CN115537092B - 一种水性长效防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性长效防腐涂料及其制备方法，该水性长效防腐涂料包括如下重量份组分组成：改性聚合物10～20份、改性树脂20～30份、消泡剂1～3份、润湿分散剂0.2～0.6份、颜填料5～15份、增稠剂0.5～2份、成膜助剂1～3份。与现有技术相比，本发明制备的水性长效防腐涂料具有优异的耐介质性能，使用中附着力强，高温下不易起皮脱落。

Description

一种水性长效防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性防腐涂料技术领域，尤其涉及一种水性长效防腐涂料及其制备方法。
背景技术
腐蚀严重威胁着金属材料的安全性和实用性，防腐涂料不仅起到装饰作用，还要能保护基材免受空气中的水分、辐射、生物、机械及化学腐蚀。防腐的效果受漆膜性能、基材质量、漆膜与基材的相互作用和环境腐蚀程度等多方面影响。在各种防腐材料中，有机防腐涂料因其工艺简单、成本效益高、防腐性能可观而得到广泛应用。传统的有机聚合物涂料主要有聚氨酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、醇酸树脂、等。然而，传统溶剂型涂料排放的挥发性有机化合物是空气污染的重要来源之一，同时对环境、水安全和人体健康造成危害。水性防腐涂料主要是以水为溶剂和分散剂，具有超强的耐候性、长久的耐腐蚀性、自修复性、耐热性、耐溶剂性、高硬度以及可焊性而且不燃不爆、零VOC排放等优点。然而水性防腐涂料由于本身性能的缺陷，在长期使用过程中，会受外界环境的影响而破损或失去防腐功能，如不及时修复会造成基底材料的进一步腐蚀破坏和经济损失。为了提高材料的使用寿命、安全性和稳定性，开发一种水性长效防腐涂料势在必行。
发明专利CN110922855A公开了公开了一种水性耐高温长效防腐涂料及其制备方法，它包括甲组分和乙组分。甲组份的原料为：成膜物质水性酚醛环氧树脂、炭黑、防锈颜料、包含绢云母粉的体质颜料、防沉剂、去离子水、环氧硅烷偶联剂和其它助剂组成；乙组份的原料为：固化剂、丙二醇甲醚；甲组份、乙组份的质量比为(4～6):1。该发明通过使用水性酚醛环氧树脂作为成膜物质，配合绢云母粉，依靠其鳞片状结构，为涂层提供优异的抗渗透能力；并添加环氧硅烷偶联剂以提高涂层的交联程度和致密性，从而大大提高了涂层的耐热性、耐化学药品性、硬度及耐磨性，解决了目前水性涂料耐高温和长效防腐不能同时具备的缺点。但是该发明制备的水性耐高温长效防腐涂料附着力较弱，高温下易起皮脱落。
发明专利CN107312460A公开了一种长效型水性带锈防腐涂料，按照重量份数，由以下组分构成：改性高性能防腐乳液20～35份，三聚磷酸铝10～20份，磷酸锌6～12份，消泡剂0.1～0.8份，润湿分散剂2～4份，有机物螯合剂分散液10～20份，颜填料37～45份，防霉剂0.1～0.2份，防闪锈剂0.2～0.3份，去离子水7～12份。该发明提供的一种长效型水性带锈防腐涂料，通过提高涂膜的交联密度和涂膜强度，以及促使铁锈迅速分散、螯合，在短时间内使铁锈转化成致密的保护膜的方式，显著提高了涂层的耐久性，抗盐雾性和附着力。但是该方法制备的长效型水性带锈防腐涂料，抗腐蚀和高温效果不理想。
发明内容
有鉴于现有技术中水性长效防腐涂料耐介质性能差、附着力弱，高温下易起皮脱落的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有较高耐介质性能、附着力强和耐高温的水性长效防腐涂料及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
本发明的水性长效防腐涂料，包括如下重量份组分组成：改性聚合物10～20份、改性树脂20～30份、消泡剂1～3份、润湿分散剂0.2～0.6份、颜填料5～15份、增稠剂0.5～2份、成膜助剂1～3份。
一种水性长效防腐涂料，制备方法如下：
