CN116396669A - 一种低密度防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种低密度防腐涂料及其制备方法属于表面处理技术领域。本发明的一种低密度防腐涂料为双组分涂料，组分一由质量占比35％～40％的八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷或苯乙烯‑丙烯酸‑环氧丙烯酸共聚物改性环氧树脂、质量占比10％～18％的羧基封端的丁二烯‑丙烯腈共聚弹性体接枝改性空心玻璃微珠、质量占比15％～20％的改性防腐填料、质量占比4％～8％的功能助剂以及质量占比14～36％的稀释剂混合组成；组分二由质量占比60％～80％的室温快速固化剂及质量占比20～40％的稀释剂组成。本发明提供了一种用于高机动载具内外表面防腐的低密度防腐涂料，所述涂料面密度为1.4g/(μm·m2)，可喷涂施工且室温固化，具有优异的防腐及耐溶剂性能。
Description
技术领域
本发明一种低密度防腐涂料及其制备方法属于表面处理技术领域。
背景技术
高机动载具实现减重，可以有效提升其机动性能、运载能力，降低燃油、电力等能源消耗。其中一条重要途径是通过采用性能相当或性能更优的低密度材料替代现役材料来实现减重。因此，各领域对低密度的轻量化功能材料需求迫切。针对大型高机动载具，如飞机、直升机、快艇、运输船等，涂覆在内外表面起防腐、屏蔽作用的有机防腐涂料用量庞大，是轻量优化的重要方向。有机体系材料的轻量化主要是通过引入低密度材料实现，低密度填料与有机体系基体能否良好相容是关键问题。目前，进行轻质改性的有机体系的复合材料往往粘度较大，例如，轻质密封剂、轻质塑料等。而高机动载具由于其对机动性能和自重的要求必须采用喷涂工艺对防腐涂料施工。因此，低密度填料与粘度变化区间很大的基体需要始终保持良好的相容，并在涂料固化的过程中不再发生移动。因此，针对此种应用情形，本发明提供了一种可以喷涂施工且室温固化的低密度防腐涂料。
发明内容
本发明的目的是：本发明旨在提供一种用于高机动载具内外表面防腐的可以喷涂施工且室温固化的低密度防腐涂料。
本发明的技术方案是：一种低密度防腐涂料，所述涂料为双组分涂料，组分一由成膜树脂、低密度填料、防腐填料、功能助剂和稀释剂混合组成，组分二由室温快速固化剂及稀释剂组成；组分一与组分二的质量比为100:15～20；
成膜树脂占所述涂料组分一质量的35％～40％，主要由八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷或苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物改性环氧树脂组成，当使用八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷作为环氧树脂改性剂时，八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷与成膜树脂的质量比应为0.05～0.2:1，当使用苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物作为环氧树脂改性剂时，苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物与成膜树脂的质量比应为0.05～0.15:1；
低密度填料占所述涂料组分一质量的10％～18％，主要由羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体接枝改性空心玻璃微珠组成；
防腐填料占所述涂料组分一质量的15％～20％，防腐填料主要由改性的活性防腐填料与片状无机填料组成；
功能助剂占所述涂料组分一质量的4％～8％，主要由分散剂、触变剂和流平剂组成；
余量为稀释剂，稀释剂主要由二甲苯和正丁醇组成；
所述涂料组分二主要由室温快速固化剂组成，室温快速固化剂由聚酰胺型环氧固化剂复配室温固化促进剂制备，所述室温固化促进剂为间苯二甲胺、间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物或端氨基超支化聚酰胺中的一种；所述室温快速固化剂占所述涂料组分二质量的60％～80％，余量为稀释剂。
所述成膜树脂主要由环氧值0.09～0.22eq/100g之间的一种或多种双酚A型环氧树脂组成。
所述成膜树脂选用环氧值为0.18～0.220eq/100g之间的E-20环氧树脂。
所述用于成膜树脂改性的苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物的分子量为2000～8000。
所述用于成膜树脂改性的苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物选用分子量为2500～4000的共聚物。
所述室温固化促进剂与聚酰胺类环氧固化剂的活泼氢当量之比为0.75～1:1。
当室温固化促进剂选用间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物时，间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物胺值保持在500～700KOH mg。
