本發(fā)明涉及一種環(huán)保耐磨防腐涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
涂料，在中國傳統(tǒng)名稱為油漆。所謂涂料是涂覆在被保護(hù)或被裝飾的物體表面，并能與被涂物形成牢固附著的連續(xù)薄膜，通常是以樹脂、或油、或乳液為主，添加或不添加顏料、填料，添加相應(yīng)助劑，用有機(jī)溶劑或水配制而成的粘稠液體。中國涂料界比較權(quán)威的《涂料工藝》一書是這樣定義的：“涂料是一種材料，這種材料可以用不同的施工工藝涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定強(qiáng)度、連續(xù)的固態(tài)薄膜。這樣形成的膜通稱涂膜，又稱漆膜或涂層?！?/p>
人們?nèi)粘Ｊ褂猛苛线^程中經(jīng)常會接觸到一些有毒害作用的化合物，這些化合物會對環(huán)境和人體健康造成一定的毒害作用。
而防腐涂料，一般分為常規(guī)防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一種涂料。常規(guī)防腐涂料是在一般條件下，對金屬等起到防腐蝕的作用，保護(hù)有色金屬使用的壽命；重防腐涂料是指相對常規(guī)防腐涂料而言，能在相對苛刻腐蝕環(huán)境里應(yīng)用，并具有能達(dá)到比常規(guī)防腐涂料更長保護(hù)期的一類防腐涂料。
對于防腐涂料，目前國內(nèi)主要存在如下專利文獻(xiàn)：
專利公開號：CN104449079A，公開了一種防腐涂料，其由下列原料磨成粉后按重量百分比混合：糯米35％、熟石灰35％、漆樹枝15％、胡盧子秸稈15％；混合后按照1:3-8的重量比加入純凈水?dāng)嚢杈鶆蛑频?。本發(fā)明所提供的一種防腐涂料，采用天然植物作為原料制成，在保障防腐性能的同時，可避免現(xiàn)有涂料中化學(xué)品對人體健康的潛在危害。然而，該專利所提供的涂料，雖然具備一定的防腐性能，但是其耐磨性能不高，致使其使用壽命短。
此外，現(xiàn)有涂料的涂裝方式大多采用噴涂，噴涂是通過噴槍或碟式霧化器，借助于壓力或離心力，分散成均勻而微細(xì)的霧滴，施涂于被涂物表面的涂裝方法。噴涂中的主要問題是高度分散的漆霧和揮發(fā)出來的溶劑(即揮發(fā)性有機(jī)污染物，VOCs)，既污染環(huán)境，不利于人體健康，又浪費(fèi)涂料，造成經(jīng)濟(jì)損失。揮發(fā)、擴(kuò)散到空氣中的涂料，則形成揮發(fā)性有機(jī)污染物，危害人體健康。在噴涂車間，涂料作為揮發(fā)性有機(jī)污染物的主要來源，噴涂車間內(nèi)空氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物濃度過高時很容易引起急性中毒，輕者會出現(xiàn)頭痛、頭暈、咳嗽、惡心、嘔吐、或呈酩醉狀；重者會出現(xiàn)肝中毒甚至很快昏迷，有的還可能有生命危險(xiǎn)。長期待在揮發(fā)性有機(jī)化合物污染的噴涂車間內(nèi)，可引起慢性中毒，損害肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)、引起全身無力、瞌睡、皮膚瘙癢等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保耐磨防腐涂料及其制備方法，所述涂料采用有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂配合丙烯酸改性聚氨酯樹脂，改性后的環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂，使得涂料具有良好的光澤度、良好的抗靜電能力、較好的力學(xué)性能、耐老化性能及耐磨性能，加入防銹顏料，可有效提升涂料防腐能力，而且還具有價格和環(huán)保優(yōu)勢，附著力強(qiáng)、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆時采用輥涂代替噴涂，有效改善生產(chǎn)環(huán)境，有利于工人身體健康。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種環(huán)保耐磨防腐涂料，所述涂料包括如下重量份的成分：有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂：30～40份，丙烯酸改性聚氨酯樹脂：15～25份，膨潤土：5～10份，滑石粉：1～5份，防銹顏料：10～15份，納米碳酸鈣：5～10份，聚乙烯醇：5～10份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：10～15份，消泡劑：1～5份，分散劑：1～5份，成膜助劑：1～5份，增稠劑：1～5份，流平劑：1～5份，異丙醇：15～25份，去離子水：30～40份。
