CN111171700B - 一种防腐涂层及其涂装工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防腐涂层，包括以下重量份的原料：水性双组分聚氨酯80～90份、水溶性酚醛树脂20～27份、纳米金属粒子6～9份、纳米石墨烯1.8～2.8份、纳米二氧化硅3～4.5份、分散剂2～2.5份、消泡剂1～1.4份、流平剂0.8～1.2份。本发明的防腐涂层通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的水性双组分聚氨酯、水溶性酚醛树脂、纳米金属粒子、纳米石墨烯、纳米二氧化硅、分散剂、消泡剂、流平剂，既充分发挥各原料的优点，又相互补充，相互促进，制得的防腐涂层具有优异的耐腐蚀性能；且耐水性好，机械强度高，和热稳定性好，耐磨性能优良，总之综合性能好。

Description

一种防腐涂层及其涂装工艺
技术领域
本发明涉及涂料及其涂装技术领域，具体涉及一种防腐涂层及其涂装工艺。
背景技术
涂层(coating)是涂料一次施涂所得到的固态连续膜，是为了防护，绝缘，装饰等目的，涂布于金属，织物，塑料等基体上的塑料薄层。涂料可以为气态、液态、固态，通常根据需要喷涂的基质决定涂料的种类和状态。
用水代替有机溶剂或分散介质是水性涂料的最大特点。正因如此，使用水性涂料可节约大量的石油类资源，大大减少涂料中有机溶剂挥发对大气的污染。而水性聚氨酯涂料是水性涂料的一种，在这种优势的基础上又融入了聚氨酯涂料优异的耐磨性、优良的耐化学药品和耐油性、耐高温和低温固化性能以及涂膜固化后的无毒性等特性，使得水性聚氨酯涂料被称为典型的环保型低VOC涂料。但是与传统的溶剂型聚氨酯涂料相比较，其耐水性较差，机械强度低，耐老化性和热稳定性也不够强。
基于上述情况，本发明提出了一种防腐涂层及其涂装工艺，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防腐涂层及其涂装工艺。本发明的防腐涂层通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的水性双组分聚氨酯、水溶性酚醛树脂、纳米金属粒子、纳米石墨烯、纳米二氧化硅、分散剂、消泡剂、流平剂，既充分发挥各原料的优点，又相互补充，相互促进，制得的防腐涂层具有优异的耐腐蚀性能；且耐水性好，机械强度高，和热稳定性好，耐磨性能优良，总之综合性能好。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种防腐涂层，包括以下重量份的原料：
水性双组分聚氨酯80～90份、
水溶性酚醛树脂20～27份、
纳米金属粒子6～9份、
纳米石墨烯1.8～2.8份、
纳米二氧化硅3～4.5份、
分散剂2～2.5份、消泡剂1～1.4份、流平剂0.8～1.2份。
本发明的防腐涂层通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的水性双组分聚氨酯、水溶性酚醛树脂、纳米金属粒子、纳米石墨烯、纳米二氧化硅、分散剂、消泡剂、流平剂，既充分发挥各原料的优点，又相互补充，相互促进，制得的防腐涂层具有优异的耐腐蚀性能；且耐水性好，机械强度高，和热稳定性好，耐磨性能优良，总之综合性能好。
优选的，所述防腐涂层包括以下重量份的原料：
水性双组分聚氨酯85份、
水溶性酚醛树脂23.5份、
纳米金属粒子7.8份、
纳米石墨烯2.3份、
纳米二氧化硅3.7份、
分散剂2.25份、消泡剂1.2份、流平剂1份。
优选的，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：(25～45)：(1～3)。
优选的，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：35：1.85。
优选的，所述水性多异氰酸酯为科思创公司的牌号为Bayhydur XP 2655的水性多异氰酸酯。
优选的，所述纳米金属粒子为纳米锌。
