B水下环氧固化剂，按照质量比3:2的比例混合，在分散机800r/mim，混合搅拌均匀，后添加(固化剂：苯甲醇质量比为95:5)苯甲醇进行分散，配制成水下复合固化剂；
(6)在复合水下环氧固化剂完成后，添加触变剂H18气相二氧化硅，添加比例为复合水下环氧固化剂：触变剂质量比为90:10，搅拌转速1000r/min，搅拌时间30min，出料后即制备成水下无溶剂环氧纳米钛底涂B组；
(7)环氧纳米钛底涂甲组份与乙组份配比为3.5:1，混合搅拌均匀后刷涂在混凝土试片基体表面，完全固化后用作防腐防水底涂，
(8)环氧纳米钛底涂涂装前，需将混凝土基体表面的油脂、污物、杂质基本清除用打磨机清除干净，试件在水下涂装后未固化前避免高压流动水冲击或硬物划伤涂层表面，涂装后在水下养护期限为7D(22±2℃)；
(9)试件水下涂装、水下养护7D防腐及力学性能性能见表3。
表3环氧纳米钛底涂性能
Figure BDA0002064928780000092
Figure BDA0002064928780000101
实施例4
1、水下柔性防腐抗冲磨液体陶瓷涂料的制备设备：
(1)变频分散机 秦皇岛欧路化工机械有限公司
(2)棒销式砂磨机 秦皇岛欧路化工机械有限公司
2、试剂：
Figure BDA0002064928780000102
3、柔性液体陶瓷涂料制备方法
(1)按照比例将稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂进行混合，组成助剂混合液，配比为：稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂的比例为10:3:1:2，用变频分散机在转速600r/min，搅拌时间30min分散搅拌均匀，制备成助剂混合液；
(2)将助剂混合液加入1087C柔性陶瓷树脂中进行分散搅拌，转速600r/min，搅拌时间30min，其中液体陶瓷树脂与助剂混合液的比例为100:3；再按照液体陶瓷树脂5％的比例添加深灰色浆，用变频分散机搅拌转速1200r/min，搅拌60min，再用棒销式砂磨机碾磨，转速600r/min，碾磨时间2h，制备成水下柔性防腐抗冲磨液体环氧陶瓷涂料A组；
(4)MS--1085A水下环氧固化剂和PZ-1085D水下环氧固化剂，按照质量比3:2的比例混合，用搅拌分散机在800r/mim混合搅拌均匀，后添加(固化剂：苯甲醇质量比为95:5)苯甲醇进行分散；
(5)分散完成后，添加触变剂(H18)气相二氧化硅，添加比例为复合水下环氧固化剂:触变剂质量比为95:5，搅拌转速1000r/min，搅拌时间30min，出料后即制备成水下柔性防腐抗冲磨液体陶瓷厚浆涂料B组；
(6)按照柔性液体环氧陶瓷涂料甲组与乙组质量比为10:3进行混合搅拌，配制成抗冲面涂，直接进行涂装后水下养护7D固化成抗冲磨面涂层，涂层性能见表4。
表4水下柔性液体环氧陶瓷涂层性能
Figure BDA0002064928780000111
实施案例5
(1)按照稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂的比例为8:3:2:1将稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂进行混合，混合工艺同实施例4；
(2)将助剂混合液按照一定比例加入1087C柔性陶瓷树脂中进行分散搅拌，转速600r/min，搅拌时间30min，其中液体陶瓷树脂、助剂混合液的比例为100:5；后按照一定比例加入颜料，D料与颜料的比例为100:6，颜料颜色中灰色，用变频分散机搅拌转速1200r/min,搅拌60min，再用棒销式砂磨机进行进一步分散碾磨，转速600r/min，碾磨时间1h，制备成水下柔性防腐抗冲磨液体环氧陶瓷涂料A组；
(4)MS--1085A水下环氧固化剂和PZ-1085D水下环氧固化剂，按照质量比3:2的比例混合，在分散机800r/mim，混合搅拌均匀，后再按照复合固化剂：苯甲醇质量比为1:8添加苯甲醇进行分散；
(5)在(1)复合水下环氧固化剂完成后，添加触变剂(H18)气相二氧化硅，添加比例为复合水下环氧固化剂：触变剂质量比为10:1，搅拌转速800，搅拌时间30min，出料后即制备成水下柔性防腐抗冲磨液体陶瓷厚浆涂料B组；
(6)按照甲组与乙组质量比为10:3进行混合搅拌，直接进行涂装，水下养护7D，涂层力学性能见表5。
表5水下柔性液体环氧陶瓷涂层性能
Figure BDA0002064928780000121
Figure BDA0002064928780000131
实施例6
(1)将实施例1的底涂与实施例4面涂复合使用，先将金属试片表面打磨清洗干净后将试片放入水温为20℃水中；
(2)配制实施例1的纳米钛底涂，用羊毛刷在水中均匀的涂装在试片上；
(3)在纳米钛底涂涂装后5h后，配制实施例4的抗冲陶瓷面涂，并在水中涂装在有纳米钛底涂的试片上；
(4)在水下养护15d后，测试防腐抗冲磨性能，测试结果见表6。