所述空心玻璃微珠由粒径分布集中于18～20μm、28～30μm和45～50μm的空心玻璃微珠复配而成，且三者质量比为60～80％：15～30％：5～10％。
所述空心玻璃微珠的抗压强度处于120Mpa～200Mpa之间。
所述空心玻璃微珠的真密度保持在0.4g/cm3～0.9g/cm3之间。
所述活性防腐填料为聚磷酸锶锌、聚磷酸锶铝、磷酸锌或超细铝粉中的一种或几种，所述片状无机填料为氟晶云母、玻璃鳞片中的一种或几种。
所述稀释剂中正丁醇与二甲苯的质量比为0.4～0.5：1。
一种低密度防腐涂料的制备方法，所述方法采取如下步骤：
(一)弹性链段接枝改性的低密度填料
(1)空心玻璃微珠的洗涤、筛分与复配：称取未经任何处理的多尺寸空心玻璃微珠，分散于足量的50％～70％乙醇-水溶液中，空心玻璃微珠的总质量与乙醇-水溶液的总质量之比为1:8～10，超声浮选出颗粒完整的产品，经多次乙醇洗涤后，置于50～80℃的烘箱中干燥8～12h；将粒径分布集中于18～20μm、28～30μm和45～50μm的空心玻璃微珠以60～80％：15～30％：5～10％的比例复配成未预处理的低密度填料混合物A；
(2)低密度填料的表面活化：称取低密度填料混合物A分散于pH值处于12～14的氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙某一种碱性溶液中，低密度填料混合物A与碱性溶液的质量比为1:15～100；超声20～30min后，将该体系转移至80～90℃的水浴中搅拌反应1.5～2.5h，过滤产物，用去离子水充分洗涤至洗液中性后，置于50～80℃的真空烘箱中干燥6～8小时，得到表面活化的低密度填料B；
(3)弹性链段接枝低密度填料：取N,N-二甲基甲酰胺、二甲苯、甲苯、或正己烷某一种溶剂，溶解羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体，弹性体与溶剂的质量之比为1：15～40，之后将10～15g表面活化的低密度填料B重新分散至上述溶液中，表面活化的低密度填料B与溶液的质量之比为1:15～35，在70～110℃油浴且带有冷凝回流的条件下搅拌反应6～8小时，过滤产物并用丙酮洗涤多次，置于50～80℃的真空烘箱中干燥6～8小时，最终得到弹性链段接枝低密度填料C；
(二)改性环氧树脂的制备：
(1)当应用八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷作为改性剂时，按照0.05～0.2:1的质量比成分别称取八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷与成膜树脂，在高速分散机中以800～1000rpm的转速将二者混合均匀，得到八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷改性的成膜树脂；
(2)当应用苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物作为改性剂时，按照1:3的质量比震荡溶解于所述涂料的稀释剂中；按照0.2～0；6:1的质量比成分别称取共聚物与成膜树脂，即，共聚物与成膜树脂的质量比为0.05～0.15:1；混合物在高速分散机中以800～1000rpm的转速将二者混合均匀，得到苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物改性的成膜树脂；
(3)改性防腐填料的制备：将聚磷酸锶锌、聚磷酸锶铝、磷酸锌或超细铝粉中的一种或几种和氟晶云母、玻璃鳞片中的一种或几种分散于70％～95％乙醇-水溶液中，应用甲酸或乙酸调节上述分散液为弱酸性待用；按照与防腐填料成1～5％的质量比添加二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种于混合物中，在40～70℃水浴且附带冷凝回流的体系中搅拌反应1～3h，过滤洗涤产物，并置于80～90℃的烘箱中烘干，得到改性防腐填料；
(4)配料：按照质量比称取改性成膜树脂、改性防腐填料、各类助剂以及稀释剂置于容器中得到预研磨混合料D；
(5)研磨：将预研磨混合料置于砂磨机中研磨，控制混合物中防腐填料的粒径小于45μm，得到混合料E；
(6)混合低密度填料：按照质量比例将混合料E与弹性链段接枝改性的低密度填料置于高速分散机中，以800～1000rpm的转速高速分散4～6h，得到所述低密度防腐涂料的组分一；
(7)低密度防腐涂料组分二的制备：称取活泼氢当量之比为0.75～1:1的室温固化促进剂与聚酰胺固化剂，溶解于所述涂料稀释剂中，室温固化促进剂和聚酰胺固化剂混合物与稀释剂质量之比应为1:0.2～0.7，得到所述低密度防腐涂料的组分二；
(8)调漆：将所述低密度防腐涂料的组分一与组分二以100:15～20的质量比混合在一起，搅拌均匀，即为低密度防腐涂料。
本发明的优点：
1、低密度填料与树脂基体在较大的粘度变化区间内可以实现良好相容，适用于喷涂施工。