進(jìn)一步，所述涂料包括如下重量份的成分：有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂：35～40份，丙烯酸改性聚氨酯樹脂：15～20份，膨潤土：5～8份，滑石粉：2～5份，防銹顏料：10～13份，納米碳酸鈣：7～10份，聚乙烯醇：6～10份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：10～13份，消泡劑：2～5份，分散劑：1～3份，成膜助劑：3～5份，增稠劑：1～4份，流平劑：2～5份，異丙醇：20～25份，去離子水：35～40份。
優(yōu)選地，所述涂料包括如下重量份的成分：有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂：35份，丙烯酸改性聚氨酯樹脂：20份，膨潤土：7份，滑石粉：3份，防銹顏料：12份，納米碳酸鈣：7份，聚乙烯醇：8份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：12份，消泡劑：4份，分散劑：2份，成膜助劑：3份，增稠劑：2份，流平劑：3份，異丙醇：20份，去離子水：35份。
另，所述有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂的制備方法包括如下步驟：將20～30重量份的氨基硅油和15～25重量份的雙酚A環(huán)氧樹脂溶解于30～40重量份丙酮中，以200～300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20～30min，升溫至110～130℃，反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾去除丙酮，然后將改性樹脂與對5～10重量份的二氨基-二苯-甲烷混合，以100～200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10～20min，干燥，冷卻至室溫，得所述有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂。
另有，所述丙烯酸改性聚氨酯樹脂的制備方法包括如下步驟：
1)制備丙烯酸預(yù)聚物
取容器，加入20～30重量份乙酸丁酯和10～20重量份二甲苯的混合物，攪拌，升溫至130～140℃，以5～10ml/min的速率，向容器內(nèi)滴加由10～20重量份丙烯酸正丁酯、15～25重量份丙烯酸乙酯、20～30重量份的甲基丙烯酸甲酯、5～10重量份的苯乙烯、1～5重量份的引發(fā)劑及1～5重量份鏈轉(zhuǎn)移劑混合形成的混合液，1～2內(nèi)滴完，降溫至100～110℃，進(jìn)行共聚反應(yīng)，得所述丙烯酸預(yù)聚物；
2)制備丙烯酸改性聚氨酯樹脂
取10～20重量份異佛爾酮二異氰酸酯，加入反應(yīng)容器中，以10～15ml/min的速度向容器內(nèi)滴加10～15重量份聚乙二醇和1～5重量份的氧化鈣，滴加完畢后升溫至40～50℃，反應(yīng)1～2h，升溫至70～80℃，加入5～10重量份的二羥甲基丙酸，反應(yīng)3～4h，降溫至30～40℃，以5～10ml/min的速率滴加10～20重量份的三乙醇胺，并以5～10ml/min的速率滴加步驟1)所得20～30重量份的丙烯酸預(yù)聚物，攪拌，冷卻至室溫，得所述丙烯酸改性聚氨酯樹脂。
再，所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚二甲基硅氧烷；所述流平劑為氟改性丙烯酸流平劑或磷酸酯改性丙烯酸流平劑。
再有，所述分散劑為脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一種。
另，所述增稠劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的一種。
另有，所述成膜助劑為十二醇酯或丙二醇。