优选的，所述纳米石墨烯为纳米石墨烯微片。
优选的，所述分散剂纳米分散剂ECO-2500。
优选的，所述消泡剂消泡剂LD-02。
优选的，所述流平剂流平剂LD-108A。
本发明还提供一种所述的防腐涂层的涂装工艺，包括下列步骤：
1)按重量份分别称取所述防腐涂层的各原料，备用；
2)将所述防腐涂层的各原料混合，并采用高速分散使各原料混合均匀，且在高速分散混合过程中添加水调节粘度；
3)将步骤2)得到的涂料，采用喷涂的方式涂装在基材表面，喷涂厚度为50～150um，喷涂后在45～65℃条件下，固化4h以上，然后常温固化12h以上，得到所述防腐涂层。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的防腐涂层通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的水性双组分聚氨酯、水溶性酚醛树脂、纳米金属粒子、纳米石墨烯、纳米二氧化硅、分散剂、消泡剂、流平剂，既充分发挥各原料的优点，又相互补充，相互促进，制得的防腐涂层具有优异的耐腐蚀性能；且耐水性好，机械强度高，和热稳定性好，耐磨性能优良，总之综合性能好。
本发明的防腐涂层的原料中，添加了水性双组分聚氨酯，优选的，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：(25～45)：(1～3)。更优选的，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：35：1.85。更优选的，所述水性多异氰酸酯为科思创公司的牌号为BayhydurXP 2655的水性多异氰酸酯。选用聚醚型水性聚氨酯为涂层提供良好的柔韧性，且机械强度较高；添加超支化水性聚氨酯后，提高了涂层体系的交联密度，进一步提升了耐腐蚀性能，改善了本发明的防腐涂层的硬度、热稳定性和耐水性能；添加BayhydurXP 2655的水性多异氰酸酯后，其在本发明的原料体系中，能够快速地分散均匀，且可改善本发明的防腐涂层的耐水性；
本发明的防腐涂层的原料中，添加了纳米金属粒子；优选的，所述纳米金属粒子为纳米锌。纳米锌的添加在本发明的防腐涂层后期使用过程中作为牺牲阳极，可大大保护本发明的防腐涂层，从而大大提升了耐腐蚀性能；
本发明的防腐涂层的原料中，添加了水溶性酚醛树脂，与在本发明的防腐涂层的原料体系中与其他组分相互配合，起到良好的协同作用，使本发明的防腐涂层的耐腐蚀性能进一步提升，且改善了本发明的防腐涂层的硬度和热稳定性；
本发明的防腐涂层的原料中，添加了纳米石墨烯；优选的，所述纳米石墨烯为纳米石墨烯微片。在本发明的防腐涂层的原料体系中与其他组分相互配合，起到良好的协同作用，使本发明的防腐涂层的耐腐蚀性能大大提升；同时可提升本发明的防腐涂层的耐磨性能；
本发明的防腐涂层的原料中，添加了纳米二氧化硅，在本发明的防腐涂层的原料体系中与其他组分相互配合，起到良好的协同作用，可大大提升本发明的防腐涂层的致密性和硬度，提升耐腐蚀性能；
本发明的防腐涂层的原料中，添加了分散剂；优选的，所述分散剂纳米分散剂ECO-2500。本发明的防腐涂层的原料中，添加了消泡剂；优选的，所述消泡剂消泡剂LD-02。本发明的防腐涂层的原料中，添加了流平剂；优选的，所述流平剂流平剂LD-108A。以上添加剂均为水溶性添加剂，尤其是纳米分散剂ECO-2500可使本发明的防腐涂层的原料体系中的纳米金属粒子、纳米石墨烯、纳米二氧化硅很好地分散均匀；三种添加剂的添加，相互配合，起到良好的协同作用，保证了本发明的防腐涂层的良好外观，且保证了防腐涂层具有优异的耐腐蚀性能；且耐水性好，机械强度高，和热稳定性好，耐磨性能优良，总之综合性能好。
本发明的涂装工艺工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种防腐涂层，包括以下重量份的原料：
水性双组分聚氨酯80～90份、
水溶性酚醛树脂20～27份、
纳米金属粒子6～9份、
纳米石墨烯1.8～2.8份、
纳米二氧化硅3～4.5份、