2、应用八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷或苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物与室温固化促进剂迅速建立体型空间包裹低密度填料，使体系快速稳定，短时间内锚定低密度填料。
3、应用弹性链段接枝低密度填料，使高分子量的弹性链段与前述体型空间互穿，保证涂层的高韧性。
4、应用多尺寸低密度填料复配，在单位体积的涂层中实现较密堆积，涂层减重效果明显。其次弹性链段改性低密度填料与改性防腐填料配合，可以有效防止腐蚀因素接触基体，实现良好的防腐效果。
所述低密度防腐涂料性能优势在于；
面密度低：所属涂料面密度为1.4g/(μm·m2)，相较于传统防腐涂料1.8～2.0g/(μm·m2)的面密度，可以减重20％；耐腐蚀性能优秀：所述涂层可以耐受1000小时的中性盐雾腐蚀，涂层不起泡、不开裂、不脱落；耐溶剂性能优：在65℃±2℃的液压油中浸泡24小时，涂层不起泡、不开裂、不脱落。
具体实施方式
本发明的原理：通过多尺寸空心玻璃微珠复配得到低密度填料，在低密度填料上接枝羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体，使低密度填料可以长期稳定地均匀分散在通过八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷或苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物改性的环氧树脂中，在较大的粘度变化区间内保持良好相容性，使涂料可以喷涂施工。当改性环氧树脂与室温快速固化剂反应时，迅速建立体型空间包裹低密度填料，使体系快速稳定，短时间内锚定低密度填料，固化得到的涂层密度较低，实现涂层减重。
一种低密度防腐涂料，所述涂料为双组分涂料，组分一由成膜树脂、低密度填料、防腐填料、功能助剂和稀释剂混合组成，组分二由室温快速固化剂及稀释剂组成；组分一与组分二的质量比为100:15～20；
成膜树脂占所述涂料组分一质量的35％～40％，主要由八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷或苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物改性环氧树脂组成，当使用八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷作为环氧树脂改性剂时，八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷与成膜树脂的质量比应为0.05～0.2:1，当使用苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物作为环氧树脂改性剂时，苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物与成膜树脂的质量比应为0.05～0.15:1，八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷或苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物均含有丰富的环氧基团且支链丰富，可有效增强环氧树脂的韧性，在涂料固化时与室温快速固化剂形成锚定低密度填料的体型空间，使涂层体系快速稳定，；
低密度填料占所述涂料组分一质量的10％～18％，主要由羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体接枝改性空心玻璃微珠组成，弹性链段的接枝改性可使空心玻璃微珠与树脂基料的相容性在较大的粘度变化区间内保持良好，使涂料适用期延长并适宜喷涂施工；
防腐填料占所述涂料组分一质量的15％～20％，防腐填料主要由改性的活性防腐填料与片状无机填料组成；
功能助剂占所述涂料组分一质量的4％～8％，主要由分散剂、触变剂和流平剂组成；
余量为稀释剂，稀释剂主要由二甲苯和正丁醇组成；
所述涂料组分二主要由室温快速固化剂组成，室温快速固化剂由聚酰胺型环氧固化剂复配室温固化促进剂制备，所述室温固化促进剂为间苯二甲胺、间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物或端氨基超支化聚酰胺中的一种；所述室温快速固化剂占所述涂料组分二质量的60％～80％，余量为稀释剂。
所述成膜树脂主要由环氧值0.09～0.22eq/100g之间的一种或多种双酚A型环氧树脂组成。
所述成膜树脂选用环氧值为0.18～0.220eq/100g之间的E-20环氧树脂。
所述用于成膜树脂改性的苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物的分子量为2000～8000。
所述用于成膜树脂改性的苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物选用分子量为2500～4000的共聚物。
所述室温固化促进剂与聚酰胺类环氧固化剂的活泼氢当量之比为0.75～1:1。