同時，本發(fā)明還提供一種環(huán)保耐磨防腐涂料的制備方法，包括如下步驟：將所述有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂、丙烯酸改性聚氨酯樹脂及鈦酸酯偶聯(lián)劑加入攪拌機(jī)中，以900～1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10～15min，加入膨潤土、滑石粉、防銹顏料、納米碳酸鈣、聚乙烯醇、消泡劑、分散劑、成膜助劑、增稠劑、流平劑、異丙醇及去離子水，將轉(zhuǎn)速提升至1200～1500r/min，攪拌30～40min，得所述環(huán)保耐磨防腐涂料。
本發(fā)明的有益效果在于：
所述涂料采用有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂配合丙烯酸改性聚氨酯樹脂，改性后的環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂，使得涂料具有良好的光澤度、良好的抗靜電能力、較好的力學(xué)性能、耐老化性能及耐磨性能，加入防銹顏料，可有效提升涂料防腐能力，而且還具有價格和環(huán)保優(yōu)勢，附著力強(qiáng)、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆時采用輥涂代替噴涂，有效改善生產(chǎn)環(huán)境，有利于工人身體健康。輥涂成型快干的輥涂工藝代替噴涂工藝，涂裝時塑膠漆的利用度能達(dá)到90％以上，減少了空氣中的揮發(fā)和浪費(fèi)，有效降低因噴涂導(dǎo)致塑膠漆揮發(fā)形成的VOCs，輥涂車間內(nèi)VOCs排放量≤420ppm，環(huán)保效果好?？捎行针姶挪?，消除輻射危害，并可吸附甲醛，凈化空氣，降低空氣中甲醛含量。理論遮蓋率：8-12m2/kg(漆膜厚度＝20微米)；導(dǎo)電效應(yīng)：≤0.025歐姆/cm2(漆膜厚度不少20微米)，膜厚：20～25微米(ASTM D4138-94)。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但實(shí)施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明所提供的一種環(huán)保耐磨防腐涂料，所述涂料包括如下重量份的成分：有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂：30～40份，丙烯酸改性聚氨酯樹脂：15～25份，膨潤土：5～10份，滑石粉：1～5份，防銹顏料：10～15份，納米碳酸鈣：5～10份，聚乙烯醇：5～10份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：10～15份，消泡劑：1～5份，分散劑：1～5份，成膜助劑：1～5份，增稠劑：1～5份，流平劑：1～5份，異丙醇：15～25份，去離子水：30～40份。
進(jìn)一步，所述涂料包括如下重量份的成分：有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂：35～40份，丙烯酸改性聚氨酯樹脂：15～20份，膨潤土：5～8份，滑石粉：2～5份，防銹顏料：10～13份，納米碳酸鈣：7～10份，聚乙烯醇：6～10份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：10～13份，消泡劑：2～5份，分散劑：1～3份，成膜助劑：3～5份，增稠劑：1～4份，流平劑：2～5份，異丙醇：20～25份，去離子水：35～40份。
優(yōu)選地，所述涂料包括如下重量份的成分：有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂：35份，丙烯酸改性聚氨酯樹脂：20份，膨潤土：7份，滑石粉：3份，防銹顏料：12份，納米碳酸鈣：7份，聚乙烯醇：8份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：12份，消泡劑：4份，分散劑：2份，成膜助劑：3份，增稠劑：2份，流平劑：3份，異丙醇：20份，去離子水：35份。
另，所述有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂的制備方法包括如下步驟：將20～30重量份的氨基硅油和15～25重量份的雙酚A環(huán)氧樹脂溶解于30～40重量份丙酮中，以200～300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20～30min，升溫至110～130℃，反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾去除丙酮，然后將改性樹脂與對5～10重量份的二氨基-二苯-甲烷混合，以100～200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10～20min，干燥，冷卻至室溫，得所述有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂。