表6复合涂层防护性能
Figure BDA0002064928780000132
从表1、4、6的数据对比可以看出，复合涂层的防护性能优于单独的底涂和面涂。其中复合涂层的耐磨性能(10L/μm)、抗冲磨性(陶瓷涂料1648h(g/cm2)、耐老化(10000h)、耐酸碱(600D)和耐盐雾(10000h)的性能也是有着质的飞越，这远远优于实施例1和4的单层涂层的性能，也远优于市面上同类产品。
实施例7
(5)将实施例3的底涂与实施例5面涂层复合使用，先将用于测试混凝土磨耗试验机测试混凝土抗磨强度检测的试件表面打磨清洗干净后将试片放入水温为20℃水中；
(6)配制实施例3的纳米钛底涂，用羊毛刷在水中均匀的涂装在混凝土试件上；
(7)在纳米钛底涂涂装后5h后，配制实施例5的抗冲陶瓷面涂，并在水中涂装在有纳米钛底涂的混凝土抗冲磨试片上，
(8)在水下养护15天后，测试抗防腐冲磨性能，测试结果见表7-1表7-2
表7复合涂层防护性能
Figure BDA0002064928780000141
同样，从表3、5、7的数据对比可以看出，此复合涂层的防护性能优于单独的底涂和面涂。其中，复合涂层的耐磨性能(12L/μm)、抗冲磨性(陶瓷涂料1698h(g/c㎡)、耐老化(10000h)、耐酸碱(600D)和耐盐雾(10000h)的性能也是有着质的飞越，这远远优于实施例3和5的单层涂层的性能，也远优于市面上同类产品。
本发明采用了独特的水下纳米钛环氧防腐涂料与液体柔性抗冲磨陶瓷涂料结合的复合涂层，其复合是国内首创，其水下涂装的抗冲耐磨性、耐腐蚀性能也得到了本发明的实施例的充分验证，满足了水下设施在腐蚀控制的基础上兼具抗冲磨、抗气蚀、空蚀多重保护，为水下涂装的领域提供了非常好的技术支撑。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (2)

1.一种水下复合防腐涂层的制备方法，包含底涂和面涂的制备方法，其特征在于，所述底涂为环氧纳米钛涂料，所述面涂为液体陶瓷树脂涂料；
所述底涂的厚度为0.25-0.5mm，所述面涂的厚度为0.25-1.5mm；
所述环氧纳米钛涂料包含环氧树脂、助剂、碾磨介质溶液、钛粉、水下环氧固化剂、触变剂；
所述碾磨介质溶液包含双酚F环氧树脂、聚丙二醇缩水甘油醚、硅烷偶联剂，按重量份计，双酚F环氧树脂：聚丙二醇缩水甘油醚：硅烷偶联剂=（65-90）: （30-10）:（2-5）；
所述水下环氧固化剂包含改性酚醛胺固化剂、改性腰果酚固化剂中的一个或者两个；
所述底涂制备方法包含以下步骤：
S1、制备碾磨介质溶液后加入钛粉，混合得到钛聚合物浆液，备用；
S2、环氧树脂与助剂混合，制备防腐底涂基液，备用；
S3、按重量比，钛聚合物浆液：防腐底涂基液=（10-30）:（90-70），混合二者，得底涂A组分；
S4、固化剂与触变剂混合，制备底涂B组分；
S5、按重量比，底涂A组分：底涂B组分=（3.5-4）:1，混合二者，得底涂；
所述面涂的制备方法包含以下步骤：
（1）按照比例将稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂进行混合，组成助剂混合液，配比为：稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂的质量比为10:3:1:2，用变频分散机在转速600r/min，搅拌时间30min分散搅拌均匀，制备成助剂混合液；
（2）将助剂混合液加入1087C柔性陶瓷树脂中进行分散搅拌，转速600r/min，搅拌时间30min，其中液体陶瓷树脂与助剂混合液的质量比为100:3；再按照液体陶瓷树脂5%的比例添加深灰色浆，用变频分散机搅拌转速1200r/min，搅拌60min，再用棒销式砂磨机碾磨，转速600r/min，碾磨时间2h，制备成液体陶瓷树脂涂料A组；
（3）MS-1085A水下环氧固化剂和PZ-1085D水下环氧固化剂，按照质量比3:2的比例混合，用搅拌分散机在800r/mim混合搅拌均匀，后添加苯甲醇进行分散，固化剂：苯甲醇的质量比为95:5；
（4）分散完成后，添加触变剂H18，添加比例为复合水下环氧固化剂: 触变剂质量比为95:5，搅拌转速1000r/min，搅拌时间30min，出料后即制备成液体陶瓷树脂涂料B组；
（5）按照液体陶瓷树脂涂料A组与B组质量比为10:3进行混合搅拌，配制成面涂；
所述底涂在水下涂装，并在5-50℃固化4-8h后，进行面涂水下涂装，所述面涂涂装后养护期为10-40℃，5-15d。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述涂层的基体为金属基体或混凝土基体，所述金属基体包含引水压力钢管、水力发电机组的固定导叶、水下闸门、水下门槽；所述混凝土基体包含消力池、溢流泄洪道、挑流鼻坎、桥梁承台、桩基。
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