当室温固化促进剂选用间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物时，间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物胺值保持在500～700KOH mg。
所述空心玻璃微珠由粒径分布集中于18～20μm、28～30μm和45～50μm的空心玻璃微珠复配而成，且三者质量比为60～80％：15～30％：5～10％，空心玻璃微珠的复配用于调节低密度填料整体的密度，并在固化的涂层中形成较为致密堆积，有效降低涂层面密度。
所述空心玻璃微珠的抗压强度处于120Mpa～200Mpa之间。
所述空心玻璃微珠的真密度保持在0.4g/cm3～0.9g/cm3之间。
所述活性防腐填料为聚磷酸锶锌、聚磷酸锶铝、磷酸锌或超细铝粉中的一种或几种，所述片状无机填料为氟晶云母、玻璃鳞片中的一种或几种。
所述稀释剂中正丁醇与二甲苯的质量比为0.4～0.5：1。
一种低密度防腐涂料的制备方法，所述方法采取如下步骤：
(一)弹性链段接枝改性的低密度填料
(1)空心玻璃微珠的洗涤、筛分与复配：称取未经任何处理的多尺寸空心玻璃微珠，分散于足量的50％～70％乙醇-水溶液中，空心玻璃微珠的总质量与乙醇-水溶液的总质量之比为1:8～10，超声浮选出颗粒完整的产品，经多次乙醇洗涤后，置于50～80℃的烘箱中干燥8～12h；将粒径分布集中于18～20μm、28～30μm和45～50μm的空心玻璃微珠以60～80％：15～30％：5～10％的比例复配成未预处理的低密度填料混合物A；
(2)低密度填料的表面活化：称取低密度填料混合物A分散于pH值处于12～14的氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙某一种碱性溶液中，低密度填料混合物A与碱性溶液的质量比为1:15～100；超声20～30min后，将该体系转移至80～90℃的水浴中搅拌反应1.5～2.5h，过滤产物，用去离子水充分洗涤至洗液中性后，置于50～80℃的真空烘箱中干燥6～8小时，得到表面活化的低密度填料B；
(3)弹性链段接枝低密度填料：取N,N-二甲基甲酰胺、二甲苯、甲苯、或正己烷某一种溶剂，溶解羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体，弹性体与溶剂的质量之比为1：15～40，之后将10～15g表面活化的低密度填料B重新分散至上述溶液中，表面活化的低密度填料B与溶液的质量之比为1:15～35，在70～110℃油浴且带有冷凝回流的条件下搅拌反应6～8小时，过滤产物并用丙酮洗涤多次，置于50～80℃的真空烘箱中干燥6～8小时，最终得到弹性链段接枝低密度填料C；
(二)改性环氧树脂的制备：
(1)当应用八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷作为改性剂时，按照0.05～0.2:1的质量比成分别称取八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷与成膜树脂，在高速分散机中以800～1000rpm的转速将二者混合均匀，得到八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷改性的成膜树脂；
(2)当应用苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物作为改性剂时，按照1:3的质量比震荡溶解于所述涂料的稀释剂中；按照0.2～0；6:1的质量比成分别称取共聚物与成膜树脂，即，共聚物与成膜树脂的质量比为0.05～0.15:1；混合物在高速分散机中以800～1000rpm的转速将二者混合均匀，得到苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物改性的成膜树脂；
(3)改性防腐填料的制备：将聚磷酸锶锌、聚磷酸锶铝、磷酸锌或超细铝粉中的一种或几种和氟晶云母、玻璃鳞片中的一种或几种分散于70％～95％乙醇-水溶液中，应用甲酸或乙酸调节上述分散液为弱酸性待用；按照与防腐填料成1～5％的质量比添加二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种于混合物中，在40～70℃水浴且附带冷凝回流的体系中搅拌反应1～3h，过滤洗涤产物，并置于80～90℃的烘箱中烘干，得到改性防腐填料；
(4)配料：按照质量比称取改性成膜树脂、改性防腐填料、各类助剂以及稀释剂置于容器中得到预研磨混合料D；
(5)研磨：将预研磨混合料置于砂磨机中研磨，控制混合物中防腐填料的粒径小于45μm，得到混合料E；
(6)混合低密度填料：按照质量比例将混合料E与弹性链段接枝改性的低密度填料置于高速分散机中，以800～1000rpm的转速高速分散4～6h，得到所述低密度防腐涂料的组分一；
(7)低密度防腐涂料组分二的制备：称取活泼氢当量之比为0.75～1:1的室温固化促进剂与聚酰胺固化剂，溶解于所述涂料稀释剂中，室温固化促进剂和聚酰胺固化剂混合物与稀释剂质量之比应为1:0.2～0.7，得到所述低密度防腐涂料的组分二；
(8)调漆：将所述低密度防腐涂料的组分一与组分二以100:15～20的质量比混合在一起，搅拌均匀，即为低密度防腐涂料。
