CN112521833A - 一种用于金属基体的水性防腐涂料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于金属基体的水性防腐涂料及其应用,属于涂料技术领域。包括以下重量份数的组分:水性环氧树脂10~69份,氟硅乳液5~69份,固体填料3~20份,稀释剂5~44份,固化剂2~20份,成膜助剂1~7份。本发明的水性防腐涂料成膜后,由于氟硅乳液的存在,使该涂膜在波浪的存在下能够高效地摩擦生电,生成的电荷负载在涂膜的表面,并感应到金属基体上,达到预防金属基体失电子被腐蚀的情况;同时,固体填料和水性环氧树脂的使用也使涂膜具有一定的防腐性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种用于金属基体的水性防腐涂料及其应用。
背景技术
金属防腐蚀保护是水环境使用设备的重要防护内容之一,对水中设备的长期稳定运行具有重要意义。防腐涂层是最常用的防腐蚀保护方法之一。随着环境保护的要求越来越高,水性防腐涂层成为防腐蚀保护的发展趋势。
随着经济的发展,中国面临的能源压力越来越大。研究有效利用各种可再生的清洁能源,实现能源可持续发展,对我国经济发展、社会稳定,乃至国防安全都有着重大的意义。利用摩擦过程中的摩擦起电和静电感应原理能够有效收集机械能能并将其转换为电能,这些电能可以通过阴极保护的方法实现基体的防腐蚀防护。
海洋防腐涂层是海洋船舶及装备的重要保护材料,防腐涂层的防腐效果对水上设备的保护及稳定使用起到重要作用。
但是,现有技术中公开的防腐涂料成分复杂,且防腐效果的达到均是依靠添加防腐填料实现,防腐机理单一,且防腐效果差。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种用于金属基体的水性防腐涂料及其应用,本发明提供的用于金属基体的水性防腐涂料防腐效果好。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种用于金属基体的水性防腐涂料,包括以下重量份数的组分:
优选地,所述固体填料包括氧化锌、二氧化硅、二氧化钛和二氧化锆中的一种或几种。
优选地,所述固体填料的粒径为1~100μm。
优选地,所述稀释剂为水、乙醇和异丙醇中的一种或几种。
优选地,所述固化剂为水性环氧固化剂EA-15、水性环氧固化剂EA-31和水性环氧固化剂H202B中的一种或几种。
优选地,所述成膜助剂为分散剂、消泡剂和偶联剂中的一种或几种。
优选地,所述分散剂为BYK-180、BYK-190和BYK-192中的一种或几种,以水性环氧树脂的重量份数为基准,所述分散剂的重量份数为1~7份。
优选地,所述消泡剂为BYK-019、BYK-024和BYK-028中的一种或几种,以水性环氧树脂的重量份数为基准,所述消泡剂的重量份数为1~7份。
优选地,所述偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的一种或几种,以水性环氧树脂的重量份数为基准,所述偶联剂的重量份数为1~7份。
本发明还提供了上述技术方案所述的用于金属基体的水性防腐涂料在金属基材防护领域中的应用,所述金属基材处于水环境中。
本发明提供了一种用于金属基体的水性防腐涂料,包括以下重量份数的组分:水性环氧树脂10~69份;氟硅乳液5~69份;固体填料3~20份;稀释剂5~44份;固化剂2~20份;成膜助剂1~7份。本发明的水性防腐涂料成膜后,由于氟硅乳液的存在,使该涂膜在波浪的存在下能够高效地摩擦生电,生成的电荷负载在涂膜的表面,并感应到金属基体上,达到预防金属基体失电子被腐蚀的情况;同时,固体填料和水性环氧树脂的使用也使涂膜具有一定的防腐性能。
具体实施方式
本发明提供了一种用于金属基体的水性防腐涂料,包括以下重量份数的组分:
在本发明中,如无特殊说明,本发明所用原料优选为市售产品。