将原料按照重量份配方进行称选，然后将改性聚合物、改性树脂、消泡剂、润湿分散剂、颜填料、水混合搅拌1～3h，搅拌速度为200～500rpm，得到混合料，将混合料进行研磨处理，研磨后过250～400目，然后加入增稠剂、成膜助剂和水，以400～800r/min的速度进行匀速搅拌50～100min，得到均匀溶剂，通过50～70℃水浴蒸发，控制均匀溶剂在23℃于1000/s的剪切负荷下为80～150mPa·s的粘度，得到水性长效防腐涂料。
优选的，所述成膜助剂选用聚乙二醇、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、三丙二醇正丁醚中的至少一种。
优选的，所述消泡剂为矿物油类消泡剂和有机硅类消泡剂中的至少一种。
优选的，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂、纤维素增稠剂中的至少一种。
优选的，所述颜填料为钛白粉、高岭土、滑石粉、云母粉、白炭黑、氧化铁红、氧化铁黑中的至少一种。
优选的，所述润湿分散剂为丙烯酸酯类分散剂、聚氨酯类分散剂、聚酰胺类分散剂、烷基酚类分散剂中的至少一种。
优选的，所述改性聚合物采用如下方法制备而成，以重量份计：
S1、将0.5～1份对苯二胺溶于80～120份0.5～2mol/L盐酸和30～50份乙醇中，将溶液冷却至-10～-2℃，加入1～2份过硫酸铵和1～2份苯胺搅拌反应20～30min，搅拌速度为100～300rpm，然后加入30～50份0.5～2mol/L氢氧化铵水溶液，反应0.5～2h，然后减压过滤，将滤饼用水冲洗至中性，30～50℃真空干燥2～5h，真空度为0.01～0.05MPa，得到预聚物；
S2、将150～300份亚油酸、80～100份三羟甲基丙烷、80～100份十二烯基丁二酸酐和8～15份新戊二醇加入容器中，在氮气的保护下将温度提高到140～160℃，搅拌0.3～1h，搅拌速度为200～500rpm；然后以0.3～8℃/min的速度加热至200～250℃，反应1～3h，得到混合物；
S3、在90～100℃和氮气的保护下，在50～70份N-甲基吡咯烷酮中加入0.02～0.2份催化剂和70～80份4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，再加入130～140份步骤S2制备的混合物、20～30份丙三醇聚氧丙烯醚和10～20份2,2-二甲基-3-羟基丙酸在氮气的保护下搅拌反应1～3h，然后将温度降至40～60℃，加入步骤S1制备的预聚物反应0.5～2h，然后加入5～10份三乙胺反应0.5～2h，冷却到室温，加入40～60份水和5～15份异佛尔酮二胺进行反应1～3h，得到改性聚合物。
优选的，所述催化剂为二月硅酸二丁基锡。
优选的，所述改性树脂采用如下方法制备而成，以重量份计：
Z1、将0.2～1份氢氧化钠加入120～200份无水二甲基亚砜中，在40～70℃的水浴中磁搅拌，待完全溶解，加入1～3份聚苯胺，反应3～5h，然后，反应冷却至30～50℃，将1～5份1-溴十二烷和1～5份异构十二烷加入反应体系中，在30～50℃下反应10～20h，得到蓝色溶液，然后用0.5～2mol/L盐酸调节pH为0.5～2，继续反应2～8h，将得到的溶液进行减压过滤，然后用80～120份无水甲醇、80～120份水、80～120份无水丙酮交替洗涤1～3次，放入真空干燥箱中，40～60℃干燥20～30h，得到墨绿色固体；
Z2、将10～20份丙烯酸酯、20～40份异丙醇、步骤Z1制备的墨绿色固体和0.1～0.2份偶氮二异丁腈置于三口烧瓶中，在70～90℃的水浴中搅拌10～50min，搅拌速度为100～300rpm，然后，保持温度将1～5份丙烯酸二甲基氨基乙酯、1～5份丙烯酸正丁酯、15～25份甲基丙烯酸甲酯的混合物滴入瓶中，滴入速度为1～3mL/min，再反应2～3h，随后加入1～3份醋酸，中和10～20min后，在80～120℃搅拌下加入30～50份水，搅拌速度为200～500rpm，得到改性树脂。