实施例一
低密度防腐涂料为双组分涂料，组分一由成膜树脂、低密度填料、防腐填料、功能助剂和稀释剂混合组成，按照比例配置组分一100g：
| 成分 | 规格 | 质量/g |
| 成膜树脂 | 自制 | 40 |
| 低密度填料 | 自制 | 15 |
| 防腐填料 | 自制 | 20 |
| 功能助剂 | 工业级 | 5 |
| 二甲苯 | 工业级 | 14 |
| 正丁醇 | 工业级 | 6 |
所述涂料组分一与组分二的配比比例为100:20，配置组分二20g。
所述涂料组分二主要由12g室温快速固化剂质量与8g稀释剂搅拌混合制备，稀释剂由5.6g二甲苯和2.1g正丁醇组成。
所述成膜树脂由36.36g E-20环氧树脂和3.64g用于环氧树脂改性的八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷制备，八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷与成膜树脂的质量比为0.1:1。
涂料组分二中12g的室温快速固化剂由9.6g聚酰胺类环氧固化剂和2.4g室温固化促进剂制备，室温固化促进剂为胺值保持在500～700KOH mg的间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物。室温固化促进剂与聚酰胺类环氧固化剂的活泼氢当量比为1:1。
所述低密度填料由羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体接枝改性，低密度填料由粒径分布集中于18～20μm、28～30μm和45～50μm的空心玻璃微珠复配而成，三者比例应为80％：15％：5％，共配置15g低密度填料。
防腐填料改性剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
防腐填料由15g聚磷酸锶锌、3g氟晶云母和2g玻璃鳞片组成。
所述的低密度防腐涂料的制备步骤：
7)制备弹性链段接枝改性的低密度填料
①空心玻璃微珠的洗涤、筛分与复配：称取粒径分布于18～20μm，抗压强度为190Mpa，真密度为0.6g/cm3的空心玻璃微珠12g，称取粒径分布于28～30μm，抗压强度为150Mpa，真密度为0.5g/cm3的空心玻璃微珠2.25g，称取粒径分布于45～50μm，抗压强度为120Mpa，真密度为0.4g/cm3的空心玻璃微珠0.75g，组成未经任何处理的多尺寸空心玻璃微珠，分散于120g的70％乙醇-水溶液中，超声浮选出颗粒完整的产品，经多次乙醇洗涤后，置于80℃的烘箱中干燥8h。得到未预处理的低密度填料混合物A。
②低密度填料的表面活化：称取15g低密度填料混合物A分散于750g氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的pH值为13。超声30min后，将该体系转移至90℃的水浴中搅拌反应1.5h，过滤产物，用去离子水充分洗涤至洗液中性后，置于80℃的真空烘箱中干燥6小时，得到表面活化的低密度填料B。
③弹性链段接枝低密度填料：取500g二甲苯溶解20g羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体，之后将15g表面活化的低密度填料B重新分散至300g羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体的二甲苯溶液中，在90℃油浴且带有冷凝回流的条件下搅拌反应6小时，过滤产物并用丙酮洗涤多次，置于80℃的真空烘箱中干燥6小时，最终得到弹性链段接枝低密度填料C。
8)改性环氧树脂的制备：
称取36.36g E-20环氧树脂和3.64g用于成膜树脂改性的八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷于烧杯中，在高速分散机中以1000rpm的转速将二者混合均匀，得到八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷改性的成膜树脂。
3)改性防腐填料的制备：将15g聚磷酸锶锌、3g氟晶云母和2g玻璃鳞片分散于500g的70％乙醇-水溶液中，应用乙酸调节上述分散液为弱酸性待用。称取6gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷添加于混合物中，在70℃水浴且附带冷凝回流的体系中搅拌反应2h，过滤洗涤产物，并置于80℃的烘箱中烘干，得到改性防腐填料。
4)配料：按照质量比称取改性成膜树脂、改性防腐填料、各类助剂以及稀释剂置于容器中得到预研磨混合料D。
5)研磨：将预研磨混合料置于砂磨机中研磨，控制混合物中防腐填料的粒径小于50μm，得到混合料E。
6)混合低密度填料：将85g混合料E与15g弹性链段接枝改性的低密度填料置于高速分散机中，以1000rpm的转速高速分散6h，得到所述低密度防腐涂料的组分一。
7)低密度防腐涂料组分二的制备：称取9.6g聚酰胺类环氧固化剂和2.4g室温固化促进剂溶解于由5.6g二甲苯和2.1g正丁醇复配的稀释剂中，室温固化促进剂为胺值保持在500～700KOH mg的间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物。得到所述低密度防腐涂料的组分二。
