CN112898863A - 一种防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种防腐涂料及其制备方法，该防腐涂料包括里层涂料与表层涂料，里层涂料涂刷形成的里涂层的厚度为500‑800μm，表层涂料涂刷形成的表涂层厚度为80‑120μm，其中里涂层与所保护的金属件的表面直接接触，表涂层涂刷在里涂层的外表面，所述里层涂料由里层活性组分与固化剂组分按比例配制而成，所述表层涂料由表层活性组分与固化剂组分按比例配制而成。本发明通过蒙脱石、聚乙烯纤维等材料制备形成具有良好导水能力的改性聚乙烯纤维，加速涂层中自由水的传导，从而加速涂层的干燥，同时还能够提升涂层的抗收缩、抗冲击能力以及保温绝热能力，同时本发明采用环氧树脂体系，提升涂层与金属固件的结合力力，使得涂层对腐蚀介质的屏蔽作用增强。

Description

一种防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于特种涂料生产加工技术领域，具体的，涉及一种防腐涂料及其制备方法。
背景技术
防腐涂料是油漆涂料中必不可少的一种涂料，防腐涂料能够对金属、木质材料等进行有效的防腐保护作用，延长所保护材料的有效使用寿命，因此为了保证防腐涂料的防腐效果，一方面要保证防腐涂料的自身性质，另一方面要提高防腐涂料与所保护材料表面的结合性质。
在现有技术中，防腐涂料的防腐原理主要为化学防腐、物理防腐与电化学作用防腐，其中化学防腐是通过在防腐涂料中添加两性化合物，来应对环境的酸碱腐蚀，物理防腐原理就是通过防腐涂料所成的涂层将所防护材料与环境进行隔离，从而达到防腐的目的，而电化学防腐则是通过在防腐涂料产生防腐离子使金属表面钝化，阻止金属离子的溶出，从而达到防腐的目的，在现有技术中常会将几种方法搭配进行使用以使防腐涂料能够达到更加优良的防腐效果，而防腐涂料又分为常规防腐涂料以及相对于常规防腐涂料的重防腐涂料，重防腐涂料能在相对苛刻的环境中进行使用，保护期限更长，但是重防腐涂料由于其厚度更厚，也会带来干燥速度慢、结合力要求高等问题，为了解决这一问题，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防腐涂料及其制备方法。
本发明需要解决的技术问题为：
1、在现有技术中，为了保证防腐效果，重防腐涂料的涂层厚度相较于常规防腐涂料，其涂层厚度也有很大的提升，而随着涂层厚度的提升，对涂层与所涂覆表面之间的结合力以及涂层的抗冲击要求就越高，同时随着涂层厚度的提高，也大大降低了涂层的干燥速度，从而导致闪锈现象较为严重；
2、在现有技术中，水性防腐涂料在使用时，由于水本身为电导体，容易与金属表明发生闪锈，对金属表面造成伤害，如何降低或抑制水性涂料对金属表面的闪锈伤害，是目前需要解决的问题之一。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种防腐涂料，该防腐涂料包括里层涂料与表层涂料，里层涂料涂刷形成的里涂层的厚度为500-800μm，表层涂料涂刷形成的表涂层厚度为80-120μm，其中里涂层与所保护的金属件的表面直接接触，表涂层涂刷在里涂层的外表面，所述里层涂料由里层活性组分与固化剂组分按比例配制而成，所述表层涂料由表层活性组分与固化剂组分按比例配制而成，其中里层涂料由以下重量份的原料制备而成：
环氧树脂25-35重量份、环氧树脂活性稀释剂3-5重量份、水性防闪锈剂0.25-0.5重量份、海泡石粉6-8重量份、改性聚乙烯纤维0.2-0.25重量份、填料8-12重量份、水性分散剂0.1-0.6重量份与水12-15重量份；
所述环氧树脂活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、乙二醇双缩水甘油醚、间苯二酚双缩水甘油醚中的一种；
所述填料为石英粉、云母粉中的一种；
所述表层活性组分由以下重量份的原料制备而成：
环氧树脂25-35重量份、环氧树脂活性稀释剂3-5重量份、玻璃鳞片微片0.8-1.3重量份、海泡石粉6-8重量份、填料6-10重量份、水性分散剂0.1-0.6重量份与水12-15重量份；
本发明所述里层涂料与表层涂料中均添加有助添加剂，所述助添加剂包括但不限于破泡剂、抑泡剂、流平剂；
所述固化剂组分由以下重量百分比的原料加工而成：
水性环氧固化剂40％-60％、去离子水40％-60％。
该防腐涂料的制备工艺包括如下步骤：
步骤一：里层活性组分的制备
