CN110358406A - 一种自修复型高耐久防腐复合涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自修复型高耐久防腐复合涂层，从下至上依次包括纳米改性环氧富锌底漆层、弹性自修复环氧云铁中间漆层和脂肪族聚氨酯面漆层，其底漆层由固体环氧树脂、改性液体环氧树脂、锌粉、纳米金属氧化物、溶剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、环氧固化剂和稀释剂A制成；中间漆层由固体环氧树脂、增韧环氧树脂、云母氧化铁、自修复微胶囊、溶剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、改性聚胺固化剂和稀释剂A制成；面漆层由改性羟基丙烯酸树脂、热反射颜料、溶剂B、抗老化助剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、润湿分散剂、脂肪族异氰酸酯固化剂和稀释剂B制成。本发明的复合涂层具有优异的附着力、耐盐雾性、柔韧性和热反射效率。

Description

一种自修复型高耐久防腐复合涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料涂层技术领域，具体地说，涉及一种自修复型高耐久防腐复合涂层及其制备方法。
背景技术
在工业防腐领域，现用的防腐涂料和防腐涂层体系普遍存在防腐寿命短，功能单一的弊端。如普通的环氧防锈底漆的耐盐雾性能一般低于600h；普通的环氧富锌底漆的耐盐雾性能一般低于1500h；普通的环氧中间漆在漆膜厚度超过100μm，遭受冲击碰撞时易发生漆膜开裂脱落问题；普通的聚氨酯面漆耐人工加速老化(UVB313光源)一般不超过1000h。
在调研时发现，普通的防腐涂层配套只具备户外耐候防腐功能，随着时代的发展，在很多应用领域越来越难以满足多功能性需求。如在潮湿环境下进行修补施工时，普通涂料无法解决高防腐性能和潮湿表面的矛盾；普通的环氧中间漆无法应用于有一定形变的钢材表面，且在涂层出现细微裂纹后，裂缝容易加速扩大导致涂层失效；在炎热地区的建筑、车辆和设备为了降低内部温度，造成空调巨大的能源消耗，而普通的涂层无法发挥显著的节能效益；污染严重地域或服役时间较长的户外涂层表面易粘结大量的灰尘和污染物，造成涂层装饰效果差，部分污染物会侵蚀涂层，降低涂层的使用寿命。
因此，有必要设计一种多功能涂层，以解决上述问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种自修复型高耐久防腐复合涂层。
本发明的第二个目的在于提供一种自修复型高耐久防腐复合涂层的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明的第一个方面提供了一种自修复型高耐久防腐复合涂层，从下至上依次包括纳米改性环氧富锌底漆层、弹性自修复环氧云铁中间漆层和脂肪族聚氨酯面漆层；
所述纳米改性环氧富锌底漆层由如下重量份的组分制成：
所述弹性自修复环氧云铁中间漆层由如下重量份的组分制成：
所述脂肪族聚氨酯面漆层由如下重量份的组分制成：
进一步的，所述纳米改性环氧富锌底漆层的厚度为60-80μm；所述弹性自修复环氧云铁中间漆层的厚度为100-300μm；所述脂肪族聚氨酯面漆层的厚度为60-80μm。
进一步的，所述纳米改性环氧富锌底漆层的组分中，
固体环氧树脂和改性液体环氧树脂按重量比为6:4混合而成；
锌粉为500-1500目的片状锌粉；
纳米金属氧化物由纳米ZnO和纳米Al2O3按重量比7:3混合而成；
溶剂A由二甲苯和正丁醇按重量比7:3混合而成；
所述稀释剂A即为溶剂A；
环氧固化剂为改性聚酰胺环氧固化剂和脂肪胺肪氧固化剂按重量比7:3混合而成。
进一步的，所述弹性自修复环氧云铁中间漆层的组分中，
增韧环氧树脂为长链线性分子结构中含有羟基官能团的聚醚化合物；