8)调漆：将所述低密度防腐涂料的组分一与组分二以100:20的质量比混合在一起，搅拌均匀，即为低密度防腐涂料。
所述低密度防腐涂料的固化涂层面密度为1.4g/(μm·m2)；耐腐蚀性能优秀，可以耐受1000小时的中性盐雾腐蚀，涂层不起泡、不开裂、不脱落：耐溶剂性能优秀，在65℃±2℃的液压油中浸泡24小时，涂层不起泡、不开裂、不脱落，。
实施例二
低密度防腐涂料为双组分涂料，组分一由成膜树脂、低密度填料、防腐填料、功能助剂和稀释剂混合组成，按照比例配置组分一100g：
所述涂料组分一与组分二的配比比例为100:15，配置组分二15g。
所述涂料组分二主要由12g室温快速固化剂质量与3g稀释剂搅拌混合制备，稀释剂由2.1g二甲苯和0.7g正丁醇组成。
所述成膜树脂由34.54g E-20环氧树脂和3.46g用于环氧树脂改性分子量为2400～3000的苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物制备，苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物与成膜树脂的质量比为0.1:1。
涂料组分二中12g的室温快速固化剂由9.6g聚酰胺类环氧固化剂和2.4g室温固化促进剂制备，室温固化促进剂为胺值保持在500～700KOH mg的间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物。室温固化促进剂与聚酰胺类环氧固化剂的活泼氢当量比为1:1。
所述低密度填料由羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体接枝改性，低密度填料由粒径分布集中于18～20μm、28～30μm和45～50μm的空心玻璃微珠复配而成，三者比例应为75％：20％：5％，共配置15g低密度填料。
防腐填料改性剂为二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷。
防腐填料由15g聚磷酸锶锌、3g氟晶云母和2g玻璃鳞片组成。
所述的低密度防腐涂料的制备步骤：
7)制备弹性链段接枝改性的低密度填料
①空心玻璃微珠的洗涤、筛分与复配：称取粒径分布于18～20μm，抗压强度为190Mpa，真密度为0.6g/cm3的空心玻璃微珠11.25g，称取粒径分布于28～30μm，抗压强度为150Mpa，真密度为0.5g/cm3的空心玻璃微珠3g，称取粒径分布于45～50μm，抗压强度为120Mpa，真密度为0.4g/cm3的空心玻璃微珠0.75g，组成未经任何处理的多尺寸空心玻璃微珠，分散于120g的70％乙醇-水溶液中，超声浮选出颗粒完整的产品，经多次乙醇洗涤后，置于80℃的烘箱中干燥8h。得到未预处理的低密度填料混合物A。
②低密度填料的表面活化：称取15g低密度填料混合物A分散于750g氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的pH值为13。超声30min后，将该体系转移至90℃的水浴中搅拌反应1.5h，过滤产物，用去离子水充分洗涤至洗液中性后，置于80℃的真空烘箱中干燥6小时，得到表面活化的低密度填料B。
③弹性链段接枝低密度填料：取750g二甲苯溶解30g羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体，之后将15g表面活化的低密度填料B重新分散至525g羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体的二甲苯溶液中，在90℃油浴且带有冷凝回流的条件下搅拌反应6小时，过滤产物并用丙酮洗涤多次，置于80℃的真空烘箱中干燥6小时，最终得到弹性链段接枝低密度填料C。
8)改性环氧树脂的制备：
称取34.54g E-20环氧树脂和3.46g用于环氧树脂改性的分子量为2400～3000的苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物于烧杯中，在高速分散机中以1000rpm的转速将二者混合均匀，得到八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷改性的成膜树脂。
3)改性防腐填料的制备：将15g聚磷酸锶锌、3g氟晶云母和2g玻璃鳞片分散于500g的70％乙醇-水溶液中，应用乙酸调节上述分散液为弱酸性待用。称取6g二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷添加于混合物中，在70℃水浴且附带冷凝回流的体系中搅拌反应2h，过滤洗涤产物，并置于80℃的烘箱中烘干，得到改性防腐填料。
4)配料：按照质量比称取改性成膜树脂、改性防腐填料、各类助剂以及稀释剂置于容器中得到预研磨混合料D。
5)研磨：将预研磨混合料置于砂磨机中研磨，控制混合物中防腐填料的粒径小于50μm，得到混合料E。
