本发明专利技术涉及纳米粒子改性技术和涂料技术，具体为一种底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料及其制备方法。首先，进行纳米粒子的环氧基官能团硅烷偶联剂改性和氟硅烷偶联剂改性。然后，以质量份数计，取聚硅氧烷树脂40～60份，环氧基官能团硅烷偶联剂改性纳米SiO20.2～1份；氟硅烷偶联剂改性纳米SiO20.2～1份；防沉剂0.5～1.5份；流平剂0.3～0.8份；消泡剂0.2～0.7份；分散剂0.4～1份；着色颜料5～10份；防锈颜料20～30份；填料5～15份；有机溶剂3～8份，分散、研磨至细度30μm以下，制得甲组分；再将甲组分与乙组分混合，制备成防污防腐纳米聚硅氧烷涂料。这种涂料具有高固体份的特征，具有优秀耐腐蚀、耐候、耐沾污性能，适用于多种场合的防腐领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米粒子改性技术和涂料技术，具体为一种底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料及其制备方法，这种涂料可用于船舶、海洋平台、码头设施、桥梁、车辆、航空、电力设施等，同时具有防污和防腐功能。
技术介绍
现代工业化的不断发展，使腐蚀和污染都在不断加剧。全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美金。据统计，我国每年因腐蚀造成的损失约占GDP的3～5％。目前，腐蚀造成的损失超过2万亿元，远远大于自然灾害和各类事故损失的总和。因此，针对金属材料的各种防腐蚀措施的应用是减少腐蚀损失的关键，这些措施包括制备耐蚀的金属合金、进行金属表面处理和改性、使用腐蚀抑制剂、涂装有机涂料和采用阴极保护措施等。其中，有机涂料是一种极常用的保护金属免受腐蚀的手段(占金属防护手段的70％以上)。传统的溶剂型涂料在生产和使用的过程中会产生挥发性有机物。为消除涂料涂装对大气的污染，防腐涂料正向水性化、高固体份方向发展，以取代溶剂型防腐涂料。高固体份因其颜填料比例较大，水性化涂料因其在固化过程中产生通道，这两种涂料在金属表面形成的涂层易形成高孔隙率，从而导致腐蚀介质渗透速率快。因此，如何降低涂料的孔隙率，进一步提高涂料的耐腐蚀性能，一直是学术界和工业界努力的方向。在涂层树脂基质固定化后，使用纳米颜填料，可充分减少涂层的孔隙率，降低腐蚀介质的传输速率。在普通的情况下，纳米颜填料以物理填充的方式存在，在纳米颜填料和树脂基质的界面处，仍存在微小空隙。如果纳米颜填料实现与树脂基体的结合，尤其是化学结合，则能提高涂层的致密性，进而提高涂层的防腐蚀性能。然而，关于化学表面改性纳米颜填料，并将其用于制备高耐腐蚀涂料，却很少见到相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种耐腐蚀性能、防污性能和抗老化性能强的底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料及其制备方法，满足船舶、海洋平台、码头设施、桥梁、车辆、航空、电力设施等防污和防腐功能要求。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，该涂料为甲、乙两组分组成，按质量份数计，具体配方如下：(1)甲组分(2)乙组分：固化剂；甲组分与乙组分质量比为100:(12～20)。所述的底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，聚硅氧烷树脂为SilikoponEF聚硅氧烷树脂；防沉剂为Anti-settlingagent202P防沉剂，流平剂为TegoFlow300或BYK-306流平剂，消泡剂为Tego936或BYK-A530消泡剂，分散剂为Tego670或BYK-163分散剂；着色颜料为钛白粉和炭黑的一种或两种；防锈颜料为磷酸锌、钒酸铋、钼酸锌、磷酸钼锌、三聚磷酸铝、多聚磷酸铝锶、多聚磷酸锌的一种或两种以上；填料为325目云母粉；有机溶剂为丁酯；固化剂为氨基硅烷偶联剂。所述的底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，纳米SiO2的改性方法如下：1)纳米SiO2的环氧基官能团硅烷偶联剂改性过程将纳米SiO2加入到环氧基官能团硅烷偶联剂中，使纳米SiO2的质量分数为20％～30％；再加入纳米SiO2质量40～50倍的水和40～50倍的醇类，制备成混合物；混合物在60～100℃和微酸性pH＝4.5～5.5条件下加热搅拌1～2h；最终，混合物在30～50℃条件下烘干；研磨后，过325目筛，获得环氧基官能团硅烷偶联剂改性纳米SiO2粉；2)纳米SiO2的氟硅烷偶联剂改性过程将纳米SiO2加入到氟硅烷偶联剂中，使纳米SiO2的质量分数为20％～30％；再加入纳米SiO2质量40～50倍的水和3～6倍的醇类，制备成混合物；混合物在60～100℃和微酸性pH＝4.5～5.5条件下加热搅拌0.5～2h；最终，混合物在30～50℃条件下烘干；研磨后，过325目筛，获得氟硅烷偶联剂改性纳米SiO2粉。所述的底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，醇类为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、异丙醇或异丁醇的一种。所述的底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，纳米SiO2改性所用的环氧基官能团硅烷偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、环氧基三甲氧基硅烷和γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的一种。