分散剂2～2.5份、消泡剂1～1.4份、流平剂0.8～1.2份。
优选的，所述防腐涂层包括以下重量份的原料：
水性双组分聚氨酯85份、
水溶性酚醛树脂23.5份、
纳米金属粒子7.8份、
纳米石墨烯2.3份、
纳米二氧化硅3.7份、
分散剂2.25份、消泡剂1.2份、流平剂1份。
优选的，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：(25～45)：(1～3)。
优选的，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：35：1.85。
优选的，所述水性多异氰酸酯为科思创公司的牌号为Bayhydur XP 2655的水性多异氰酸酯。
优选的，所述纳米金属粒子为纳米锌。
优选的，所述纳米石墨烯为纳米石墨烯微片。
优选的，所述分散剂纳米分散剂ECO-2500。
优选的，所述消泡剂消泡剂LD-02。
优选的，所述流平剂流平剂LD-108A。
本发明还提供一种所述的防腐涂层的涂装工艺，包括下列步骤：
1)按重量份分别称取所述防腐涂层的各原料，备用；
2)将所述防腐涂层的各原料混合，并采用高速分散使各原料混合均匀，且在高速分散混合过程中添加水调节粘度；
3)将步骤2)得到的涂料，采用喷涂的方式涂装在基材表面，喷涂厚度为50～150um，喷涂后在45～65℃条件下，固化4h以上，然后常温固化12h以上，得到所述防腐涂层。
实施例2：
一种防腐涂层，包括以下重量份的原料：
水性双组分聚氨酯80份、
水溶性酚醛树脂20份、
纳米金属粒子6份、
纳米石墨烯1.8份、
纳米二氧化硅3份、
分散剂2份、消泡剂1份、流平剂0.8份。
在本实施例中，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：45：1。
在本实施例中，所述水性多异氰酸酯为科思创公司的牌号为Bayhydur XP2655的水性多异氰酸酯。
在本实施例中，所述纳米金属粒子为纳米锌。
在本实施例中，所述纳米石墨烯为纳米石墨烯微片。
在本实施例中，所述分散剂纳米分散剂ECO-2500。
在本实施例中，所述消泡剂消泡剂LD-02。
在本实施例中，所述流平剂流平剂LD-108A。
在本实施例中，所述的防腐涂层的涂装工艺，包括下列步骤：
1)按重量份分别称取所述防腐涂层的各原料，备用；
2)将所述防腐涂层的各原料混合，并采用高速分散使各原料混合均匀，且在高速分散混合过程中添加水调节粘度；
3)将步骤2)得到的涂料，采用喷涂的方式涂装在基材表面，喷涂厚度为120um，喷涂后在45℃条件下，固化4h以上，然后常温固化12h以上，得到所述防腐涂层。
实施例3：
一种防腐涂层，包括以下重量份的原料：
水性双组分聚氨酯90份、
水溶性酚醛树脂27份、
纳米金属粒子9份、
纳米石墨烯2.8份、
纳米二氧化硅4.5份、
分散剂2.5份、消泡剂1.4份、流平剂1.2份。
在本实施例中，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：25：3。
在本实施例中，所述水性多异氰酸酯为科思创公司的牌号为Bayhydur XP2655的水性多异氰酸酯。
在本实施例中，所述纳米金属粒子为纳米锌。
在本实施例中，所述纳米石墨烯为纳米石墨烯微片。
在本实施例中，所述分散剂纳米分散剂ECO-2500。
在本实施例中，所述消泡剂消泡剂LD-02。
在本实施例中，所述流平剂流平剂LD-108A。
在本实施例中，所述的防腐涂层的涂装工艺，包括下列步骤：
1)按重量份分别称取所述防腐涂层的各原料，备用；
2)将所述防腐涂层的各原料混合，并采用高速分散使各原料混合均匀，且在高速分散混合过程中添加水调节粘度；
3)将步骤2)得到的涂料，采用喷涂的方式涂装在基材表面，喷涂厚度为120um，喷涂后在65℃条件下，固化4h以上，然后常温固化12h以上，得到所述防腐涂层。
实施例4：
一种防腐涂层，包括以下重量份的原料：
水性双组分聚氨酯85份、
水溶性酚醛树脂23.5份、
纳米金属粒子7.8份、
纳米石墨烯2.3份、