本发明通过对苯二胺溶于盐酸和乙醇中与过硫酸铵和苯胺反应制备成预聚物，将亚油酸、三羟甲基丙烷、十二烯基丁二酸酐和新戊二醇高温搅拌反应制备成混合物，N-甲基吡咯烷酮和4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯在催化剂作用下与混合物和预聚物进行反应，最后采用异佛尔酮二胺进一步反应，得到改性聚合物；在碱性无水二甲基亚砜中加入聚苯胺反应，再加入1-溴十二烷和异构十二烷反应得到墨绿色固体，将丙烯酸酯、异丙醇与墨绿色固体混合反应，进一步加入丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯进行复配，中和后得到改性树脂。通过制备得到的改性聚合物和改性树脂附加功能剂制备成水性长效防腐涂料。
由于改性聚合物分子链中十二烯基丁二酸酐分子链含有不饱和双键，有更多的交联位点，不饱和双键能与N-甲基吡咯烷酮和4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯进行结合，形成更致密的结构。预聚物由苯二胺制备，含有刚性苯环结构。同时，随着苯胺的加入，预聚物分子链的刚度增大，从而增加了附着强度。升温过程中溶剂的挥发和化学键的溶解是造成起皮的主要原因。预聚物中苯二胺和苯胺的加入形成的改性聚合物分子间氢键会降低链的迁移率，大大提高了改性聚合物的热稳定性。而且改性聚合物不仅在干燥过程中有溶剂挥发，而且在氧气进入漆膜时还会发生化学交联反应，导致干燥速率大幅提高。提高涂料的干燥速度，由于氧化交联反应的发生，涂料使用过程中会在基体上诱导形成钝化层，增强致密性，从而提升耐介质性能。
改性树脂的制备过程中，聚苯胺分子链上引入烷基链，降低了粒径，减少了分子链之间的相互作用，同时降低了分子内共轭程度，提高了聚苯胺的分散稳定性。丙烯酸酯、异丙醇的加入进一步减弱了聚苯胺分子间的链间相互作用。腐蚀性酸碱离子能够穿透涂层到达金属表面，本发明较好的耐化学腐蚀性能是因为墨绿色固体在丙烯酸酯中的参杂，会让改性树脂制备的涂料在金属表面形成了一层由铁的氧化物组成的钝化膜。同时，添加的丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯的加入大大提高了涂料的钝化性能，提高涂层的耐蚀性。腐蚀离子容易渗透到存在缺陷和气孔的涂层中，到达涂层/金属界面时，会触发一些氧化和还原反应，逐渐导致严重的腐蚀。本发明制备的涂料中，改性聚合物和改性树脂会有一定的协同作用，相互补偿缺陷，增强钝化性能和耐高温性能，在一定程度上抑制腐蚀介质的渗透和高温破坏，提高耐介质性能和耐热性。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1)本发明通过对苯二胺溶于盐酸和乙醇中与过硫酸铵和苯胺反应制备成预聚物，将亚油酸、三羟甲基丙烷、十二烯基丁二酸酐和新戊二醇高温搅拌反应制备成混合物，N-甲基吡咯烷酮和4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯在催化剂作用下与混合物和预聚物进行反应，最后采用异佛尔酮二胺进一步反应，得到改性聚合物；在碱性无水二甲基亚砜中加入聚苯胺反应，再加入1-溴十二烷和异构十二烷反应得到墨绿色固体，将丙烯酸酯、异丙醇与墨绿色固体混合反应，进一步加入丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯进行复配，中和后得到改性树脂。通过制备得到的改性聚合物和改性树脂附加功能剂制备成水性长效防腐涂料，具有优异的耐介质性能，使用中附着力强，高温下不易起皮脱落；
2)本发明采用科学的配比通过涂料生产工艺，制备得到水性长效防腐涂料，克服了产品质量不稳定的缺陷，降低了加工成本，提高了产品质量，适于规模化生产。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本发明的范围。
本发明实施例中部分原料的参数如下：
聚硅氧烷消泡剂，东莞市国中新材料研究所有限公司，货号：DU-600，有效物质含量：99％；
羟乙基纤维素，肥城雨田化工有限公司，含量≥99％，密度：140g/cm3；
氧化铁红，上海申虹颜料有限公司，货号：130A，粒度/目数：325目，CAS：1309-37-1；
