一種底面一體化重防腐涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種底面一體化重防腐涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]重防腐涂料是指相對(duì)常規(guī)防腐涂料而言，能在相對(duì)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(zhǎng)保護(hù)期的一類(lèi)防腐涂料。重防腐涂料主要應(yīng)用領(lǐng)域有:①新興海洋工程:海上設(shè)施、海岸及海灣構(gòu)造物、海上石油平臺(tái)現(xiàn)代交通運(yùn)輸:高速公路護(hù)欄、橋梁、船艇、集裝箱、火車(chē)及鐵道設(shè)施、汽車(chē)、機(jī)場(chǎng)設(shè)施；③能源工業(yè):水工設(shè)備、水罐、石油精制設(shè)備、石油貯存設(shè)備(油管、油罐)、輸變電設(shè)備、核電、煤礦大型工業(yè)企業(yè):造紙?jiān)O(shè)備、醫(yī)藥設(shè)備、食品化工設(shè)備、金屬容器內(nèi)外壁、化工、鋼鐵、石化廠的管道、貯槽、礦山冶煉、水泥廠設(shè)備、有腐蝕介質(zhì)的地面、墻壁水泥構(gòu)件；⑤市政設(shè)施:煤氣管道及其設(shè)施(如煤氣柜)、天然氣管道、飲水設(shè)施、垃圾處理設(shè)備等。
[0003]現(xiàn)有的輸電鐵塔防腐維護(hù)，通常采用環(huán)氧富鋅底漆、聚氨酯面漆的兩涂層體系，而且每種涂層體系需粉刷兩遍。這不僅導(dǎo)致涂裝次數(shù)多，增加了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且每遍涂裝前需等待涂料干燥，施工耗時(shí)長(zhǎng)，效率低。
[0004]環(huán)氧類(lèi)涂料和聚氨酯樹(shù)脂涂料因其在耐水、耐候、耐化學(xué)溶劑類(lèi)性能較差，且只有1?2年的防護(hù)時(shí)間，在較為嚴(yán)酷的環(huán)境中時(shí)間更少。而且環(huán)氧類(lèi)底漆對(duì)基材表面狀態(tài)的適用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]氯醋樹(shù)脂是氯乙烯和醋酸乙烯的共聚物，由氯乙烯單體和醋酸乙烯在引發(fā)劑的作用下共聚而得，簡(jiǎn)稱氯醋共聚物。由于環(huán)氧類(lèi)涂料和聚氨酯樹(shù)脂涂料因其在耐水、耐候、耐化學(xué)溶劑類(lèi)性能較差、且儲(chǔ)存時(shí)間較短，無(wú)法滿足輸電鐵塔等嚴(yán)酷環(huán)境的使用要求。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn):較為理想的替用材料有氯醚(MP)樹(shù)脂，高氯化聚乙烯(HCPE)樹(shù)脂及氯醋(P (VC-VAc))樹(shù)脂。但是氯醚樹(shù)脂價(jià)格較高，高氯化聚乙烯樹(shù)脂屬于硬樹(shù)脂，脆性大，附著力差。因此本發(fā)明以氯醋樹(shù)脂替代聚氨酯樹(shù)脂涂料，提供了一種底面一體化重防腐涂料。與傳統(tǒng)的底面兩體系相比，減少了涂裝次數(shù)，縮短了施工工期，降低了維護(hù)成本。與環(huán)氧富鋅/聚氨酯體系相比，本發(fā)明的耐酸性鹽霧+老化循環(huán)試驗(yàn)性能提高3倍以上。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0007]—種底面一體化重防腐涂料，其特征在于，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成:氯醋樹(shù)月旨2?5 %，溶劑35?40 %，分散劑0.5?1 %，有機(jī)硅/ 二氧化硅雜化溶膠2?5 %，鋅粉30?35%，顏料1?3%，稀釋劑11?20%，固化劑1?5%。