S1、取乙烯-醋酸乙烯共聚物加入二甲苯中，乙烯-醋酸乙烯共聚物在二甲苯中的加入量为0.2-0.3g/mL，加热溶解，其中乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为30％-40％，待乙烯-醋酸乙烯共聚物完全溶解后，向其中加入蒙脱石，搅拌混合均匀后保温在75-80℃待用，其中乙烯-醋酸乙烯共聚物与蒙脱石的质量之比为1:2-3.5；
S2、向上一步骤得到的混合物中加入聚乙烯纤维，在75-80℃的温度环境下以600-720r/min的转速搅拌5-10min使聚乙烯纤维分散，搅拌结束将聚乙烯纤维取出后加入25-35℃的去离子水中，静置10-25min后取出在50-60℃的温度下烘干干燥，干燥后的聚乙烯纤维在1100-1300r/min的转速下高速搅拌分散5-10min，得到改性聚乙烯纤维待用，该步骤中通过升温搅拌能够降低环氧树脂的粘度，提高环氧树脂的流动性；
S3、按照重量份称取环氧树脂后加入环氧树脂活性稀释剂中，升温至55-65℃，以400-600r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后向其中加入助添加剂与防闪锈剂，继续以400-600r/min的转速搅拌10-20min得到树脂稀释料；
S4、取1/2上一步骤得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，以400-600r/min的转速搅拌5-10min后向其中加入改性聚乙烯纤维，以700-1000r/min的转速高速搅拌10-20min，使改性聚乙烯纤维均匀分散均匀得到混合物A；
S5、取1/2步骤S3中得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，开启搅拌装置以400-600r/min的转速开始搅拌，并向其中加入水性分散剂、海泡石粉与填料，添加完毕后，提升转速至700-1000r/min搅拌15-20min得到混合物B；
S6、在400-600r/min的转速搅拌条件下，逐渐向混合物A中加入混合物B，添加速度为α/min，其中α为混合物A总重量的1/10-1/7，当混合物B完全加入后，提升转速至700-1000r/min继续搅拌15-20min，使各固态组分均匀分散。
步骤二：表层活性组分的制备
SS1、按照重量份称取环氧树脂后加入环氧树脂活性稀释剂中，升温至55-65℃，以400-600r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后向其中加入助添加剂，继续以400-600r/min的转速搅拌10-20min得到树脂稀释料；
SS2、取1/2上一步骤得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，以400-600r/min的转速搅拌2-3min后向其中加入海泡石粉与助添加剂，以700-1000r/min的转速高速搅拌10-15min进行增粘得到混合物C；
SS3、取1/2步骤SS5中得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，开启搅拌装置以400-600r/min的转速开始搅拌，并向其中加入水性分散剂、填料与玻璃鳞片微片，添加完毕后，提升转速至700-1000r/min搅拌10-15min得到混合物D；
SS4、在400-600r/min的转速搅拌条件下，逐渐向混合物C中加入混合物D，添加速度为α/min，其中α为混合物A总重量的1/10-1/7，当混合物B完全加入后，提升转速至700-1000r/min继续搅拌15-20min，使各固态组分均匀分散。
步骤三：固化剂组分的制备
按照百分比称取水性环氧固化剂与去离子水，混合后搅拌均匀制得固化剂组分；
步骤四、里层涂料的制备
将里层活性组分与固化剂组分按照6-6.5:1的比例混合均匀后即得到里层涂料；
步骤五、表层涂料的制备
将表层活性组分与固化剂组分按照6.2-6.8:1的比例混合均匀后即得到表层涂料。
由于本发明中，里层涂料中通过改性聚乙烯纤维大大提升了里涂层内的水传导速度，虽然能够加快里涂层的干燥速度，但是同时也导致里涂层拥有较强的吸水能力，降低了里涂层的隔水能力，因此在里涂层的表面再涂覆一层拥有优异阻水能力的表涂层来弥补这一缺点。
本发明还包括该防腐涂料的施工方法：
配制60-75℃下的饱和碳酸钠乙醇溶液，将该溶液均匀喷洒在金属件表面，待饱和碳酸钠乙醇溶液中乙醇挥发后，在金属件表面形成均匀分散的少量的碳酸钠细颗粒；
将里层涂料均匀涂覆在金属件表面，形成厚度为500-800μm的里涂层；
当里涂层的含水量为8％-12％时，此时里涂层定型但未干燥，在里涂层的外表面涂覆一层厚度为80-120μm的表涂层。
本发明的有益效果：
