一种低表面处理冷喷锌涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低表面处理冷喷锌涂料及其制备方法，属于防腐涂料技术领域，其特征在于，包括如下成分的重量百分比：氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液0.1‑5.0份、丙烯酸树脂2‑20份、硅烷偶联剂0.1‑2份、增塑剂0.1‑2份、防沉剂0.1‑3份、球状锌粉10‑50份、片状锌粉10‑50份、混合醇硅溶胶1‑10份，采用先将氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液与丙烯酸树脂共混，得到石墨烯改性丙烯酸树脂，然后加入硅烷偶联剂、增塑剂、防沉剂得到冷喷锌涂料基料，再将球状锌粉、片状锌粉加入到涂料基料中，最后滴加混合醇硅溶胶得到冷喷锌涂料；解决了冷喷锌漆对基材表面处理要求较高、固含量低导致的不利于施工、于环境有害的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低表面处理冷喷锌涂料及其制备方法
本专利技术涉及防腐涂料
，具体涉及一种低表面处理冷喷锌涂料及其制备方法。
技术介绍
重防腐涂料(Heavy-dutyCoating)，指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。重防腐涂料的干膜厚度在200μm或300μm以上，还有500μm-1000μm，甚至高达2000μm，而普通防腐涂料的涂层干膜厚度仅为100μm或150μm左右。因此重防腐涂料能在苛刻条件下使用，并具有长效防腐寿命。例如重防腐涂料在化工大气和海洋环境里，一般可使用10年或15年以上，即使在酸、碱、盐和溶剂介质里，并在一定温度条件下，也能使用5年以上。目前，防腐的主要类型包括：锌阴极防护、涂覆环氧树脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、高固体分防腐涂料、水性防腐涂料等。锌阴极防护的主要方式有热镀锌、热喷锌、冷喷锌、有机富锌类涂料、无机富锌类涂料等。热镀锌是一种有效的金属防腐方式，是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。而冷喷锌(又称，冷涂锌)在使用过程中，不用加热到460℃，常温喷涂施工就可以达到和热镀锌一样的防锈效果，不含铅、镉等重金属成份，不含苯、甲苯、一氯甲烷或甲乙酮等有机溶剂，冷喷锌为单组分，无施工期、活化期限制。冷喷锌的防锈原理如下：1、具有电化学保护作用。因锌比铁活泼，容易失去电子。在前期锌粉的腐蚀过程中，锌粉和钢铁基材组成原电池，锌的电极电位比铁的电极电位负，锌为牺牲阳极，铁为阴极，电流由锌流向铁，钢铁便得到了阴极保护。2、锌腐蚀沉积物屏蔽保护作用。在后期，冷喷锌在应用过程中不断腐蚀，锌粉间隙和钢铁表面沉积了腐蚀产物即碱式碳酸锌，俗称白锈，其结构致密，且不导电，是难溶的稳定化合物，能够阻挡和屏蔽腐蚀介质的侵蚀，起到防蚀效果，因此也可誉为冷镀锌的“自修复”性。冷涂锌防腐涂料是用一种高粘结性的粘结剂和潮汐锌粉调制成的一种粘稠状涂料，加上其他助剂，涂覆于金属表面。由于粘结剂的作用，将锌粉紧密的覆盖于金属表面，达到锌层保护效果。现有技术大多致力于对冷喷锌涂料的耐中性盐水、耐中性盐雾、耐人工加速老化等性能方面的研究，以使应苛刻的使用环境。但是现有的冷喷锌涂料在施工时前需首先进行基面清理，即对基材表面进行人工或机械除锈处理，去除基材表面的附着物，目的是使冷喷锌漆与基材表面产生有力的结合，以取得良好涂装效果，因此对基材的表面处理要求较高，操作麻烦；其次，涂料中固含量较低，不利于施工；另外现有的冷喷锌体系VOC体积含量高，对环境造成污染，不符合国家的环保要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种低表面处理冷喷锌涂料及其制备方法，以解决现有冷喷锌漆对基材表面处理要求较高、固含量低导致的不利于施工、于环境有害的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种低表面处理冷喷锌涂料，其特征在于，包括如下成分的重量百分比：氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液0.1-5.0份、丙烯酸树脂2-20份、硅烷偶联剂0.1-2份、增塑剂0.1-2份、防沉剂0.1-3份、球状锌粉10-50份、片状锌粉10-50份、混合醇硅溶胶1-10份。进一步的，所述硅烷偶联剂采用KH-560，所述增塑剂采用DOP，所述防沉剂采用气相二氧化硅。进一步的，所述氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液的质量分数为5%。进一步的，所述混合醇硅溶胶采用乙醇/丁醇/异丙醇混合醇溶液硅溶胶。进一步的，所述混合醇硅溶胶中纳米二氧化硅的固含量为30%。