辛基酚聚氧乙烯醚，江苏省海安石油化工厂，货号：3322，CAS：9036-19-5；
丙三醇聚氧丙烯醚，上海东荟化工科技有限公司，货号：AL-524513533399；
聚氨酯丙烯酸酯，上海光易化工有限公司，货号：U-25-20D，含量：100％，粘度：20-30Pa·s。
实施例1
一种水性长效防腐涂料，制备方法如下：
将原料按照配方量进行称选，然后将15kg改性聚合物、25kg改性树脂、2kg聚硅氧烷消泡剂、0.5kg辛基酚聚氧乙烯醚、8kg氧化铁红、42kg水混合搅拌2h，搅拌速度为300rpm，得到混合料，将混合料采用砂磨机进行研磨处理，研磨后过300目的筛网进行筛选，然后加入1kg羟乙基纤维素、2kg丙二醇丁醚和28kg水，以600r/min的速度进行匀速搅拌70min，得到均匀溶剂，通过60℃水浴蒸发，控制均匀溶剂在23℃于1000/s的剪切负荷下为100mPa·s的粘度，得到水性长效防腐涂料。
所述改性聚合物采用如下方法制备而成：
S1、将0.86g对苯二胺溶于100g 1mol/L盐酸和40g无水乙醇中，将溶液冷却至-5℃，加入1.8g过硫酸铵和1.5g苯胺搅拌反应30min，搅拌速度为200rpm，然后加入40g 1mol/L氢氧化铵水溶液，反应1h，然后减压过滤，将滤饼用水冲洗至中性，40℃真空干燥3h，真空度为0.02MPa，得到预聚物；
S2、将200g亚油酸、90g三羟甲基丙烷、87g十二烯基丁二酸酐和12g新戊二醇加入配备温度计、搅拌器冷凝器和氮气入口的四颈烧瓶中，在氮气的保护下将温度提高到150℃，进行搅拌0.5h，搅拌速度为300rpm；然后以0.5℃/min的速度加热至225℃，反应2h，得到混合物；
S3、在95℃和氮气的保护下，在60g N-甲基吡咯烷酮中加入0.1g二月硅酸二丁基锡和75g 4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，再加入134g步骤S2制备的混合物、22g丙三醇聚氧丙烯醚和14g 2,2-二甲基-3-羟基丙酸在氮气的保护下搅拌反应2h，然后将温度降至50℃，加入步骤S1制备的预聚物反应1h，然后加入8g三乙胺反应1h，冷却到室温，加入50g水和10g异佛尔酮二胺进行反应2h，得到改性聚合物。
所述改性树脂采用如下方法制备而成：
Z1、将0.5g氢氧化钠加入150g无水二甲基亚砜中，在60℃的水浴中磁搅拌，待完全溶解，加入2.0g聚苯胺，反应4h，然后，反应冷却至40℃，将3g 1-溴十二烷和3g异构十二烷加入反应体系中，在40℃下反应16h，得到蓝色溶液，然后用1mol/L盐酸调节pH为1，继续反应4h，将得到的溶液进行减压过滤，然后用100g无水甲醇、100g水、100g无水丙酮交替洗涤1次，放入真空干燥箱中，50℃干燥24h，得到墨绿色固体；
Z2、将16g丙烯酸酯、30g异丙醇、步骤Z1制备的墨绿色固体和0.15g偶氮二异丁腈置于三口烧瓶中，在80℃的水浴中搅拌30min，搅拌速度为200rpm，然后，保持温度将3g丙烯酸二甲基氨基乙酯、3g丙烯酸正丁酯、19g甲基丙烯酸甲酯的混合物滴入瓶中，滴入速度为2mL/min，再反应2.5h，随后加入1.5g醋酸，中和15min后，在100℃搅拌下加入40g水，搅拌速度为300rpm，得到改性树脂。
实施例2
一种水性长效防腐涂料的制备方法与实施例1基本相同，唯一区别仅仅在于：所述改性聚合物的制备方法不同。
所述改性聚合物采用如下方法制备而成：
S1、将200g亚油酸、90g三羟甲基丙烷、87g十二烯基丁二酸酐和12g新戊二醇加入配备温度计、搅拌器冷凝器和氮气入口的四颈烧瓶中，在氮气的保护下将温度提高到150℃，进行搅拌0.5h，搅拌速度为300rpm；然后以0.5℃/min的速度加热至225℃，反应2h，得到混合物；
S3、在95℃和氮气的保护下，在60g N-甲基吡咯烷酮中加入0.1g二月硅酸二丁基锡和75g 4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，再加入134g步骤S1制备的混合物、22g丙三醇聚氧丙烯醚和14g 2,2-二甲基-3-羟基丙酸在氮气的保护下搅拌反应2h，然后将温度降至50℃，然后加入8g三乙胺反应1h，冷却到室温，加入50g水和10g异佛尔酮二胺进行反应2h，得到改性聚合物。