1、本发明通过蒙脱石、聚乙烯纤维等材料制备形成具有良好导水能力的改性聚乙烯纤维，将该纤维混合在涂料中进行涂刷，在干燥过程中，该具有导水能力的改性聚乙烯纤维能够加速涂层中自由水的传导，从而加速涂层的干燥，由于蒙脱石具有很强的吸水膨胀能力，因此在干燥过程中，蒙脱石逐渐脱水，体积变小，在里涂层内形成微小的孔道结构，提升涂层的抗收缩、抗冲击能力以及保温绝热能力，同时本发明采用环氧树脂体系，环氧体系的涂层由于含有环氧基团而与金属固件具有超强的附着力，使得涂层对腐蚀介质的屏蔽作用增强；
2、本发明通过使用碳酸钠的乙醇溶液喷涂在金属件表面形成均匀分散的碳酸钠结晶颗粒，从而提高里涂层与金属件接触面的pH值，从而起到对闪锈现象的有效抑制，不需要将里涂料的pH值提升太高以影响里涂料的制备。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种防腐涂料，该防腐涂料包括里层涂料与表层涂料，其中里层涂料由以下重量份的原料制备而成：
环氧树脂30重量份、环氧树脂活性稀释剂3.5重量份、水性防闪锈剂0.35重量份、海泡石粉8重量份、改性聚乙烯纤维0.25重量份、填料8重量份、水性分散剂0.2重量份与水13重量份；
所述环氧树脂活性稀释剂为苯基缩水甘油醚；
所述填料为石英粉；
所述表层活性组分由以下重量份的原料制备而成：
环氧树脂30重量份、环氧树脂活性稀释剂3.5重量份、玻璃鳞片微片1.2重量份、海泡石粉8重量份、填料8重量份、水性分散剂0.2重量份与水13重量份；
本发明所述里层涂料与表层涂料中均添加有助添加剂，所述助添加剂包括破泡剂、抑泡剂、流平剂；
所述固化剂组分由以下重量百分比的原料加工而成：
水性环氧固化剂50％、去离子水50％。
该防腐涂料的制备工艺包括如下步骤：
步骤一：里层活性组分的制备
S1、取乙烯-醋酸乙烯共聚物加入二甲苯中，乙烯-醋酸乙烯共聚物在二甲苯中的加入量为0.2g/mL，加热溶解，其中乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为40％，待乙烯-醋酸乙烯共聚物完全溶解后，向其中加入蒙脱石，搅拌混合均匀后保温在80℃待用，其中乙烯-醋酸乙烯共聚物与蒙脱石的质量之比为1:3；
S2、向上一步骤得到的混合物中加入聚乙烯纤维，在80℃的温度环境下以600r/min的转速搅拌8min使聚乙烯纤维分散，搅拌结束将聚乙烯纤维取出后加入35℃的去离子水中，静置20min后取出在50℃的温度下烘干干燥，干燥后的聚乙烯纤维在1300r/min的转速下高速搅拌分散7min，得到改性聚乙烯纤维待用；
S3、按照重量份称取环氧树脂后加入环氧树脂活性稀释剂中，升温至55℃，以400r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后向其中加入助添加剂与防闪锈剂，继续以400r/min的转速搅拌15min得到树脂稀释料；
S4、取1/2上一步骤得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，以400r/min的转速搅拌7min后向其中加入改性聚乙烯纤维，以1000r/min的转速高速搅拌15min，使改性聚乙烯纤维均匀分散均匀得到混合物A；
S5、取1/2步骤S3中得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，开启搅拌装置以400r/min的转速开始搅拌，并向其中加入水性分散剂、海泡石粉与填料，添加完毕后，提升转速至1000r/min搅拌15min得到混合物B；
S6、在400r/min的转速搅拌条件下，逐渐向混合物A中加入混合物B，添加速度为α/min，其中α为混合物A总重量的1/10，当混合物B完全加入后，提升转速至1000r/min继续搅拌15min，使各固态组分均匀分散。
步骤二：表层活性组分的制备
SS1、按照重量份称取环氧树脂后加入环氧树脂活性稀释剂中，升温至55℃，以400r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后向其中加入助添加剂，继续以400r/min的转速搅拌15min得到树脂稀释料；
SS2、取1/2上一步骤得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，以400r/min的转速搅拌3min后向其中加入海泡石粉与助添加剂，以1000r/min的转速高速搅拌10min进行增粘得到混合物C；