自修复微胶囊是采用专利申请号为CN201010281677.9的发明专利“相变储能微胶囊的制备方法”所示的方法制备而成，可在涂层出现微小裂缝时碎裂，释放出芯材料进行修复。
进一步的，所述脂肪族聚氨酯面漆层的组分中，
改性羟基丙烯酸树脂为硅改性羟基丙烯酸树脂；
热反射颜料由钛白粉和黑颜料按重量比为2：1调至灰色，具有极高的近红外反射率；
溶剂B由乙酸正丁酯、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯按重量比3:5:2混合而成；
稀释剂B即为溶剂B；
抗老化助剂由苯并三氮唑类物质和受阻胺光稳定剂按重量比2:1混合而成。
更进一步的，所述硅改性羟基丙烯酸树脂以长链的聚丙烯酸酯为骨架结构，两侧分别为功能性硅链段和羟基官能团。
本发明的第二个方面提供了上述自修复型高耐久防腐复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
(1)纳米改性环氧富锌底漆的制备
按上述重量比，将溶剂A、分散剂、固体环氧树脂和改性液体环氧树脂投入搅拌釜中，低速搅拌10min，再加入锌粉和纳米金属氧化物，高速搅拌30min，再加入消泡剂、防沉剂，中速搅拌20min，即得到纳米改性环氧富锌底漆甲组份；按照甲组份重量的1/10准备好环氧固化剂作为乙组份；将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述纳米改性环氧富锌底漆。
(2)弹性自修复环氧云铁中间漆的制备
按上述重量比，将溶剂A、分散剂、固体环氧树脂和增韧环氧树脂投入搅拌釜中，低速搅拌10min，再加云母氧化铁粉末，高速搅拌30min，然后加入自修复微胶囊和适当助剂消泡剂、防沉剂，中速搅拌20min，即得到弹性自修复环氧云铁中间漆丙组份；按照丙组份重量的1/10准备好改性聚胺固化剂作为丁组份；将上述丙组分和丁组份混合在一起，并加入稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述弹性自修复环氧云铁中间漆。
(3)脂肪族聚氨酯面漆的制备
按上述重量比，将改性羟基丙烯酸树脂、分散剂、溶剂B投入搅拌釜中，低速搅拌10min，再加热反射颜料粉末，低速搅拌5min，采用分散研磨机研磨至细度不大于35μm，然后加入抗老化助剂、消泡剂、防沉剂和润湿分散剂，中速搅拌20min，即得到脂肪族聚氨酯面漆戊组份。按照戊组份重量的1/6准备好脂肪族异氰酸酯固化剂作为己组份；将上述戊组分和己组份混合在一起，并加入稀释剂B，搅拌3min混合均匀，即得到所述脂肪族聚氨酯面漆。
(4)自修复型高耐久防腐复合涂层的制备
根据国际标准化组织标准ISO 8501中Sa2.5级或St3级标准，对待涂的钢铁表面进行表面处理，在潮湿表面施工时应吹除聚集的水滴；采用喷涂或辊刷的方式在钢铁表面涂装一层上述纳米改性环氧富锌底漆，经常温固化，形成纳米改性环氧富锌底漆层，在所述纳米改性环氧富锌底漆层的表面采用喷涂或辊刷的方式涂装一层上述弹性自修复环氧云铁中间漆，经常温固化，形成弹性自修复环氧云铁中间漆层，最后，在弹性自修复环氧云铁中间漆层的表面采用喷涂或辊刷的方式涂装一层上述脂肪族聚氨酯面漆，经常温固化，形成所述脂肪族聚氨酯面漆层；所述纳米改性环氧富锌底漆层、弹性自修复环氧云铁中间漆层和脂肪族聚氨酯面漆层形成所述自修复型高耐久防腐复合涂层。
进一步的，所述低速搅拌的转速为250-350rpm；所述中速搅拌的转速为450-550rpm；所述中速搅拌的转速为650-750rpm。
本发明相较于现有技术的优点和有益效果在于：
1、本发明的复合涂层可涂敷于有油污的潮湿表面，附着力和耐盐雾性能优异，可用于特殊环境下的潮湿表面重防腐涂装；
2、本发明的复合涂层具有优异的柔韧性，在高膜厚的情况下，受外力撞击不易开裂脱落，且在自修复微胶囊的作用下，涂层的细微裂缝可实现自愈，大大延长了涂层使用寿命；
3、本发明的复合涂层具有优异的太阳热反射效率，可大大地降低被涂物表面及内部的温度，降低涂层及设备的老化速度，延长涂层及设备使用寿命，改善人员居住工作环境，节约用于制冷的能源消耗，而涂层的自清洁功能可保证涂层不易受粘污，减小使用过程由粘污引起的颜色变化带来的太阳热反射效率的衰减。