实施例3
一种水性长效防腐涂料的制备方法与实施例1基本相同，唯一区别仅仅在于：所述改性聚合物的制备方法不同。
所述改性聚合物采用如下方法制备而成：
S1、将0.86g对苯二胺溶于100g 1mol/L盐酸和40g乙醇中，将溶液冷却至-5℃，加入1.8g过硫酸铵和1.5g苯胺搅拌反应30min，搅拌速度为200rpm，然后加入40g 1mol/L氢氧化铵水溶液，反应1h，然后减压过滤，将滤饼用水冲洗至中性，40℃真空干燥3h，真空度为0.02MPa，得到预聚物；
S2、在95℃和氮气的保护下，在60g N-甲基吡咯烷酮中加入0.1g二月硅酸二丁基锡和75g 4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，再加入22g丙三醇聚氧丙烯醚和14g 2,2-二甲基-3-羟基丙酸在氮气的保护下搅拌反应2h，然后将温度降至50℃，加入步骤S1制备的预聚物反应1h，然后加入8g三乙胺反应1h，冷却到室温，加入50g水和10g异佛尔酮二胺进行反应2h，得到改性聚合物。
实施例4
一种水性长效防腐涂料的制备方法与实施例1基本相同，唯一区别仅仅在于：所述改性树脂的制备方法不同。
所述改性树脂采用如下方法制备而成：
将16g丙烯酸酯、30g异丙醇和0.15g偶氮二异丁腈置于三口烧瓶中，在80℃的水浴中搅拌30min，搅拌速度为200rpm，然后，保持温度将3g丙烯酸二甲基氨基乙酯、3g丙烯酸正丁酯、19g甲基丙烯酸甲酯的混合物滴入瓶中，滴入速度为2mL/min，再反应2.5h，随后加入1.5g醋酸，中和15min后，在100℃搅拌下加入40g水，搅拌速度为300rpm，得到改性树脂。
对比例1
一种水性长效防腐涂料的制备方法与实施例1基本相同，唯一区别仅仅在于：所述水性长效防腐涂料的制备方法中不添加改性聚合物。
对比例2
一种水性长效防腐涂料的制备方法与实施例1基本相同，唯一区别仅仅在于：所述水性长效防腐涂料的制备方法中将改性树脂替换为等量的聚氨酯丙烯酸酯。
测试例1
耐介质性能测试
用600目砂纸打磨马口铁片，除去表面镀层，将色漆、清漆喷涂于马口铁上，控制干膜厚度为30μm，干燥完全后常温下浸入介质中，耐酸介质为10wt％盐酸、耐碱介质为10wt％NaOH水溶液、耐有机溶剂介质为95wt％乙醇水溶液。达到48h实验时间后将马口铁取出，用滤纸吸干，立即检查马口铁，并记录是否变色、起泡、起皱、脱落、生锈等现象。测试结果见表1。
表1：耐介质性能测试结果
Figure BDA0003909586730000101
Figure BDA0003909586730000111
测试例2
附着力测试
将涂料均匀涂覆于镀锌板上，涂覆厚度为30μm，用刀划一系列相互平行的横线和竖线，横竖线相交，构成一个个小方格，用胶带粘于划痕处，缓慢撕下观察膜层是否有起皮的现象来判断其附着力，用GB/T 9286-2021《色漆和清漆划格试验》标准分析附着力等级。测试结果如表2所示。
表2：附着力测试结果
试验方案 附着力
实施例1 0级
实施例2 1级
实施例3 1级
实施例4 1级
对比例1 2级
对比例2 2级
(网格处平滑完好无损，则附着力为0级；网格处切口边缘有涂层脱落，脱落面积占网格总面积的5％以内，则附着力为1级；网格处切口边缘有涂层脱落，脱落面积占网格总面积的5％到15％间，则附着力为2级；网格处切割边缘大面积脱落，脱落面积占网格面积的15％到35％间，则附着力为3级；网格处切割边缘大片剥落，剥落面积占网格总面积的35％到65％间，则附着力为4级；若网格划痕边缘面积大部分脱落，脱落面积占总面积的65％以上，则附着力为5级)
测试例3
耐热性测试