[0008]氯醋樹(shù)脂由于是氯乙烯和醋酸乙烯的反應(yīng)產(chǎn)物，秉承了聚乙烯良好的耐候性、耐臭氧性、耐燃性、耐化學(xué)品性和較好的耐油性，但是耐水性能略差，根據(jù)氯醋樹(shù)脂的這個(gè)特點(diǎn)，采用量少而改性效果明顯的有機(jī)硅/ 二氧化硅雜化溶膠進(jìn)行拼用，既要充分彌補(bǔ)了氯醋樹(shù)脂的缺點(diǎn)，又盡量保留了氯醋樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)；以期能達(dá)到最好的效果。
[0009]另一方面，由于有機(jī)硅/ 二氧化硅雜化溶膠具有大量的S1-0-C鍵和S1-OH鍵，親水性較強(qiáng)，易受到親核攻擊，使價(jià)鍵斷裂，引起連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致漆膜快速分解脫落，目前該雜化材料還無(wú)法單獨(dú)使用，需要和其他固化樹(shù)脂復(fù)配，固化后通過(guò)雙鍵聚合使聚丙烯酰氧基β羥乙基硅氧烷和其他樹(shù)脂聚合在一起，S1-0-C鍵和S1-OH鍵被包覆在內(nèi)，減少親核攻擊的可能。而雜化材料不僅能對(duì)常規(guī)固化樹(shù)脂性能起到補(bǔ)強(qiáng)作用，其雜化后形成的核殼結(jié)構(gòu)使得有機(jī)外殼具有較多的非線性的活性基團(tuán)，與氯醋樹(shù)脂復(fù)配可以增強(qiáng)樹(shù)脂的支化度，形成立體互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使涂膜具有較高的抗沖擊性能。
[0010]從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，拼用有機(jī)硅/ 二氧化硅雜化溶膠能夠?qū)δ退阅苓M(jìn)行有效提尚。但是對(duì)機(jī)械性能、耐腐蝕性能及性價(jià)比的提尚綜合考慮，選用有機(jī)娃/ 一■氧化娃雜化溶膠為拼用組分，同時(shí)添加固化劑和稀釋劑，改善成品的柔韌性及其他機(jī)械性能。在氯醋樹(shù)脂中拼用有機(jī)硅/ 二氧化硅雜化溶膠，對(duì)產(chǎn)品漆膜的耐腐蝕性能提高明顯，克服了氯醋樹(shù)脂涂料溶液粘度高、耐水性差的缺點(diǎn)。
[0011]優(yōu)選的，所述鋅粉由粒徑為15um?25um鋅粉與粒徑為1.5?2.5um的鋅粉按照質(zhì)量比2:1混合而成。利用不同粒度鋅粉的搭配，形成致密的鋅層，保護(hù)鋼基體不受腐蝕。
[0012]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述的涂料，還含有35?40wt%的有機(jī)溶劑，所述溶劑優(yōu)選乙酸乙酯與乙酸丁酯或其混合物，更優(yōu)選乙酸乙酯與乙酸丁酯以體積比為1:1的比例進(jìn)行混合。氯醋樹(shù)脂涂料是單組份涂料，溶劑在涂料的存在只是暫時(shí)的，然而對(duì)漆膜質(zhì)量的影響卻不容忽視。氯醋樹(shù)脂可溶于芳烴、酯類(lèi)、酮類(lèi)、部分醇類(lèi)溶劑、200#溶劑油等溶劑。綜合考慮成本價(jià)格，確定使用酯類(lèi)溶劑。酯類(lèi)溶劑有醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等，考慮環(huán)保和健康防護(hù)，醋酸甲酯水解速度過(guò)快，影響涂層的防護(hù)性能，醋酸丙酯價(jià)格較為昂貴等。因此確定醋酸乙酯為主要溶劑，此溶劑在漆膜干燥、溶劑揮發(fā)過(guò)程中都能保持溶解能力，使漆膜無(wú)橘皮并具有光澤，降低了涂料溶劑系統(tǒng)的揮發(fā)速度，且閃點(diǎn)較高，安全性能好，對(duì)人體和環(huán)境影響小，價(jià)格合適。因此，確定乙酸乙酯與乙酸丁酯拼用作為混合溶劑，按照地區(qū)和季節(jié)溫度不同，選擇不同的比例。一般的比例為乙酸乙酯與乙酸丁酯=1: 1。