SS3、取1/2步骤SS5中得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，开启搅拌装置以400r/min的转速开始搅拌，并向其中加入水性分散剂、填料与玻璃鳞片微片，添加完毕后，提升转速至1000r/min搅拌10min得到混合物D；
SS4、在400r/min的转速搅拌条件下，逐渐向混合物C中加入混合物D，添加速度为α/min，其中α为混合物A总重量的1/10，当混合物B完全加入后，提升转速至1000r/min继续搅拌15min，使各固态组分均匀分散。
步骤三：固化剂组分的制备
按照百分比称取水性环氧固化剂与去离子水，混合后搅拌均匀制得固化剂组分；
步骤四、里层涂料的制备
将里层活性组分与固化剂组分按照6.5:1的比例混合均匀后即得到里层涂料；
步骤五、表层涂料的制备
将表层活性组分与固化剂组分按照6.6:1的比例混合均匀后即得到表层涂料。
本发明所述防腐涂料的涂覆方法为：
配制70℃下的饱和碳酸钠乙醇溶液，将该溶液均匀喷洒在金属件表面，待饱和碳酸钠乙醇溶液中乙醇挥发后，在金属件表面形成均匀分散的少量的碳酸钠细颗粒；
将里层涂料均匀涂覆在金属件表面，形成厚度为500-800μm的里涂层；
当里涂层的含水量为10％时，在里涂层的外表面涂覆一层厚度为80-120μm的表涂层。
对比例1
对比实施例1，对比例1在里层活性组分中没有添加改性后的聚乙烯纤维。
对比例2
对比实施例1，对比例1在里层活性组分中采用等重量的为经改性处理的聚乙烯纤维替换改性聚乙烯纤维。
对比例3
对比实施例1，直接将里层涂料涂覆在未经处理的金属件表面。
试验结果
按照实施例1、对比例1至对比例3中的条件制备防腐涂料，并将该涂料涂覆在平整的低碳钢平板表面，对各组防腐涂料涂覆形成的涂层的干燥速度(干燥速度是指里涂层干燥至10％水份时再涂覆表涂层再到表涂层干燥这一段时间，养护条件为25℃温度环境，湿度为50％)、干燥后附着力、干燥后硬度、耐酸(8％盐酸，25℃温度环境下处理30天)、耐碱(8％氢氧化钠去离子水溶液，25℃温度环境下处理30天)、耐盐(10％氯化钠去离子水溶液，25℃温度环境下处理30天)与耐水(25℃温度环境下处理30天)能力以及抗闪锈能力(涂层干燥后剥落涂层，对低碳钢表面的闪锈锈蚀状况进行鉴定)继续拧检测，检测结果如表1所示；
表1
Figure BDA0002784267710000101
Figure BDA0002784267710000111
由表1所示的结果可知，本发明所述的防腐涂料具有干燥速度快，与金属表面的结合能力强的优点，同时具有良好的抗闪锈能力。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种防腐涂料，其特征在于，包括里层涂料与表层涂料，里层涂料涂刷形成的里涂层的厚度为500-800μm，表层涂料涂刷形成的表涂层厚度为80-120μm，其中里涂层与所保护的金属件的表面直接接触，表涂层涂刷在里涂层的外表面，所述里层涂料由里层活性组分与固化剂组分按比例配制而成，所述表层涂料由表层活性组分与固化剂组分按比例配制而成，其中里层涂料由以下重量份的原料制备而成：
环氧树脂25-35重量份、环氧树脂活性稀释剂3-5重量份、水性防闪锈剂0.25-0.5重量份、海泡石粉6-8重量份、改性聚乙烯纤维0.2-0.25重量份、填料8-12重量份、水性分散剂0.1-0.6重量份与水12-15重量份；
所述环氧树脂活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、乙二醇双缩水甘油醚、间苯二酚双缩水甘油醚中的一种；
所述填料为石英粉、云母粉中的一种；
所述表层活性组分由以下重量份的原料制备而成：
环氧树脂25-35重量份、环氧树脂活性稀释剂3-5重量份、玻璃鳞片微片0.8-1.3重量份、海泡石粉6-8重量份、填料6-10重量份、水性分散剂0.1-0.6重量份与水12-15重量份；
本发明所述里层涂料与表层涂料中均添加有助添加剂，所述助添加剂包括破泡剂、抑泡剂、流平剂；
所述固化剂组分由以下重量百分比的原料加工而成：
水性环氧固化剂40％-60％、去离子水40％-60％。
2.根据权利要求1所述的一种防腐涂料，其特征在于，该防腐涂料的施工方法为：
配制60-75℃下的饱和碳酸钠乙醇溶液，将该溶液均匀喷洒在金属件表面，待饱和碳酸钠乙醇溶液中乙醇挥发后，在金属件表面形成均匀分散的少量的碳酸钠细颗粒；
将里层涂料均匀涂覆在金属件表面，形成厚度为500-800μm的里涂层；
当里涂层的含水量为8％-12％时，在里涂层的外表面涂覆一层厚度为80-120μm的表涂层。
3.一种防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：里层活性组分的制备；