6)混合低密度填料：将85g混合料E与15g弹性链段接枝改性的低密度填料置于高速分散机中，以1000rpm的转速高速分散6h，得到所述低密度防腐涂料的组分一。
7)低密度防腐涂料组分二的制备：称取9.6g聚酰胺类环氧固化剂和2.4g室温固化促进剂溶解于由2.1g二甲苯和0.7g正丁醇复配的稀释剂中，室温固化促进剂为胺值保持在500～700KOH mg的间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物。得到所述低密度防腐涂料的组分二。
8)调漆：将所述低密度防腐涂料的组分一与组分二以100:15的质量比混合在一起，搅拌均匀，即为低密度防腐涂料。
所述低密度防腐涂料的固化涂层面密度为1.4g/(μm·m2)；耐腐蚀性能优秀，可以耐受1000小时的中性盐雾腐蚀，涂层不起泡、不开裂、不脱落：耐溶剂性能优秀，在65℃±2℃的液压油中浸泡24小时，涂层不起泡、不开裂、不脱落，。
Claims (13)
1.一种低密度防腐涂料，其特征在于：所述涂料为双组分涂料，组分一由成膜树脂、低密度填料、防腐填料、功能助剂和稀释剂混合组成，组分二由室温快速固化剂及稀释剂组成；组分一与组分二的质量比为100:15～20；
成膜树脂占所述涂料组分一质量的35％～40％，主要由八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷或苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物改性环氧树脂组成，当使用八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷作为环氧树脂改性剂时，八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷与成膜树脂的质量比应为0.05～0.2:1，当使用苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物作为环氧树脂改性剂时，苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物与成膜树脂的质量比应为0.05～0.15:1；
低密度填料占所述涂料组分一质量的10％～18％，主要由羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体接枝改性空心玻璃微珠组成；
防腐填料占所述涂料组分一质量的15％～20％，防腐填料主要由改性的活性防腐填料与片状无机填料组成；
功能助剂占所述涂料组分一质量的4％～8％，主要由分散剂、触变剂和流平剂组成；
余量为稀释剂，稀释剂主要由二甲苯和正丁醇组成；
所述涂料组分二主要由室温快速固化剂组成，室温快速固化剂由聚酰胺型环氧固化剂复配室温固化促进剂制备，所述室温固化促进剂为间苯二甲胺、间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物或端氨基超支化聚酰胺中的一种；所述室温快速固化剂占所述涂料组分二质量的60％～80％，余量为稀释剂。
2.根据权利要求1所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述成膜树脂主要由环氧值0.09～0.22eq/100g之间的一种或多种双酚A型环氧树脂组成。
3.根据权利要求2所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述成膜树脂选用环氧值为0.18～0.220eq/100g之间的E-20环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述用于成膜树脂改性的苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物的分子量为2000～8000。
5.根据权利要求4所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述用于成膜树脂改性的苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物选用分子量为2500～4000的共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述室温固化促进剂与聚酰胺类环氧固化剂的活泼氢当量之比为0.75～1:1。
7.根据权利要求1所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，当室温固化促进剂选用间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物时，间苯二甲胺-环氧氯丙烷共聚物胺值保持在500～700KOHmg。
8.根据权利要求1所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠由粒径分布集中于18～20μm、28～30μm和45～50μm的空心玻璃微珠复配而成，且三者质量比为60～80％：15～30％：5～10％。
9.根据权利要求1所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的抗压强度处于120Mpa～200Mpa之间。