按GB/T 1735-2009《色漆和清漆耐热性的测定》规定进行。试验前，将涂料均匀涂覆于镀锌板上，涂覆厚度为30μm，制成试验板，试验板在温度为(23±2)℃和相对湿度(50±5)％环境条件下调节20h，然后将试验板放入烘箱中在120℃温度下烘烤10h，每隔2h将试验板从烘箱中取出并使之冷却至室温，检查试板并与在同样条件下制备的未经加热的试板进行比较，看涂层的颜色是否有变化或者涂层是否有其它破坏现象。每组测试三次，测试结果如表3所示。
表3：耐热性测试结果
试验方案 外观
实施例1 完好
实施例2 少量起皮
实施例3 少量起皮
实施例4 少量起皮
对比例1 明显起皮
对比例2 少量起皮
从表1～3的测试结果看出，实施例1的耐介质性能、附着力和耐热性综合来看是最好的，可能原因在于本发明通过对苯二胺溶于盐酸和乙醇中与过硫酸铵和苯胺反应制备成预聚物，将亚油酸、三羟甲基丙烷、十二烯基丁二酸酐和新戊二醇高温搅拌反应制备成混合物，N-甲基吡咯烷酮和4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯在催化剂作用下与混合物和预聚物进行反应，最后采用异佛尔酮二胺进一步反应，得到改性聚合物；在碱性无水二甲基亚砜中加入聚苯胺反应，再加入1-溴十二烷和异构十二烷反应得到墨绿色固体，将丙烯酸酯、异丙醇与墨绿色固体混合反应，进一步加入丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯进行复配，中和后得到改性树脂。通过制备得到的改性聚合物和改性树脂附加功能剂制备成水性长效防腐涂料。
由于改性聚合物分子链中十二烯基丁二酸酐分子链含有不饱和双键，有更多的交联位点，不饱和双键能与N-甲基吡咯烷酮和4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯进行结合，形成更致密的结构。预聚物由苯二胺制备，含有刚性苯环结构。同时，随着苯胺的加入，预聚物分子链的刚度增大，从而增加了附着强度。升温过程中溶剂的挥发和化学键的溶解是造成起皮的主要原因。预聚物中苯二胺和苯胺的加入形成的改性聚合物分子间氢键会降低链的迁移率，大大提高了改性聚合物的热稳定性。而且改性聚合物不仅在干燥过程中有溶剂挥发，而且在氧气进入漆膜时还会发生化学交联反应，导致干燥速率大幅提高。提高涂料的干燥速度，由于氧化交联反应的发生，涂料使用过程中会在基体上诱导形成钝化层，增强致密性，从而提升耐介质性能。
改性树脂的制备过程中，聚苯胺分子链上引入烷基链，降低了粒径，减少了分子链之间的相互作用，同时降低了分子内共轭程度，提高了聚苯胺的分散稳定性。丙烯酸酯、异丙醇的加入进一步减弱了聚苯胺分子间的链间相互作用。腐蚀性酸碱离子能够穿透涂层到达金属表面，本发明较好的耐化学腐蚀性能是因为墨绿色固体在丙烯酸酯中的参杂，会让改性树脂制备的涂料在金属表面形成了一层由铁的氧化物组成的钝化膜。同时，添加的丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯的加入大大提高了涂料的钝化性能，提高涂层的耐蚀性。腐蚀离子容易渗透到存在缺陷和气孔的涂层中，到达涂层/金属界面时，会触发一些氧化和还原反应，逐渐导致严重的腐蚀。本发明制备的涂料中，改性聚合物和改性树脂会有一定的协同作用，相互补偿缺陷，增强钝化性能和耐高温性能，在一定程度上抑制腐蚀介质的渗透和高温破坏，提高耐介质性能和耐热性。

Claims (8)

1.一种水性长效防腐涂料的制备方法，其特征在于：将原料按照重量份配方进行称选，然后将改性聚合物、改性树脂、消泡剂、润湿分散剂、颜填料、水混合搅拌1~3h，搅拌速度为200~500rpm，得到混合料，将混合料进行研磨处理，研磨后过250~400目，然后加入增稠剂、成膜助剂和水，以400~800r/min的速度进行匀速搅拌50~100min，得到均匀溶剂，通过50~70℃水浴蒸发，控制均匀溶剂在23℃于1000/s的剪切负荷下为80~150mPa·s的粘度，得到水性长效防腐涂料；所述水性长效防腐涂料各原料组分为：改性聚合物10~20份、改性树脂20~30份、消泡剂1~3份、润湿分散剂0.2~0.6份、颜填料5~15份、增稠剂0.5~2份、成膜助剂1~3份；
所述改性聚合物采用如下方法制备而成，以重量份计：