附图说明
图1为本发明实施例3和对比例5的近红外反射率曲线图；
图2为本发明实施例4和对比例5的近红外反射率曲线图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。
本发明实施例中，所用的原料如下所示，但不以此为限：
固体环氧树脂，购自美国陶氏化学，型号为DER 671-x75；
改性液体环氧树脂，购自国都化工有限公司，型号为KD-175X90；
分散剂，常州海乐化工有限公司，型号为Efka PU 4010N；
消泡剂，昆山玳权精细化工科技有限公司，型号为BYK-052N；
防沉剂，上海明典化工贸易有限公司，产品编号为3300；
锌粉，800目，呈片状，购自江苏科成有色金属新材料有限公司；
纳米ZnO，购自福斯曼科技(北京)有限公司，产品编号为3005029；
纳米Al2O3，购自福斯曼科技(北京)有限公司，产品编号为1301001；
二甲苯，购自张家港爱仕达国际贸易有限公司，工业级；
正丁醇，购自张家港爱仕达国际贸易有限公司，工业级；
改性聚酰胺环氧固化剂，购自上海德坤实业有限公司，型号为Ancamide 2634；
脂肪胺环氧固化剂，购自上海德坤实业有限公司，型号为Ancamine 2636；
新戊二醇二缩水甘油醚，购自深圳佳迪达新材料科技有限公司公司，型号为HyPoxRM20；
云母氧化铁，购自安徽纽亚达科技有限公司，规格为325目；
自修复微胶囊，采用专利申请号为CN201010281677.9的发明专利“相变储能微胶囊的制备方法”所示的方法制备而成；
改性聚胺固化剂，购自美国空气化工产品有限公司是，型号为
硅改性羟基丙烯酸树脂，购自常州添灵新材料有限公司，型号为TL5100；
钛白粉，购自上海创垣贸易有限公司，型号为aItiri800；
黑颜料，购自无锡总装备部工兵科研一所，型号为308；
乙酸正丁酯，购自张家港邦威国际贸易有限公司；
丙二醇甲醚醋酸酯，购自江苏三木化工股份有限公司；
苯并三氮唑类物质，购自常州海乐化工有限公司，型号为TINUVIN-1130；
受阻胺光稳定剂，购自常州海乐化工有限公司，型号为TINUVIN-292；
六亚甲基二异氰酸酯固化剂，购自上海光瑞贸易有限公司，型号为TPA-100；
润湿分散剂：购自上海惠正行化工有限公司，型号为Disponer 904S。
本发明实施例中，所用的仪器设备如下所示，但不以此为限：
分散研磨机，购自张家港通惠化工机械有限公司，型号为GFJ-11，设置参数：研磨出口温度不大于70℃。
实施例1
(1)溶剂A的配制
将二甲苯和正丁醇按重量比7:3混合均匀，即得溶剂A
(2)纳米改性环氧富锌底漆的制备
于搅拌釜中依次投入8份溶剂A、0.5份分散剂(Efka PU 4010N)、6份固体环氧树脂(DER 671-x75)和4份改性液体环氧树脂(KD-175X90)，以250rpm的转速搅拌10min，再加入50份锌粉、2.1份纳米ZnO(3005029)和0.9份纳米Al2O3(1301001)，以650rpm的转速搅拌30min，再加入0.3份消泡剂(BYK-052N)、2份防沉剂(3300)，以450rpm的转速搅拌20min，即得到纳米改性环氧富锌底漆甲组份；然后准备3份改性聚酰胺环氧固化剂(Ancamide 2634)作为乙组份；将上述甲组分和乙组份混合在一起，加入15份稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述纳米改性环氧富锌底漆。
(3)弹性自修复环氧云铁中间漆的制备