本发明提供的用于金属基体的水性防腐涂料包括重量份数为10~69份的水性环氧树脂,优选为15~65份,进一步优选为20~60份,更优选为30~50份;本发明的具体实施例中,所述水性环氧树脂的重量份数优选为30份、40份或50份;所述水性环氧树脂优选为陶氏DER-916水性环氧树脂、NPED-420水性酚醛环氧树脂或CYD-014U水性环氧树脂。
以水性环氧树脂的重量份数为基准,本发明提供的用于金属基体的水性防腐涂料包括重量份数为5~69份的氟硅乳液,优选为10~60份,进一步优选为20~50份,更优选为30~40份;在本发明的具体实施例中,所述氟硅乳液的重量份数优选为20份、30份和40份;所述氟硅乳液优选为SD-5681氟硅乳液和/或HT-905FSi氟硅乳液中,进一步优选为SD-5681氟硅乳液。在本发明中,所述氟硅乳液中硅和氟的存在,使水性防腐涂料成膜后形成的膜材料具有高效的摩擦生电性,所形成的电荷能够防止金属基体因失电子被腐蚀。
以水性环氧树脂的重量份数为基准,本发明提供的用于金属基体的水性防腐涂料包括重量份数为3~20份的固体填料,优选为5~15份,进一步优选为10~15份,在本发明的具体实施例中,所述固体填料的重量份数优选为10份或15份;所述固体填料优选为氧化锌、二氧化硅、二氧化钛和二氧化锆中的一种或几种;进一步优选为二氧化硅;所述二氧化硅的型号优选为二氧化硅L125;所述固体填料的粒径优选为1~100μm,进一步优选为5~20μm。在本发明中,所述固体填料能够增加涂层的强度。
以水性环氧树脂的重量份数为基准,本发明提供的用于金属基体的水性防腐涂料包括重量份数为5~44份的稀释剂,优选为8~40份,进一步优选为10~20份,在本发明的具体实施例中,所述稀释剂的重量份数优选为10份、5份;所述稀释剂优选为水、乙醇和异丙醇中的一种或几种,进一步优选为水。在本发明中,所述稀释剂的作用为调节涂料粘度,方便施工。
以水性环氧树脂的重量份数为基准,本发明提供的用于金属基体的水性防腐涂料包括重量份数为2~20份的固化剂,优选为5~10份,进一步优选为8份,在本发明的具体实施例中,所述固化剂的重量份数优选为5份;所述固化剂优选为水性环氧固化剂EA-15、水性环氧固化剂EA-31和水性环氧H202B中的一种或几种,进一步优选为水性环氧固化剂EA-15。在本发明中,所述固化剂与树脂交联增加涂层的强度。
以水性环氧树脂的重量份数为基准,本发明提供的用于金属基体的水性防腐涂料包括重量份数为1~7份的成膜助剂,优选为2~6份,进一步优选为3~5份。在本发明的具体实施例中,所述成膜助剂的重量份数优选为5份;所述成膜助剂优选为分散剂、消泡剂和偶联剂中的一种或几种,进一步优选为分散剂。在本发明中,所述分散剂优选为BYK-180、BYK-190和BYK-192中的一种或几种,以水性环氧树脂的重量份数为基准,所述分散剂的重量份数优选为1~7份。在本发明中,所述消泡剂优选为BYK-019、BYK-024和BYK-028中的一种或几种,以水性环氧树脂的重量份数为基准,所述消泡剂的重量份数优选为1~7份。在本发明中,所述偶联剂优选为KH550、KH560和KH570中的一种或几种,以水性环氧树脂的重量份数为基准,所述偶联剂的重量份数优选为1~7份。
本发明对所述用于金属基体的水性防腐涂料的制备方法不做具体限定,采用本领域技术人员熟知的混合物制备方法即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的用于金属基体的水性防腐涂料在金属基体防护领域中的应用;所述金属基材处于水环境中。在本发明中,所述金属基体优选包括船舶表面、海工设备表面、近海管线或疏油管线。
在本发明中,所述水性防腐涂料涂覆于金属基体后,在波浪摩擦下,所述涂料所形成的涂层表面能够摩擦生电,产生的电荷在涂层表面能够作为替补电子,防止金属基体的腐蚀。
下面结合实施例对本发明提供的用于金属基体的水性防腐涂料及其应用进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将上述原料通过搅拌混合均匀,形成用于金属基体的水性防腐涂料;
所得用于金属基体的水性防腐涂料直接涂覆在金属基体上,室温固化成膜,得到水性防腐涂层。
实施例2
