一种高性能双组分水性防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能双组分水性防腐涂料及其制备方法。该涂料包括甲组分和乙组分，所述的甲组分按质量百分比计，包括：水性环氧树脂乳液45～60％、载铈羟基磷灰石5～10％、球状锌粉15～25％、三聚磷酸铝3～10％、助剂1～4％和水10～15％；所述的乙组分为水性胺类环氧固化剂。本发明专利技术提供的双组分水性防腐涂料配比科学，各组分协同发挥较佳的耐水防腐功能。该涂料不仅干燥速度快，施工性能佳，且形成的涂膜平整光滑、无流挂、针孔、开裂、流挂现象，附着力高，不易脱落，膜层致密，具有较佳的机械性能和耐候性，是比较理想的新型水性防腐涂料产品，并且符合环保要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能双组分水性防腐涂料及其制备方法
本专利技术属于防腐涂料
，具体涉及一种高性能双组分水性防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
每年，金属腐蚀所导致的经济损失高达8000亿元左右，占到我国GDP的近3％，同样地，在美国、日本等发达国家也面临金属腐蚀相关的问题：美、日等发达国家每年由于腐蚀造成的经济损失约占其GDP的1～4％。金属的腐蚀与防护技术及产品的研发与应用受到了各方的高度重视。在众多的金属防腐措施中，涂料保护是迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施。传统的防腐蚀涂料多为溶剂型，含有70～80％的有机溶剂，对环境造成污染，并且多含有铅、铬、镉等颜料，如红丹、铅粉、及铈、铅、钡的铬酸盐等，对人体健康造成危害。水性涂料具有VOC含量较低、无异味、不燃烧且毒性低等优点，已有逐步取代有机溶剂型涂料的趋势。然而由于水的表面张力及蒸发潜热均较大，导致水性防腐涂料的生产、施工、固化及性能等各方面的应用缺陷，尤其是耐水耐腐蚀性不足严重限制水性防腐涂料的应用。常用的水性防腐蚀涂料主要包括：水性环氧涂料、水性无机富铈涂料、水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料四大类。其中水性环氧涂料具有良好的附着力、高涂膜硬度、良好的耐磨性，是工业防腐涂料领域应用最广泛、最重要的涂料品种之一，已逐步替代溶剂型环氧防腐涂料应用于汽车零配件、铁路机车、集装箱、储罐等领域。国内外已商品化的水性环氧防腐涂料品种较多，主要有水性环氧铁红防锈漆、水性环氧富锌漆、水性环氧磷酸锌防锈漆及水性环氧云母防锈漆等，这些产品存在的不足之处主要为：一、水性环氧乳液的稳定性不好，二、水性环氧防腐涂料的性能有待改善，主要为耐水性和耐盐雾性能。目前针对水性环氧涂料改进主要集中于提高环氧树脂乳液的稳定性以及新型固化剂开发。如公开号为CN102020908A的中国专利申请公开了一种具有优异耐水性和耐盐雾性水性环氧防腐涂料的制备，该专利技术通过在水性环氧乳化剂分子结构当中引入双酚A链段、羧基、环氧基，使得乳化剂具有较好的乳化能力，用该乳化剂制得的水性环氧乳液粒径较小，稳定性提高；同时乳化剂本身可参与固化反应，消除了乳化剂组分对水性环氧防腐涂料耐水性的影响。公开号为CN104231866A的中国专利申请公开了一种水性环氧防腐涂料及其制备方法，该涂料以水性环氧树脂作为成膜物质，以含氨基硅烷改性的纳米二氧化硅和水性环氧固化剂共同作为环氧涂料的固化剂，制备出具有优良的机械性能及防腐性能的水性环氧涂料。虽然现有技术对水性环氧涂料的改进已获取了不少进步，但仍有必要提供一种新的水性环氧涂料配方，在原来涂料各特点的基础上，扬长避短，进一步提高其各项性能指标，具体为提供给一种不仅具有良好的附着力、耐磨性，还具有优异的耐水性、耐盐雾性、耐化学品性，并且易于施工，稳定性佳的水性防腐涂料，更好地满足市场需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高性能双组分水性防腐涂料及其制备方法，该涂料不仅具有良好的附着力、耐磨性，还具有优异的耐水性、耐盐雾性、耐化学品性，机械性能和防腐蚀性能佳。本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：一种高性能双组分水性防腐涂料，包括甲组分和乙组分；所述的甲组分按质量百分比计，包括：水性环氧树脂乳液45～60％、载铈羟基磷灰石5～10％、球状锌粉15～25％、三聚磷酸铝3～10％、助剂1～4％和水10～15％；所述的乙组分为水性胺类环氧固化剂。所述的载铈羟基磷灰石中铈与羟基磷灰石的摩尔比为1:(2～4)；所述的载铈羟基磷灰石的粒径为1～5μm。所述球形锌粉的粒径＜10μm。此外，本专利技术还提供一种所述的载铈羟基磷灰石的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将硝酸铈溶于水，得到硝酸铈水溶液；(2)将羟基磷灰石粉体加入到步骤(1)的硝酸铈水溶液中，避光浸渍处理6～12h，在真空度低于10-1Pa，温度为20～60℃下烘干，然后置于管式炉内氩气气氛烧结，烧结条件为：采用2℃/min的升温速率从室温加热到150℃，保温3h后，以5℃/min的升温速率加热到650～750℃，保温2h后随炉冷到室温，其中氩气的流速为0.3～0.6L/min，得到粉体；(3)将步骤(2)得到的粉体加入气流磨制粉机中，在高纯度的惰性气体保护下进行气流磨，已被充分磨碎的微粉随气流通过分选轮的缝隙，而未被充分磨碎的则不能通过，继续进行气流磨，直到粉体的粒径为1～5μm，将其搅拌混匀，得到载铈羟基磷灰石。