于搅拌釜中依次投入10份溶剂A、0.5份分散剂(Efka PU 4010N)、8份固体环氧树脂(DER 671-x75)和5份新戊二醇二缩水甘油醚(HyPox RM20)，以250rpm的转速搅拌10min，再加云母氧化铁粉末50份，以650rpm的转速搅拌30min，然后加入5份自修复微胶囊、0.3份消泡剂(BYK-052N)、1.5份防沉剂(3300)，以450rpm的转速搅拌20min，即得到弹性自修复环氧云铁中间漆丙组份；准备3份改性聚胺固化剂作为丁组份；将上述丙组分和丁组份混合在一起，加入15份稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述弹性自修复环氧云铁中间漆。
(4)溶剂B的配制
将乙酸正丁酯、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯按重量比3:5:2混合均匀，即得溶剂B。
(5)抗老化助剂的配制
将苯并三氮唑类物质(TINUVIN-1130)和受阻胺光稳定剂(TINUVIN-292)按重量比2:1混合均匀，即得所述抗老化助剂。
(6)热反射颜料粉末的配制
将钛白粉和黑颜料按重量比为2：1混合，调成灰色粉末。
(7)脂肪族聚氨酯面漆的制备
于搅拌釜中依次投入50份硅改性羟基丙烯酸树脂(TL5100)、0.5份分散剂(EfkaPU 4010N)、10份溶剂B投入搅拌釜中，以250rpm的转速搅拌10min，再加入10份热反射颜料粉末，以250rpm的转速搅拌5min，采用分散研磨机研磨至细度不大于35μm，加入0.5份抗老化助剂、0.3份消泡剂(BYK-052N)、1.5份防沉剂(3300)和0.2份润湿分散剂(Disponer904S)，以450rpm的转速搅拌20min，即得到脂肪族聚氨酯面漆戊组份；然后准备15份六亚甲基二异氰酸酯固化剂(TPA-100)作为己组份；将上述戊组分和己组份混合在一起，加15份稀释剂B，搅拌3min混合均匀，即得到所述脂肪族聚氨酯面漆。
(8)自修复型高耐久防腐复合涂层的制备
取2mm厚的钢板(150×70mm)，根据国际标准化组织标准(ISO 8501)中Sa2.5级标准，对待涂的钢铁表面进行表面处理，待钢铁表面干燥后，采用喷涂的方式在钢铁表面涂装一层上述纳米改性环氧富锌底漆，经常温固化，形成纳米改性环氧富锌底漆层，所述纳米改性环氧富锌底漆层的厚度为60μm；在所述纳米改性环氧富锌底漆层的表面采用喷涂的方式涂装一层上述弹性自修复环氧云铁中间漆，经常温固化，形成弹性自修复环氧云铁中间漆层，所述弹性自修复环氧云铁中间漆层的厚度为120μm；最后，在弹性自修复环氧云铁中间漆层的表面采用喷涂的方式涂装一层上述脂肪族聚氨酯面漆，经常温固化，形成所述脂肪族聚氨酯面漆层，所述脂肪族聚氨酯面漆层的厚度为60μm；所述纳米改性环氧富锌底漆层、弹性自修复环氧云铁中间漆层和脂肪族聚氨酯面漆层形成所述自修复型高耐久防腐复合涂层；7天后，对所述自修复型高耐久防腐复合涂层进行检测，检测数据如表1所示。
实施例2
(1)溶剂A的配制
将二甲苯和正丁醇按重量比7:3混合均匀，即得溶剂A
(2)纳米改性环氧富锌底漆的制备
于搅拌釜中依次投入12份溶剂A、0.5份分散剂(Efka PU 4010N)、6份固体环氧树脂(DER 671-x75)和12份改性液体环氧树脂(KD-175X90)，以350rpm的转速搅拌10min，再加入80份锌粉、5.6份纳米ZnO(3005029)和2.4份纳米Al2O3(1301001)，以750rpm的转速搅拌30min，再加入0.3份消泡剂(BYK-052N)、2份防沉剂(3300)，以500rpm的转速搅拌20min，即得到纳米改性环氧富锌底漆甲组份；然后准备7份改性聚酰胺环氧固化剂(Ancamide 2634)作为乙组份；将上述甲组分和乙组份混合在一起，加入25份稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述纳米改性环氧富锌底漆。
(3)弹性自修复环氧云铁中间漆的制备