[0013]由于氯醋樹(shù)脂的生產(chǎn)工藝，在成品中會(huì)存在少量的鹽酸，同時(shí)在高溫條件下，氯醋樹(shù)脂會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，對(duì)涂料存儲(chǔ)造成不利影響，會(huì)出現(xiàn)膠化、絮凝、沉淀等弊病。為解決此問(wèn)題，可以在不影響涂料的各項(xiàng)機(jī)械性能和防腐蝕性能的前提下添加適當(dāng)適量的分散劑。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明選擇了烷醇基銨鹽作為分散劑，加入量最終確定為0.5?1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)。加入烷醇基銨鹽分散劑后，大大提高了氯醋樹(shù)脂重防腐涂料的儲(chǔ)存期限，避免了氯醋樹(shù)脂遇高溫分解問(wèn)題。
[0014]為在保持溶劑溶解能力的情況下進(jìn)一步調(diào)整揮發(fā)速度，本發(fā)明還加入了稀釋劑和固化劑，形成良好的揮發(fā)速率梯度，有利于漆膜快速干燥和鋅粉定向排列，從而形成致密性較好的漆膜。
[0015]優(yōu)選的，固化劑為脂肪族聚異氰酸酯；稀釋劑為二甲苯與丙酮的混合物；就二者含量而言，盡管不能一概而論，但當(dāng)稀釋劑加入量為11?20%時(shí)，若固化劑的含量低于1%，可能會(huì)導(dǎo)致涂料的粘性減弱，構(gòu)成復(fù)合材料的粒子間的密合力下降。若固化劑的含量高于5%，可能會(huì)導(dǎo)致涂料和易性下降，因此，本申請(qǐng)中將固化劑的加入量限定在5%以下，因此不會(huì)產(chǎn)生上述問(wèn)題。
[0016]顏料在涂料中除具有著色和遮蓋功能外，也起著重要的防腐蝕作用，在底漆中，配合使用具有物理防腐蝕能力。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):采用鈦白粉與石墨烯配合，利用石墨烯的憎水功能，降低涂層表面水膜的形成，減緩腐蝕過(guò)程，提高涂層的耐蝕性能。
[0017]更優(yōu)選的，所述顏料為鈦白粉與石墨烯按質(zhì)量比為10:1的比例混合而成。
[0018]其中，當(dāng)顏料的含量低于1%時(shí)，有時(shí)由于無(wú)法獲得良好的疏水性，因此抗腐蝕性能不良。另一方面，如果顏料的含量高于3%時(shí)，則可能會(huì)使涂料抗?jié)B性能降低。已確認(rèn)了下述結(jié)果:使顏料含量分別在1%以上且5%以下的范圍時(shí)，涂料具有較好的疏水性，抗腐蝕性良好。
[0019]本發(fā)明還提供了上述底面一體化重防腐涂料的制備方法，按重量百分比稱取各組分，首先將氯醋樹(shù)脂溶于溶劑，待攪拌均勻后，再逐次添加鋅粉和顏料、分散劑、有機(jī)硅/ 二氧化硅雜化溶膠；施工時(shí)再添加稀釋劑和固化劑。
[0020]本發(fā)明的底面一體化重防腐涂料可用于輸電鐵塔防腐維護(hù)。
[0021]進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:本發(fā)明的低面一體化重防腐涂料能夠滿足以下領(lǐng)域的防腐要求:①新興海洋工程:海上設(shè)施、海岸