上述制备方法中硝酸铈与羟基磷灰石的摩尔比为1:(2～4)。所述的水性环氧树脂乳液按质量百分比计，包括以下组分：环氧树脂E-5135～45％、环保稀释剂10～15％、吐温-203～5％和去离子水40～50％。其中，环保稀释剂为烯丙基缩水甘油醚与端环氧基硅油以1:0.2～0.3的质量比组成。水性环氧树脂乳液的制备包括以下步骤：将环氧树脂E-51和环保稀释剂混合，加热至65～70℃，在2000～3000r/min转速下，加入去离子水和吐温-20，分散25～30min，即得水性环氧树脂乳液。本专利技术涂料配方中的助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、防流挂剂和润湿剂中的至少一种。具体地，所述的分散剂为德国毕克BYK-187、德国毕克BYK-184、德国迪高TEGO760W或美国陶氏TritonCF-10；所述的消泡剂为聚醚改性有机硅或BYK-045；所述的流平剂为美国气体公司surfynol420、德国汉高Perenal-3或德国毕克BYK-320；所述的防流挂剂为有机膨润土或气相二氧化硅；所述的润湿剂为雅创X405、美国气体化学surfynol104或德国迪高TEGO500。本专利技术涂料配方中的水性胺类环氧固化剂为瀚森迈图的Epikure8538-Y-68、Epikure8537-WY-60、Epikure8535-W-50或Epikure8535-W-53。此外，本专利技术还提供一种所述的高性能双组分水性防腐涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将水、助剂混合搅拌均匀，依次加入载铈羟基磷灰石、球状锌粉、三聚磷酸铝，在1000～2000r/min下分散10～15min；然后降速至100～200r/min，加入水性环氧树脂乳液搅拌均匀1～2h，即得到甲组分；(2)在使用时按甲组分：乙组分的质量比为1:0.1～0.2，将甲组分与乙组分混合，即得。上述涂料配方中的球状锌粉粒径较细，颗粒间结合紧密，锌的金属活性较为活泼，在潮湿的大气中发生化学腐蚀，形成白锈，即碱性碳酸盐(2ZnCO3.Zn(OH)2)膜，有一定的保护作用，可以减慢腐蚀速度。三聚磷酸铝中的P3O105-具有较佳的化学活性，可与许多金属离子形成络合物，特别对2价或3价铁离子具有很强的络合能力，这样就会在钢铁表面形成三聚磷酸铁保护膜，而且三聚磷酸根离子P3O105-会发生解聚反应生成从焦磷酸根离子到正磷酸根离子之类产物，这些离子进一步在金属表面形成坚韧的钝化膜，可使基体金属表面非活性化，阻止基体金属进一步被腐蚀。所述的载铈羟基磷灰石粒径较细，为1～5μm，均匀分散或包裹在成膜树脂中，固化成膜后在其三维网络交联结构中均匀存在，封闭交联固化时水性涂层中产生的缺陷孔，及含水环境中水性涂层中形成的极性输水通道，一方面增加了涂层的耐水性，另一方面其结构中的羟基可与氯化物、碳酸根等腐蚀性物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能双组分水性防腐涂料，其特征在于，包括甲组分和乙组分；所述的甲组分按质量百分比计，包括：水性环氧树脂乳液45～60％、载铈羟基磷灰石5～10％、球状锌粉15～25％、三聚磷酸铝3～10％、助剂1～4％和水10～15％；所述的乙组分为水性胺类环氧固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种高性能双组分水性防腐涂料，其特征在于，包括甲组分和乙组分；所述的甲组分按质量百分比计，包括：水性环氧树脂乳液45～60％、载铈羟基磷灰石5～10％、球状锌粉15～25％、三聚磷酸铝3～10％、助剂1～4％和水10～15％；所述的乙组分为水性胺类环氧固化剂。2.根据权利要求1所述的高性能双组分水性防腐涂料，其特征在于，所述的载铈羟基磷灰石中铈与羟基磷灰石的摩尔比为1:(2～4)；所述的载铈羟基磷灰石的粒径为1～5μm。3.根据权利要求1或2所述的高性能双组分水性防腐涂料，其特征在于，所述的载铈羟基磷灰石的制备包括以下步骤：(1)将硝酸铈溶于水，得到硝酸铈水溶液；(2)将羟基磷灰石粉体加入到步骤(1)的硝酸铈水溶液中，避光浸渍处理6～12h，在真空度低于10-1Pa，温度为20～60℃下烘干，然后置于管式炉内氩气气氛烧结，烧结条件为：采用2℃/min的升温速率从室温加热到150℃，保温3h后，以5℃/min的升温速率加热到650～750℃，保温2h后随炉冷到室温，其中氩气的流速为0.3～0.6L/min，得到粉体；(3)将步骤(2)得到的粉体加入气流磨制粉机中，在高纯度的惰性气体保护下进行气流磨，已被充分磨碎的微粉随气流通过分选轮的缝隙，而未被充分磨碎的则不能通过，继续进行气流磨，直到粉体的粒径为1～5μm，将其搅拌混匀，得到载铈羟基磷灰石。4.根据权利要求3所述的高性能双组分水性防腐涂料，其特征在于，所述的硝酸铈与羟基磷灰石的摩尔比为1:(2～4)。5.根据权利要求1所述的高性能双组分水性防腐涂料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文学，
申请(专利权)人：陈文学，
类型：发明
国别省市：广东,44