于搅拌釜中依次投入18份溶剂A、0.5份分散剂(Efka PU 4010N)、15份固体环氧树脂(DER 671-x75)和10份新戊二醇二缩水甘油醚(HyPox RM20)，以350rpm的转速搅拌10min，再加云母氧化铁粉末70份，以750rpm的转速搅拌30min，然后加入10份自修复微胶囊、0.3份消泡剂(BYK-052N)、1.5份防沉剂(3300)，以550rpm的转速搅拌20min，即得到弹性自修复环氧云铁中间漆丙组份；准备7份改性聚胺固化剂作为丁组份；将上述丙组分和丁组份混合在一起，加入25份稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述弹性自修复环氧云铁中间漆。
(4)溶剂B的配制
将乙酸正丁酯、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯按重量比3:5:2混合均匀，即得溶剂B。
(5)抗老化助剂的配制
将苯并三氮唑类物质(TINUVIN-1130)和受阻胺光稳定剂(TINUVIN-292)按重量比2:1混合均匀，即得所述抗老化助剂。
(6)热反射颜料粉末的配制
将钛白粉和黑颜料按重量比为2：1混合，调成灰色粉末。
(7)脂肪族聚氨酯面漆的制备
于搅拌釜中依次投入70份硅改性羟基丙烯酸树脂(TL5100)、0.5份分散剂(EfkaPU 4010N)、20份溶剂B投入搅拌釜中，以350rpm的转速搅拌10min，再加入25份热反射颜料，以350rpm的转速搅拌5min，采用研磨机研磨至细度不大于35μm，加入2份抗老化助剂、0.3份消泡剂(BYK-052N)、1.5份防沉剂(3300)和0.2份润湿分散剂(Disponer 904S)，以550rpm的转速搅拌20min，即得到脂肪族聚氨酯面漆戊组份；然后准备20份六亚甲基二异氰酸酯固化剂(TPA-100)作为己组份；将上述戊组分和己组份混合在一起，加入25份稀释剂B，搅拌3min混合均匀，即得到所述脂肪族聚氨酯面漆。
(8)自修复型高耐久防腐复合涂层的制备
取2mm厚的钢板(150×70mm)，根据国际标准化组织标准ISO 8501中Sa2.5级标准，对待涂的钢铁表面进行表面处理，待钢铁表面干燥后，采用喷涂的方式在钢铁表面涂装一层上述纳米改性环氧富锌底漆，经常温固化，形成纳米改性环氧富锌底漆层，所述纳米改性环氧富锌底漆层的厚度为60μm；在所述纳米改性环氧富锌底漆层的表面采用喷涂的方式涂装一层上述弹性自修复环氧云铁中间漆，经常温固化，形成弹性自修复环氧云铁中间漆层，所述弹性自修复环氧云铁中间漆层的厚度为120μm；最后，在弹性自修复环氧云铁中间漆层的表面采用喷涂的方式涂装一层上述脂肪族聚氨酯面漆，经常温固化，形成所述脂肪族聚氨酯面漆层，所述脂肪族聚氨酯面漆层的厚度为60μm；所述纳米改性环氧富锌底漆层、弹性自修复环氧云铁中间漆层和脂肪族聚氨酯面漆层形成所述自修复型高耐久防腐复合涂层；7天后，对所述自修复型高耐久防腐复合涂层进行检测，检测数据如表1所示。
实施例3
(1)溶剂A的配制
将二甲苯和正丁醇按重量比7:3混合均匀，即得溶剂A
(2)纳米改性环氧富锌底漆的制备
于搅拌釜中依次投入10份溶剂A、0.5份分散剂(Efka PU 4010N)、8份固体环氧树脂(DER 671-x75)和6份改性液体环氧树脂(KD-175X90)，以300rpm的转速搅拌10min，再加入70份锌粉、4.2份纳米ZnO(3005029)和1.8份纳米Al2O3(1301001)，以700rpm的转速搅拌30min，再加入0.3份消泡剂(BYK-052N)、2份防沉剂(3300)，以450rpm的转速搅拌20min，即得到纳米改性环氧富锌底漆甲组份；然后准备5份改性聚酰胺环氧固化剂(Ancamide 2634)作为乙组份；将上述甲组分和乙组份混合在一起，加入20份稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述纳米改性环氧富锌底漆。
(3)弹性自修复环氧云铁中间漆的制备