以及一种如上所述的低表面处理冷喷锌涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a）将氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液加入到丙烯酸树脂中，500r/min下低速搅拌，并在60℃-100℃水浴温度下加热10min-30min，然后冷却至室温，得到石墨烯改性丙烯酸树脂；利用氧化石墨烯的含氧基团（主要是羧基，部分羟基）与丙烯酸树脂在一定的温度条件下进行聚合反应，一方面提高氧化石墨烯的分散性；另一方面，通过聚合反应，增加树脂的表面能，提高对后期添加的无机组分的吸附性；此外，通过氧化石墨烯与树脂的聚合，将原有线装树脂分子链交联成为互穿网络状，也能提高树脂的附着力，并能增加成膜后密度，对防腐效果有增益作用；b）低速搅拌下，向上述石墨烯改性丙烯酸树脂中加入硅烷偶联剂、增塑剂、防沉剂，然后调整至高速搅拌10min-30min后，超声波分散10min-30min，得到冷喷锌涂料基料；其中，低速搅拌采用500r/min，高速搅拌采用3000r/min；复合助剂的加入，能提高产品的总体性能：首先，KH-560能有效的将后期加入的锌粉与树脂之间形成交联，提高产品的贮存稳定性，此外，KH-560能作为附着力促进剂，进一步提高产品的附着力；其次，增塑剂为提高产品塑性，降低脆性；最后，防沉剂为提高锌粉的贮存稳定性；c）将球状锌粉、片状锌粉加入到上述冷喷锌涂料基料中，中速搅拌至均匀，得混合液；其中，中速搅拌采用1000r/min-2000r/min搅拌15min；复合锌粉的加入，一方面作为阴极保护材料，另一方面提供产品成膜后的金属外观；d）向上述混合液中滴加混合醇硅溶胶，并低速搅拌，滴加完成后，调整至中速搅拌至均匀；其中，混合醇硅溶胶的滴加速度采用2g/min-20g/min，低速搅拌采用500r/min，中速搅拌采用1000r/min-2000r/min搅拌15min；其中，混合醇硅溶胶的加入在体系中能起到多方面的作用：首先，硅溶胶中纳米级的二氧化硅粒子在干燥过程成互相通过硅氧键互相交联，进一步提高漆膜的致密性，增加硬度及附着力；其次，纳米级二氧化硅由于具备相对有机树脂更小粒径，渗透效果更好，更容易在低表面处理的情况下形成有效附着；然后，硅溶胶中的混合醇溶剂具备较高的渗透性，能有效浸润底材表面锈迹，将有机树脂组分渗透到底材表面，已达到较高的附着力；最后，通过有机树脂与硅溶胶及混合醇溶剂的协同互配，能有效的在锈层形成有机-无机复合交联层，一方面提高产品附着力，另一方面能填充到疏松锈层内部，降低其中空气及水汽的含量，防止锈蚀的扩散，使得冷喷锌涂料对基材的表面处理要求降低，大大降低了施工难度；e）过滤、包装，得到低表面处理冷喷锌涂料。本专利技术中所采用的氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液按如下步骤配制而成：1）将5g氧化石墨烯与92g醋酸正丁酯加入容器中，500r/min搅拌，向混合液中加入2.5g脂肪族丙烯酸聚氨酯超分散剂、0.5g硅烷偶联剂，保持500r/min搅拌均匀；2）将步骤1）所得混合液移至10℃冷水浴中，3000r/min搅拌30min，取样进行SEM检测，观察无明显团聚现象，氧化石墨烯在体系中均匀分布，即停止搅拌。本专利技术的有益效果是：1.通过氧化石墨烯的含氧基团对与丙烯酸树脂进行改性，一方面提高氧化石墨烯的分散性；另一方面，通过聚合反应，增加树脂的表面能，提高对后期添加的无机组分的吸附性；此外，通过氧化石墨烯与树脂的聚合，将原有线装树脂分子链交联成为互穿网络状，也能提高树脂的附着力，并能增加成膜后密度，对防腐效果有增益作用；2.采用的混合醇硅溶胶具备较高的渗透性，能有效浸润底材表面锈迹，将有机树脂组分渗透到底材表面，已达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低表面处理冷喷锌涂料，其特征在于，包括如下成分的重量百分比：氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液0.1‑5.0份、丙烯酸树脂2‑20份、硅烷偶联剂0.1‑2份、增塑剂0.1‑2份、防沉剂0.1‑3份、球状锌粉10‑50份、片状锌粉10‑50份、混合醇硅溶胶1‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种低表面处理冷喷锌涂料，其特征在于，包括如下成分的重量百分比：氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液0.1-5.0份、丙烯酸树脂2-20份、硅烷偶联剂0.1-2份、增塑剂0.1-2份、防沉剂0.1-3份、球状锌粉10-50份、片状锌粉10-50份、混合醇硅溶胶1-10份。2.根据权利要求1所述的低表面处理冷喷锌涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂采用KH-560，所述增塑剂采用DOP，所述防沉剂采用气相二氧化硅。3.根据权利要求1所述的低表面处理冷喷锌涂料，其特征在于，所述氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液的质量分数为5%。4.根据权利要求1所述的低表面处理冷喷锌涂料，其特征在于，所述混合醇硅溶胶采用乙醇/丁醇/异丙醇混合醇溶液硅溶胶。5.根据权利要求4所述的低表面处理冷喷锌涂料，其特征在于，所述混合醇硅溶胶中纳米二氧化硅的固含量为30%。6.一种如权利要求1-5任一项所述的低表面处理冷喷锌涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a）将氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液加入到丙烯酸树脂中，低速搅拌，并在60℃-100℃水浴温度下加热10min-30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔亚宁，侯士峰，赵莎莎，郭守尊，
申请(专利权)人：济宁利特纳米防腐材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37