纳米二氧化硅3.7份、
分散剂2.25份、消泡剂1.2份、流平剂1份。
在本实施例中，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：35：1.85。
在本实施例中，所述水性多异氰酸酯为科思创公司的牌号为Bayhydur XP2655的水性多异氰酸酯。
在本实施例中，所述纳米金属粒子为纳米锌。
在本实施例中，所述纳米石墨烯为纳米石墨烯微片。
在本实施例中，所述分散剂纳米分散剂ECO-2500。
在本实施例中，所述消泡剂消泡剂LD-02。
在本实施例中，所述流平剂流平剂LD-108A。
在本实施例中，所述的防腐涂层的涂装工艺，包括下列步骤：
1)按重量份分别称取所述防腐涂层的各原料，备用；
2)将所述防腐涂层的各原料混合，并采用高速分散使各原料混合均匀，且在高速分散混合过程中添加水调节粘度；
3)将步骤2)得到的涂料，采用喷涂的方式涂装在基材表面，喷涂厚度为120um，喷涂后在55℃条件下，固化4h以上，然后常温固化12h以上，得到所述防腐涂层。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的防腐涂层以及普通防腐涂层(厚度与实施例4相同，涂装工艺与实施例4相同)进行性能测试，测试结果如表1所示：
其中，耐磨性：按ASTM D 4060所示的方法进行测试，磨轮CS-17，负荷1000g。
耐盐雾性：按ASTM B 117所示的方法进行测试。
铅笔硬度和耐冲击性能均参照本领域的标准测试方法进行测试。
表1
Figure BDA0002369040100000091
从上表可以看出，与普通防腐涂层相比，本发明的防腐涂层具有以下优点：盐雾试验可达10000h以上，具有优异的耐腐蚀性能；耐磨性能优良；硬度较高；耐冲击性能好，柔韧性好。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种防腐涂层，其特征在于，包括以下重量份的原料：
水性双组分聚氨酯80～90份、
水溶性酚醛树脂20～27份、
纳米金属粒子6～9份、
纳米石墨烯1.8～2.8份、
纳米二氧化硅3～4.5份、
分散剂2～2.5份、消泡剂1～1.4份、流平剂0.8～1.2份；
所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：（25～45）：（1～3）；
所述纳米金属粒子为纳米锌。
2.根据权利要求1所述的防腐涂层，其特征在于，所述防腐涂层包括以下重量份的原料：
水性双组分聚氨酯85份、
水溶性酚醛树脂23.5份、
纳米金属粒子7.8份、
纳米石墨烯2.3份、
纳米二氧化硅3.7份、
分散剂2.25份、消泡剂1.2份、流平剂1份。
3.根据权利要求1所述的防腐涂层，其特征在于，所述水性双组分聚氨酯包括聚醚型水性聚氨酯、超支化水性聚氨酯和水性多异氰酸酯，其中三者的质量之比为65：35：1.85。
4.根据权利要求1所述的防腐涂层，其特征在于，所述水性多异氰酸酯为科思创公司的牌号为Bayhydur XP 2655的水性多异氰酸酯。
5.根据权利要求1所述的防腐涂层，其特征在于，所述分散剂为 ECO-2500。
6.根据权利要求1所述的防腐涂层，其特征在于，所述消泡剂为LD-02。
7.根据权利要求1所述的防腐涂层，其特征在于，所述流平剂为LD-108A。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的防腐涂层的涂装工艺，其特征在于，包括下列步骤：
1）按重量份分别称取所述防腐涂层的各原料，备用；
2）将所述防腐涂层的各原料混合，并采用高速分散使各原料混合均匀，且在高速分散混合过程中添加水调节粘度；
3）将步骤2）得到的涂料，采用喷涂的方式涂装在基材表面，喷涂厚度为50～150um，喷涂后在45～65℃条件下，固化4h以上，然后常温固化12h以上，得到所述防腐涂层。
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