所述的底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，纳米SiO2改性所用的氟硅烷偶联剂为十七氟癸基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、(N-全氟辛基磺酰基)-氨丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、十二氟烷基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷的一种。所述的底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料的制备方法，制备方法如下：将聚硅氧烷树脂、环氧基官能团硅烷偶联剂改性纳米SiO2、氟硅烷偶联剂改性纳米SiO2、防沉剂、流平剂、消泡剂、分散剂、着色颜料、防锈颜料、填料和有机溶剂混合，用高速分散机800～1500转/分高速分散10～30分钟，再用球磨机研磨4～8小时，得到细度为30μm以下，制成甲组分；再加入乙组分固化剂，搅拌均匀，制得底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料。本专利技术的优点及有益效果如下：1、本专利技术涉及制备和运用纳米粒子改性工艺。首先，通过环氧基官能团硅烷偶联剂改性纳米SiO2和氟硅烷偶联剂改性纳米SiO2。前后两种改性纳米SiO2分别用于增加聚硅氧烷涂料的防腐和防污功能。改善防腐性能的原理在于利用纳米SiO2表面的多羟基特性，接枝具备环氧基的硅烷偶联剂。当氨基硅烷偶联剂(固化剂)与具备环氧基的SilikoponEF聚硅氧烷树脂交联固化的同时，也能够与具有环氧基的改性纳米SiO2交联，从而使纳米SiO2与树脂基质产生化学键合，增加涂层的致密度，提高涂层的耐腐蚀性能。改善防污性能的原理在于接枝氟硅烷的纳米SiO2填充在涂料中，交联固化后的涂层表面形成微米-纳米的精细结构，氟硅烷偶联剂改性纳米SiO2本身具有强的疏水作用，从而实现涂层的低表面能，达到防污效果。2、本专利技术所述的涂料完全使用无毒的防锈颜料，安全，环保。涂料具有优异的耐腐蚀性、耐老化性、耐湿热性和防污性能。3、本专利技术所述的涂料是一种底面合一型高固体份涂料，其固含量>90wt.％。涂料既有底漆所具有的防腐功能，也有面漆所具有的防污功能和装饰功能。根据防腐蚀要求，可一次喷涂厚度为20～100μm，减少喷涂道数，提高施工效率，降低成本。具体实施方式在具体实施方式中，本专利技术底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料为甲、乙两组分组成，按质量份数计，具体配方如下：(1)甲组分聚硅氧烷树脂40～60份(优选45～55份)，环氧基官能团硅烷偶联剂改性纳米SiO20.2～1份(优选0.3～0.6份)，氟硅烷偶联剂改性纳米SiO20.2～1份(优选0.3～0.6份)，防沉剂0.5～1.5份(优选0.8～1.2份)，流平剂0.3～0.8份(优选0.4～0.6份)，消泡剂0.2～0.7份(优选0.3～0.6份)，分散剂0.4～1份(优选0.5～0.7份)，着色颜料5～10份(优选6～8份)，防锈颜料20～30份(优选22～28份)，填料5～15份(优选8～12份)，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，其特征在于，该涂料为甲、乙两组分组成，按质量份数计，具体配方如下：(1)甲组分(2)乙组分：固化剂；甲组分与乙组分质量比为100:(12～20)。
【技术特征摘要】
1.一种底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，其特征在于，该涂料为甲、乙两组分组成，按质量份数计，具体配方如下：(1)甲组分(2)乙组分：固化剂；甲组分与乙组分质量比为100:(12～20)。2.根据权利要求1所述的底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，其特征在于，聚硅氧烷树脂为SilikoponEF聚硅氧烷树脂；防沉剂为Anti-settlingagent202P防沉剂，流平剂为TegoFlow300或BYK-306流平剂，消泡剂为Tego936或BYK-A530消泡剂，分散剂为Tego670或BYK-163分散剂；着色颜料为钛白粉和炭黑的一种或两种；防锈颜料为磷酸锌、钒酸铋、钼酸锌、磷酸钼锌、三聚磷酸铝、多聚磷酸铝锶、多聚磷酸锌的一种或两种以上；填料为325目云母粉；有机溶剂为丁酯；固化剂为氨基硅烷偶联剂。3.根据权利要求1所述的底面合一型防污防腐纳米聚硅氧烷涂料，其特征在于，纳米SiO2的改性方法如下：1)纳米SiO2的环氧基官能团硅烷偶联剂改性过程将纳米SiO2加入到环氧基官能团硅烷偶联剂中，使纳米SiO2的质量分数为
\t20％～30％；再加入纳米SiO2质量40～50倍的水和40～50倍的醇类，制备成混合物；混合物在60～100℃和微酸性pH＝4.5～5.5条件下加热搅拌1～2h；最终，混合物在30～50℃条件下烘干；研磨后，过325目筛，获得环氧基官能团硅烷偶联剂改性纳米SiO2粉；2)纳米SiO2的氟硅烷偶联剂改性过程将纳米SiO2加入到氟硅烷偶联剂中，使纳米SiO2的质量分数为20％～30％；再加入纳米SiO2质量40～50倍的水和3～6倍的醇类，制备成混合物；混合物在60～100℃和...
【专利技术属性】
技术研发人员：史洪微，刘福春，韩恩厚，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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