于搅拌釜中依次投入14份溶剂A、0.5份分散剂(Efka PU 4010N)、12份固体环氧树脂(DER 671-x75)和8份新戊二醇二缩水甘油醚(HyPox RM20)，以300rpm的转速搅拌10min，再加云母氧化铁粉末60份，以700rpm的转速搅拌30min，然后加入7份自修复微胶囊、0.3份消泡剂(BYK-052N)、1.5份防沉剂(3300)，以500rpm的转速搅拌20min，即得到弹性自修复环氧云铁中间漆丙组份；准备5份改性聚胺固化剂作为丁组份；将上述丙组分和丁组份混合在一起，加入20份稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述弹性自修复环氧云铁中间漆。
(4)溶剂B的配制
将乙酸正丁酯、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯按重量比3:5:2混合均匀，即得溶剂B。
(5)抗老化助剂的配制
将苯并三氮唑类物质(TINUVIN-1130)和受阻胺光稳定剂(TINUVIN-292)按重量比2:1混合均匀，即得所述抗老化助剂。
(6)热反射颜料粉末的配制
将钛白粉和黑颜料按重量比为2：1混合，调成灰色粉末。
(7)脂肪族聚氨酯面漆的制备
于搅拌釜中依次投入60份硅改性羟基丙烯酸树脂(TL5100)、0.5份分散剂(EfkaPU 4010N)、15份溶剂B投入搅拌釜中，以300rpm的转速搅拌10min，再加入20份热反射颜料，以300rpm的转速搅拌5min，采用研磨机研磨至细度不大于35μm，加入1份抗老化助剂、0.3份消泡剂(BYK-052N)、1.5份防沉剂(3300)和0.2份润湿分散剂(Disponer 904S)，以500rpm的转速搅拌20min，即得到脂肪族聚氨酯面漆戊组份；然后准备18份六亚甲基二异氰酸酯固化剂(TPA-100)作为己组份；将上述戊组分和己组份混合在一起，加入20份稀释剂B，搅拌3min，即得到所述脂肪族聚氨酯面漆。
(8)自修复型高耐久防腐复合涂层的制备
取2mm厚的钢板(150×70mm)，根据国际标准化组织标准(ISO 8501)中Sa2.5级标准，对待涂的钢铁表面进行表面处理，待钢铁表面干燥后，采用喷涂的方式在钢铁表面涂装一层上述纳米改性环氧富锌底漆，经常温固化，形成纳米改性环氧富锌底漆层，所述纳米改性环氧富锌底漆层的厚度为60μm；在所述纳米改性环氧富锌底漆层的表面采用喷涂的方式涂装一层上述弹性自修复环氧云铁中间漆，经常温固化，形成弹性自修复环氧云铁中间漆层，所述弹性自修复环氧云铁中间漆层的厚度为120μm；最后，在弹性自修复环氧云铁中间漆层的表面采用喷涂的方式涂装一层上述脂肪族聚氨酯面漆，经常温固化，形成所述脂肪族聚氨酯面漆层，所述脂肪族聚氨酯面漆层的厚度为60μm；所述纳米改性环氧富锌底漆层、弹性自修复环氧云铁中间漆层和脂肪族聚氨酯面漆层形成所述自修复型高耐久防腐复合涂层；7天后，对所述自修复型高耐久防腐复合涂层进行性能检测，检测数据如表1所示，其近红外反射率曲线图如图1所示。
实施例4
相较于实施例3，唯一的区别在于实施例4表面处理后的钢板采用自来水完全润湿后，吹去可见水滴，于潮湿表面依次固结纳米改性环氧富锌底漆层、弹性自修复环氧云铁中间漆层和脂肪族聚氨酯面漆层形成所述自修复型高耐久防腐复合涂层；7天后，对所述自修复型高耐久防腐复合涂层进行检测，检测数据如表1所示，其近红外反射率曲线图如图2所示。
对比例1
相较于实施例3，区别仅在于：纳米改性环氧富锌底漆的制备中，采用固体环氧树脂(DER 671-x75)等量代替改性液体环氧树脂(KD-175X90)，用锌粉等量替代纳米ZnO(3005029)和纳米Al2O3(1301001)，采用等量的普通的聚酰胺固化剂(购自镇江丹宝树脂有限公司，型号为115-80)代替改性聚酰胺环氧固化剂(Ancamide 2634)。
对比例2
相较于实施例4，区别仅在于：纳米改性环氧富锌底漆的制备中，固体环氧树脂(DER 671-x75)等量代替改性液体环氧树脂(KD-175X90)；采用等量的普通的聚酰胺固化剂(购自镇江丹宝树脂有限公司，型号为115-80)代替改性聚酰胺环氧固化剂(Ancamide2634)。
对比例3