S1、将0.5~1份对苯二胺溶于80~120份0.5~2mol/L盐酸和30~50份乙醇中，将溶液冷却至-10~-2℃，加入1~2份过硫酸铵和1~2份苯胺搅拌反应20~30min，搅拌速度为100~300rpm，然后加入30~50份 0.5~2mol/L氢氧化铵水溶液，反应0.5~2h，然后减压过滤，将滤饼用水冲洗至中性，30~50℃真空干燥2~5h，真空度为0.01~0.05MPa，得到预聚物；
S2、将150~300份亚油酸、80~100份三羟甲基丙烷、80~100份十二烯基丁二酸酐和8~15份新戊二醇加入容器中，在氮气的保护下将温度提高到140~160℃，搅拌0.3~1h，搅拌速度为200~500rpm；然后以0.3~8℃/min的速度加热至200~250℃，反应1~3h，得到混合物；
S3、在90~100℃和氮气的保护下，在50~70份N-甲基吡咯烷酮中加入0.02~0.2份催化剂和70~80份4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，再加入130~140份步骤S2制备的混合物、20~30份丙三醇聚氧丙烯醚和10~20份2,2-二甲基-3-羟基丙酸在氮气的保护下搅拌反应1~3h，然后将温度降至40~60℃，加入步骤S1制备的预聚物反应0.5~2h，然后加入5~10份三乙胺反应0.5~2h，冷却到室温，加入40~60份水和5~15份异佛尔酮二胺进行反应1~3h，得到改性聚合物；
所述改性树脂采用如下方法制备而成，以重量份计：
Z1、将0.2~1份氢氧化钠加入120~200份无水二甲基亚砜中，在40~70℃的水浴中磁搅拌，待完全溶解，加入1~3份聚苯胺，反应3~5h，然后，反应冷却至30~50℃，将1~5份1-溴十二烷和1~5份异构十二烷加入反应体系中，在30~50℃下反应10~20h，得到蓝色溶液，然后用0.5~2mol/L盐酸调节pH为0.5~2，继续反应2~8h，将得到的溶液进行减压过滤，然后用80~120份无水甲醇、80~120份水、80~120份无水丙酮交替洗涤1~3次，放入真空干燥箱中，40~60℃干燥20~30h，得到墨绿色固体；
Z2、将10~20份丙烯酸酯、20~40份异丙醇、步骤Z1制备的墨绿色固体和0.1~0.2份偶氮二异丁腈置于三口烧瓶中，在70~90℃的水浴中搅拌10~50min，搅拌速度为100~300rpm，然后，保持温度将1~5份丙烯酸二甲基氨基乙酯、1~5份丙烯酸正丁酯、15~25份甲基丙烯酸甲酯的混合物滴入瓶中，滴入速度为1~3mL/min，再反应2~3h，随后加入1~3份醋酸，中和10~20min后，在80~120℃搅拌下加入30~50份水，搅拌速度为200~500rpm，得到改性树脂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述成膜助剂为聚乙二醇、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、三丙二醇正丁醚中的至少一种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述消泡剂为矿物油类消泡剂和有机硅类消泡剂中的至少一种。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述增稠剂为聚氨酯增稠剂、纤维素增稠剂中的至少一种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述颜填料为钛白粉、高岭土、滑石粉、云母粉、白炭黑、氧化铁红、氧化铁黑中的至少一种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述润湿分散剂为丙烯酸酯类分散剂、聚氨酯类分散剂、聚酰胺类分散剂、烷基酚类分散剂中的至少一种。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
8.一种水性长效防腐涂料，其特征在于，由权利要求1~7任一项所述的方法制备而成。
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