S1、取乙烯-醋酸乙烯共聚物加入二甲苯中，乙烯-醋酸乙烯共聚物在二甲苯中的加入量为0.2-0.3g/mL，加热溶解，其中乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为30％-40％，待乙烯-醋酸乙烯共聚物完全溶解后，向其中加入蒙脱石，搅拌混合均匀后保温在75-80℃待用，其中乙烯-醋酸乙烯共聚物与蒙脱石的质量之比为1:2-3.5；
S2、向上一步骤得到的混合物中加入聚乙烯纤维，在75-80℃的温度环境下以600-720r/min的转速搅拌5-10min使聚乙烯纤维分散，搅拌结束将聚乙烯纤维取出后加入25-35℃的去离子水中，静置10-25min后取出在50-60℃的温度下烘干干燥，干燥后的聚乙烯纤维在1100-1300r/min的转速下高速搅拌分散5-10min，得到改性聚乙烯纤维待用；
S3、按照重量份称取环氧树脂后加入环氧树脂活性稀释剂中，升温至55-65℃，以400-600r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后向其中加入助添加剂与防闪锈剂，继续以400-600r/min的转速搅拌10-20min得到树脂稀释料；
S4、取1/2上一步骤得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，以400-600r/min的转速搅拌5-10min后向其中加入改性聚乙烯纤维，以700-1000r/min的转速高速搅拌10-20min，使改性聚乙烯纤维均匀分散均匀得到混合物A；
S5、取1/2步骤S3中得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，开启搅拌装置以400-600r/min的转速开始搅拌，并向其中加入水性分散剂、海泡石粉与填料，添加完毕后，提升转速至700-1000r/min搅拌15-20min得到混合物B；
S6、在400-600r/min的转速搅拌条件下，逐渐向混合物A中加入混合物B，添加速度为α/min，其中α为混合物A总重量的1/10-1/7，当混合物B完全加入后，提升转速至700-1000r/min继续搅拌15-20min，使各固态组分均匀分散得到里层活性组分。
步骤二：表层活性组分的制备；
步骤三：固化剂组分的制备；
按照百分比称取水性环氧固化剂与去离子水，混合后搅拌均匀制得固化剂组分；
步骤四、里层涂料的制备；
将里层活性组分与固化剂组分按照6-6.5:1的比例混合均匀后即得到里层涂料；
步骤五、表层涂料的制备；
将表层活性组分与固化剂组分按照6.2-6.8:1的比例混合均匀后即得到表层涂料。
4.根据权利要求2所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述表层活性组分的制备工艺包括如下步骤：
SS1、按照重量份称取环氧树脂后加入环氧树脂活性稀释剂中，升温至55-65℃，以400-600r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后向其中加入助添加剂，继续以400-600r/min的转速搅拌10-20min得到树脂稀释料；
SS2、取1/2上一步骤得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，以400-600r/min的转速搅拌2-3min后向其中加入海泡石粉与助添加剂，以700-1000r/min的转速高速搅拌10-15min进行增粘得到混合物C；
SS3、取1/2步骤SS5中得到的树脂稀释料，向其中加入1/2的水，开启搅拌装置以400-600r/min的转速开始搅拌，并向其中加入水性分散剂、填料与玻璃鳞片微片，添加完毕后，提升转速至700-1000r/min搅拌10-15min得到混合物D；
SS4、在400-600r/min的转速搅拌条件下，逐渐向混合物C中加入混合物D，添加速度为α/min，其中α为混合物A总重量的1/10-1/7，当混合物B完全加入后，提升转速至700-1000r/min继续搅拌15-20min，使各固态组分均匀分散得到表层活性组分。
5.根据权利要求2所述的一种防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、乙二醇双缩水甘油醚、间苯二酚双缩水甘油醚中的一种；所述填料为石英粉、云母粉中的一种；所述助添加剂包括破泡剂、抑泡剂、流平剂。
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