相较于实施例3，区别仅在于：弹性自修复环氧云铁中间漆的制备中，采用云母氧化铁粉末等量代替自修复微胶囊，采用固体环氧树脂(DER 671-x75)等量代替新戊二醇二缩水甘油醚(HyPox RM20)。
对比例4
相较于实施例3，区别仅在于：脂肪族聚氨酯面漆的制备中，采用普通羟基丙烯酸(购自佛山市高明同德化工有限公司，型号为1165A)等量替代硅改性羟基丙烯酸树脂(TL5100)，采用溶剂B等量替代抗老化助剂。
对比例5
相较于实施例3，区别仅在于：采用普通颜料(白颜料为杜邦钛白科技(上海)有限公Ti-pure R-902P钛白粉，黑颜料为购自上海锴铠科贸有限公司的N510碳黑)代替热反射颜料调制相近的颜色(ΔE≤1)。
实施例与对比例的性能测试
对实施例1-4和对比例1-5所获得的自修复型高耐久防腐复合涂层进行底漆拉开法附着力测试、耐冲击性测试、近红外反射率测试、水接触角测试、耐人工老化性能测试、耐盐雾性能测试、50kg.cm冲击后的耐盐雾性能测试，依据标准分别为：GB/T 5210、GB/T1732、GJB 2502.2、GB/T 30693、GB/T 1865、GB/T 1771和GB/T 1771，测试结果如下表1所示：
表1
从表1可以看出，实施例3的综合性能最为优异，相较于实施例3，对比例1的底漆拉开附着力、耐盐雾性能以及50kg.cm冲击后的耐盐雾性能均较逊色，对比例3底漆拉开附着力、耐冲击性能以及50kg.cm冲击后的耐盐雾性能也明显逊色于实施例3，而对比例4的底漆拉开附着力、水接触角以及耐人工老化性能均较逊色，对比例5的底漆拉开附着力、近红外反射率和耐人工老化性能均较为逊色。
而对比例2相较于实施例4，底漆拉开附着力、耐盐雾性能以及50kg.cm冲击后的耐盐雾性能均逊色很多。
结合实施例3与对比例1、对比例3、对比例4和对比例5的制备方法以及实施例4与对比例2的制备方法可知，采用改性液体环氧树脂(KD-175X90)，纳米ZnO(3005029)和纳米Al2O3(1301001)和改性聚酰胺环氧固化剂(Ancamide 2634)改性后的环氧富锌底漆提高了本发明复合涂层在潮湿表面的附着力及耐盐雾性能；采用自修复微胶囊，新戊二醇二缩水甘油醚(HyPox RM20)制备的弹性自修复环氧云铁中间漆，大幅提高了本发明复合涂层的抗冲击性能，修复了涂层冲击后的微小缺陷，并大幅提高了本发明复合涂层冲击后的耐盐雾性能；面漆采用硅改性羟基丙烯酸树脂(TL5100)提高了本发明复合涂层的水接触角，赋予涂层疏水耐粘污性能，配合抗老化助剂的使用，大幅提升了复合涂层的耐老化性能，采用热反射颜料制备的深灰色面漆，大幅提升了太阳的热反射降温能力，同时对耐老化性能也有明显增强。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不仅限于所述的的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种自修复型高耐久防腐复合涂层，其特征在于，从下至上依次包括纳米改性环氧富锌底漆层、弹性自修复环氧云铁中间漆层和脂肪族聚氨酯面漆层；
所述纳米改性环氧富锌底漆层由如下重量份的组分制成：
所述弹性自修复环氧云铁中间漆层由如下重量份的组分制成：
所述脂肪族聚氨酯面漆层由如下重量份的组分制成：
2.据权利要求1所述的一种自修复型高耐久防腐复合涂层，其特征在于，所述纳米改性环氧富锌底漆层的厚度为60-80μm；所述弹性自修复环氧云铁中间漆层的厚度为100-300μm；所述脂肪族聚氨酯面漆层的厚度为60-80μm。
3.据权利要求1或2所述的一种自修复型高耐久防腐复合涂层，其特征在于，所述纳米改性环氧富锌底漆层的组分中，固体环氧树脂和改性液体环氧树脂按重量比为6:4混合而成；锌粉为500-1500目的片状锌粉；纳米金属氧化物由纳米ZnO和纳米Al2O3按重量比7:3混合而成；溶剂A由二甲苯和正丁醇按重量比7:3混合而成；所述稀释剂A即为溶剂A；环氧固化剂为改性聚酰胺环氧固化剂和脂肪胺肪氧固化剂按重量比7:3混合而成。