10.根据权利要求1所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的真密度保持在0.4g/cm3～0.9g/cm3之间。
11.根据权利要求1所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述活性防腐填料为聚磷酸锶锌、聚磷酸锶铝、磷酸锌或超细铝粉中的一种或几种，所述片状无机填料为氟晶云母、玻璃鳞片中的一种或几种。
12.根据权利要求1所述的一种低密度防腐涂料，其特征在于，所述稀释剂中正丁醇与二甲苯的质量比为0.4～0.5：1。
13.一种低密度防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述方法采取如下步骤：
(一)弹性链段接枝改性的低密度填料
(1)空心玻璃微珠的洗涤、筛分与复配：称取未经任何处理的多尺寸空心玻璃微珠，分散于足量的50％～70％乙醇-水溶液中，空心玻璃微珠的总质量与乙醇-水溶液的总质量之比为1:8～10，超声浮选出颗粒完整的产品，经多次乙醇洗涤后，置于50～80℃的烘箱中干燥8～12h；将粒径分布集中于18～20μm、28～30μm和45～50μm的空心玻璃微珠以60～80％：15～30％：5～10％的比例复配成未预处理的低密度填料混合物A；
(2)低密度填料的表面活化：称取低密度填料混合物A分散于pH值处于12～14的氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙某一种碱性溶液中，低密度填料混合物A与碱性溶液的质量比为1:15～100；超声20～30min后，将该体系转移至80～90℃的水浴中搅拌反应1.5～2.5h，过滤产物，用去离子水充分洗涤至洗液中性后，置于50～80℃的真空烘箱中干燥6～8小时，得到表面活化的低密度填料B；
(3)弹性链段接枝低密度填料：取N,N-二甲基甲酰胺、二甲苯、甲苯、或正己烷某一种溶剂，溶解羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚弹性体，弹性体与溶剂的质量之比为1：15～40，之后将10～15g表面活化的低密度填料B重新分散至上述溶液中，表面活化的低密度填料B与溶液的质量之比为1:15～35，在70～110℃油浴且带有冷凝回流的条件下搅拌反应6～8小时，过滤产物并用丙酮洗涤多次，置于50～80℃的真空烘箱中干燥6～8小时，最终得到弹性链段接枝低密度填料C；
(二)改性环氧树脂的制备：
(1)当应用八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷作为改性剂时，按照0.05～0.2:1的质量比成分别称取八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷与成膜树脂，在高速分散机中以800～1000rpm的转速将二者混合均匀，得到八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷改性的成膜树脂；
(2)当应用苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物作为改性剂时，按照1:3的质量比震荡溶解于所述涂料的稀释剂中；按照0.2～0；6:1的质量比成分别称取共聚物与成膜树脂，即，共聚物与成膜树脂的质量比为0.05～0.15:1；混合物在高速分散机中以800～1000rpm的转速将二者混合均匀，得到苯乙烯-丙烯酸-环氧丙烯酸共聚物改性的成膜树脂；
(3)改性防腐填料的制备：将聚磷酸锶锌、聚磷酸锶铝、磷酸锌或超细铝粉中的一种或几种和氟晶云母、玻璃鳞片中的一种或几种分散于70％～95％乙醇-水溶液中，应用甲酸或乙酸调节上述分散液为弱酸性待用；按照与防腐填料成1～5％的质量比添加二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种于混合物中，在40～70℃水浴且附带冷凝回流的体系中搅拌反应1～3h，过滤洗涤产物，并置于80～90℃的烘箱中烘干，得到改性防腐填料；
(4)配料：按照质量比称取改性成膜树脂、改性防腐填料、各类助剂以及稀释剂置于容器中得到预研磨混合料D；
(5)研磨：将预研磨混合料置于砂磨机中研磨，控制混合物中防腐填料的粒径小于45μm，得到混合料E；
(6)混合低密度填料：按照质量比例将混合料E与弹性链段接枝改性的低密度填料置于高速分散机中，以800～1000rpm的转速高速分散4～6h，得到所述低密度防腐涂料的组分一；
(7)低密度防腐涂料组分二的制备：称取活泼氢当量之比为0.75～1:1的室温固化促进剂与聚酰胺固化剂，溶解于所述涂料稀释剂中，室温固化促进剂和聚酰胺固化剂混合物与稀释剂质量之比应为1:0.2～0.7，得到所述低密度防腐涂料的组分二；
(8)调漆：将所述低密度防腐涂料的组分一与组分二以100:15～20的质量比混合在一起，搅拌均匀，即为低密度防腐涂料。
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