另有，所述丙烯酸改性聚氨酯樹脂的制備方法包括如下步驟：
1)制備丙烯酸預(yù)聚物
取容器，加入20～30重量份乙酸丁酯和10～20重量份二甲苯的混合物，攪拌，升溫至130～140℃，以5～10ml/min的速率，向容器內(nèi)滴加由10～20重量份丙烯酸正丁酯、15～25重量份丙烯酸乙酯、20～30重量份的甲基丙烯酸甲酯、5～10重量份的苯乙烯、1～5重量份的引發(fā)劑及1～5重量份鏈轉(zhuǎn)移劑混合形成的混合液，1～2內(nèi)滴完，降溫至100～110℃，進(jìn)行共聚反應(yīng)，得所述丙烯酸預(yù)聚物；
2)制備丙烯酸改性聚氨酯樹脂
取10～20重量份異佛爾酮二異氰酸酯，加入反應(yīng)容器中，以10～15ml/min的速度向容器內(nèi)滴加10～15重量份聚乙二醇和1～5重量份的氧化鈣，滴加完畢后升溫至40～50℃，反應(yīng)1～2h，升溫至70～80℃，加入5～10重量份的二羥甲基丙酸，反應(yīng)3～4h，降溫至30～40℃，以5～10ml/min的速率滴加10～20重量份的三乙醇胺，并以5～10ml/min的速率滴加步驟1)所得20～30重量份的丙烯酸預(yù)聚物，攪拌，冷卻至室溫，得所述丙烯酸改性聚氨酯樹脂。
再，所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚二甲基硅氧烷；所述流平劑為氟改性丙烯酸流平劑或磷酸酯改性丙烯酸流平劑。
再有，所述分散劑為脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一種。
另，所述增稠劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的一種。
另有，所述成膜助劑為十二醇酯或丙二醇。
同時，本發(fā)明還提供一種環(huán)保耐磨防腐涂料的制備方法，包括如下步驟：將所述有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂、丙烯酸改性聚氨酯樹脂及鈦酸酯偶聯(lián)劑加入攪拌機(jī)中，以900～1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10～15min，加入膨潤土、滑石粉、防銹顏料、納米碳酸鈣、聚乙烯醇、消泡劑、分散劑、成膜助劑、增稠劑、流平劑、異丙醇及去離子水，將轉(zhuǎn)速提升至1200～1500r/min，攪拌30～40min，得所述環(huán)保耐磨防腐涂料。
其中，表1為本發(fā)明各實(shí)施例所述一種環(huán)保耐磨防腐涂料成分列表。表2為本發(fā)明各實(shí)施例所述一種環(huán)保耐磨防腐涂料中有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂的成分列表。表3為本發(fā)明各實(shí)施例所述一種環(huán)保耐磨防腐涂料中丙烯酸改性聚氨酯樹脂的成分列表。
表1(單位：重量份)
表2(單位：重量分)
表3(單位：重量分)
將本發(fā)明實(shí)施例所述一種環(huán)保耐磨防腐涂料通過輥涂方式涂覆，在200℃下固化后，冷卻至室溫，放置48小時，其中，耐沖擊性能測試方法參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1732-93規(guī)定的測定漆膜耐沖擊性能的方法，以固定質(zhì)量(1kg)的重錘落于試板上而不引起漆膜破壞的最大高度(cm)表示漆膜耐沖擊性能，高達(dá)70～80cm。
采用本發(fā)明所提供的一種環(huán)保耐磨防腐涂料，T彎性能可達(dá)1T。在230℃高溫下不開裂、不變色，抗老化能力強(qiáng)，放置在戶外連續(xù)日照10～15年不泛黃、不變色。耐酸耐腐蝕能力強(qiáng)，將輥涂好的產(chǎn)品放入85℃水內(nèi)煮2H生再逐漸加熱到100℃，產(chǎn)品無變色、掉漆、起泡。在常溫下用5％的Nad溶液浸泡24H后，產(chǎn)品表面無銹蝕、變色及鍍層脫落。把純棉布蘸滿95％酒精包在500g砝碼上，以每分鐘40-60次的速度(20mm)左右的行程在產(chǎn)品表面擦試50個循環(huán)，無掉色脫油。所得涂料涂膜鉛筆硬度高達(dá)4～5H。
需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。