4.据权利要求1或2所述的一种自修复型高耐久防腐复合涂层，其特征在于，所述弹性自修复环氧云铁中间漆层的组分中，增韧环氧树脂为长链线性分子结构中含有羟基官能团的聚醚化合物。
5.据权利要求1或2所述的一种自修复型高耐久防腐复合涂层，其特征在于，所述脂肪族聚氨酯面漆层的组分中，改性羟基丙烯酸树脂为硅改性羟基丙烯酸树脂；热反射颜料由钛白粉和黑颜料按重量比为2：1调至灰色；溶剂B由乙酸正丁酯、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯按重量比3:5:2混合而成；稀释剂B即为溶剂B；抗老化助剂由苯并三氮唑类物质和受阻胺光稳定剂按重量比2:1混合而成。
6.据权利要求5所述的一种自修复型高耐久防腐复合涂层，其特征在于，所述硅改性羟基丙烯酸树脂以长链的聚丙烯酸酯为骨架结构，两侧分别为功能性硅链段和羟基官能团。
7.一种制备如权利要求1-6任意一项所述的自修复型高耐久防腐复合涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)纳米改性环氧富锌底漆的制备
按上述重量比，将溶剂A、分散剂、固体环氧树脂和改性液体环氧树脂投入搅拌釜中，低速搅拌10min，再加入锌粉和纳米金属氧化物，高速搅拌30min，再加入消泡剂、防沉剂，中速搅拌20min，即得到纳米改性环氧富锌底漆甲组份；按照甲组份重量的1/10准备好环氧固化剂作为乙组份；将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述纳米改性环氧富锌底漆。
(2)弹性自修复环氧云铁中间漆的制备
按上述重量比，将溶剂A、分散剂、固体环氧树脂和增韧环氧树脂投入搅拌釜中，低速搅拌10min，再加云母氧化铁粉末，高速搅拌30min，然后加入自修复微胶囊和适当助剂消泡剂、防沉剂，中速搅拌20min，即得到弹性自修复环氧云铁中间漆丙组份；按照丙组份重量的1/10准备好改性聚胺固化剂作为丁组份；将上述丙组分和丁组份混合在一起，并加入稀释剂A，搅拌3min混合均匀，即得到所述弹性自修复环氧云铁中间漆。
(3)脂肪族聚氨酯面漆的制备
按上述重量比，将改性羟基丙烯酸树脂、分散剂、溶剂B投入搅拌釜中，低速搅拌10min，再加热反射颜料粉末，低速搅拌5min，采用分散研磨机研磨至细度不大于35μm，然后加入抗老化助剂、消泡剂、防沉剂和润湿分散剂，中速搅拌20min，即得到脂肪族聚氨酯面漆戊组份。按照戊组份重量的1/6准备好脂肪族异氰酸酯固化剂作为己组份；将上述戊组分和己组份混合在一起，并加入稀释剂B，搅拌3min混合均匀，即得到所述脂肪族聚氨酯面漆。
(4)自修复型高耐久防腐复合涂层的制备
根据国际标准化组织标准ISO 8501中Sa2.5级或St3级标准，对待涂的钢铁表面进行表面处理，在潮湿表面施工时应吹除聚集的水滴；采用喷涂或辊刷的方式在钢铁表面涂装一层上述纳米改性环氧富锌底漆，经常温固化，形成纳米改性环氧富锌底漆层，在所述纳米改性环氧富锌底漆层的表面采用喷涂或辊刷的方式涂装一层上述弹性自修复环氧云铁中间漆，经常温固化，形成弹性自修复环氧云铁中间漆层，最后，在弹性自修复环氧云铁中间漆层的表面采用喷涂或辊刷的方式涂装一层上述脂肪族聚氨酯面漆，经常温固化，形成所述脂肪族聚氨酯面漆层；所述纳米改性环氧富锌底漆层、弹性自修复环氧云铁中间漆层和脂肪族聚氨酯面漆层形成所述自修复型高耐久防腐复合涂层。
8.据权利要求7所述的自修复型高耐久防腐复合涂层的制备方法，其特征在于，所述低速搅拌的转速为250-350rpm；所述中速搅拌的转速为450-550rpm；所述中速搅拌的转速为650-750rpm。
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Address before: 214413 West Zhujia lane, Gushan Town, Jiangyin City, Wuxi City, Jiangsu Province

Patentee before: JIANGYIN OSAKA PAINT CO.,LTD.