将上述原料通过搅拌混合均匀,形成用于金属基体的水性防腐涂料;
所得用于金属基体的水性防腐涂料直接涂覆在金属基体上,室温固化成膜,得到水性防腐涂层。
实施例3
将上述原料通过搅拌混合均匀,形成用于金属基体的水性防腐涂料;
所得用于金属基体的水性防腐涂料直接涂覆在金属基体上,室温固化成膜,得到水性防腐涂层。
实施例4
将上述原料通过搅拌混合均匀,形成用于金属基体的水性防腐涂料;
所得用于金属基体的水性防腐涂料直接涂覆在金属基体上,室温固化成膜,得到水性防腐涂层。
实施例5
实施例6
将上述原料通过搅拌混合均匀,形成用于金属基体的水性防腐涂料;
所得用于金属基体的水性防腐涂料直接涂覆在金属基体上,固化成膜,得到水性防腐涂层。
实施例7
与实施例1类似,区别仅在于,氟硅乳液的的重量份数为10份。
实施例8
与实施例1类似,区别仅在于,氟硅乳液的的重量份数为5份。
对比例1
与实施例1类似,区别仅在于,不加入氟硅乳液。
采用GB/T 1771-2007方法测试所得水性防腐涂层的防腐性,结果如表1所示。
表1水性防腐涂层的最大腐蚀时间测试结果
从表1可以看出:随着氟硅乳液的增加,涂层表面的疏水性增大,水越不容易渗进涂层中对基体产生腐蚀,因此防腐蚀性能提高。
采用固液摩擦起电方法测试所得水性防腐涂层的摩擦生电性,结果如表2所示。
表2水性防腐涂层的最大摩擦起电流密度测试结果
从表2可以看出:随着氟硅乳液的含量增大,涂层表面的氟元素随之增加,氟元素在与水摩擦过程中容易得电子,使涂层表面带有负电荷,因此涂层表面氟元素含量越多,水与涂层摩擦起电的性能越大,这些涂层跟水之间的摩擦所产生的电荷可以通过阴极保护的方式对金属进行防腐蚀保护。基于上述涂层的疏水性使得水不容易透过涂层,减少了水与金属的接触,使得防腐蚀性能提高;同时涂层与水之间的摩擦起电产生的电荷可以通过阴极防护的方式进行金属基体的保护,进一步增强了对金属的防腐蚀防护。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,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 (10)
2.根据权利要求1所述的水性防腐涂料,其特征在于,所述固体填料包括氧化锌、二氧化硅、二氧化钛和二氧化锆中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的水性防腐涂料,其特征在于,所述固体填料的粒径为1~100μm。
4.根据权利要求1所述的水性防腐涂料,其特征在于,所述稀释剂为水、乙醇和异丙醇中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的水性防腐涂料,其特征在于,所述固化剂为水性环氧固化剂EA-15、水性环氧固化剂EA-31和水性环氧固化剂H202B中的一种或几种。
6.根据权要求1所述的水性防腐涂料,其特征在于,所述成膜助剂为分散剂、消泡剂和偶联剂中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的水性防腐涂料,其特征在于,所述分散剂为BYK-180、BYK-190和BYK-192中的一种或几种,以水性环氧树脂的重量份数为基准,所述分散剂的重量份数为1~7份。
8.根据权利要求6所述的水性防腐涂料,其特征在于,所述消泡剂为BYK-019、BYK-024和BYK-028中的一种或几种,以水性环氧树脂的重量份数为基准,所述消泡剂的重量份数为1~7份。
9.根据权利要求6所述的水性防腐涂料,其特征在于,所述偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的一种或几种,以水性环氧树脂的重量份数为基准,所述偶联剂的重量份数为1~7份。
10.权利要求1~9任一项所述的用于金属基体的水性防腐涂料在金属基材防护领域中的应用,其特征在于,所述金属基材处于水环境中。
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