一种纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层制造技术

本发明专利技术公开一种纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层，属于海洋防腐材料技术领域。本发明专利技术涂层环氧树脂、固化剂、溶剂、氧化锌、聚合物纳米修复粒子、滑石粉、正丁醇、缓蚀剂、杀菌剂为原料制备而成。本发明专利技术在传统防腐涂层配方中加入具有自修复功能的聚合物纳米粒子，增强了涂层与纳米粒子结合度；其次，可以延长H2O、O2、Cl

【技术实现步骤摘要】
一种纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层


[0001]本专利技术属于海洋防腐材料
，具体涉及一种纳米改性的聚合物自抛光海洋防腐涂层。

技术介绍

[0002]我国海洋面积广且海岸线长，可利用的海洋自然资源非常多，尤其是风能。其中，以北至江苏省和南至海南的东南沿海及其附近的屿风能资源最为富。为了更大效率地开发利用风能资源，世界对海上风力发电也越来越重视和支持。
[0003]但在实际工程实施中，海上风电机组的基础结构比地的基础结构更复杂，与地工程相比，海上的环境更加多变，风电机组不仅要承受海平面下的长期腐蚀，更要经受海上强风载荷和海面破浪冲击的考验，这也对技术难度和建设成本提出了更高的要求。其中钢管桩以其高承载力、强抗弯能力和相对简单的沉桩工艺，被开始广泛用于风电工程建设中。
[0004]海洋环境中，特别是浪花飞溅这种特殊域，钢管桩受更复杂因素影响，例如：在海水表面同时经受氧和海水的腐蚀、流动的海水形成的干湿交替的环境、浪花冲击造成的应力作用等，这些因素会使得该域中钢管桩的腐蚀情况会相对重。因此，研究海洋钢结构长效防腐的新技术及新工艺是突破上述困难的关键点。
[0005]有机涂层是金属保护中最常见和最有效的方式之一。然而，在运输和使用过程中，由于环境和机械侵蚀不可避免地会对涂层造成微观缺陷和宏观损伤，从而削弱涂层的保护性能。所以，开发自修复型防腐涂料具有很大的实用价值。
[0006]然而目前的海洋涂层研究，功能单一，防腐性能不稳定，根本没有自修复的能力。例如，CN103990588A公布了一种海洋钢结构用的长效防护重防腐涂层及其制备方法，其主要由多元羧基环氧树脂涂层、无溶剂环氧涂层、丙烯酸环氧面漆或聚氨酯环氧面漆或有机硅环氧面漆或氟碳面漆组成；CN202123747U则专利技术了一种海工环境下钢结构的合金树脂复合防腐涂层，其包括Zn涂层、Al涂层、纳米涂料涂层、聚氨酯面漆涂层在内的四层；CN200979035Y涉及一种具有海洋防腐蚀的改性氯化橡胶外防腐涂层的钢管；CN101987937A提供了浪溅区海洋钢结构超厚膜防腐涂层，由底漆、面漆和罩面面漆组成。
[0007]因此如何开发一种具有自修复功能的，适合海洋高盐高湿环境使用的具有自修复功能的涂层材料，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供一种具有自修复功能纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层，其可以实现海洋船舶、钢结构等部件的长效稳定防腐，效果显著。
[0009]为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0010]一种纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层，包括以下重量份的原料制备而成：环氧树脂30
‑
40份、固化剂5
‑
10份、溶剂20
‑
25份、氧化锌5
‑
8份、聚合物纳米修复粒子6
‑
10份、滑石粉1
‑
3份、正丁醇1
‑
3份、缓蚀剂1
‑
3份、杀菌剂1
‑
3份。
[0011]进一步的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
[0012]进一步的，所述固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺中的一种或者几种。
[0013]进一步的，所述溶剂为甲醇、乙醇或者二甲苯中的一种。
[0014]进一步的，所述聚合物纳米修复粒子的制备方法为：
[0015](1)将15g环氧丙烯酸酯加入到10
‑
15mL的玉米油中，加入0.5
‑
1g的聚乙烯醇，高速分散1
‑
2h得到聚合物乳液；
[0016](2)将3g十六烷基甲基溴化氨和5mL聚合物乳液，均匀分散于50mL的氢氧化钾溶液中，升温至40℃，然后滴加1.5mL正硅酸乙酯，搅拌12h，再加入1mL水合肼，在70℃下反应12h；
[0017](3)冷却至室温后，将产物分散于盐酸的乙醇溶液中，在冰水浴中超声搅拌3
‑
5h，将产物洗涤干燥，得到聚合物纳米修复粒子。
[0018]更进一步的，步骤(1)中高速分散的转速为600
‑
800r/min。
[0019]更进一步的，步骤(2)氢氧化钾溶液的浓度为1mol/L。
[0020]更进一步的，步骤(3)中盐酸的乙醇溶液为：将50mL质量浓度为30％的盐酸分散于100mL的无水乙醇溶液中。
[0021]进一步的，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、1，2，4
‑
三氮唑
‑3‑
羧酸甲酯或者噻二唑中的一种或者几种。
[0022]进一步的，所述杀菌剂为异噻唑啉酮衍生物。
[0023]一种纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层的制备方法为：
[0024](1)首先制备聚合物纳米修复粒子；
[0025](2)按重量份将环氧树脂、氧化锌、滑石粉、正丁醇、缓蚀剂、杀菌剂分散于溶剂中，然后在强烈搅拌下加入聚合物纳米修复粒子，继续进行高速分数1
‑
2h，后加入固化剂，
[0026]高速搅拌3
‑
5h后得到防腐涂料，通过喷涂或者刷涂到金属的表面，形成防腐涂层。
[0027]本专利技术所用原料均市售可得。
[0028]有益效果
[0029]首先，本专利技术在传统防腐涂层配方中加入具有自修复功能的聚合物纳米粒子，在制备介孔纳米二氧化硅的过程中，用环氧丙烯酸酯对二氧化硅进行包裹，环氧丙烯酸酯对纳米二氧化硅的表面和内部空隙进行充分填充，极大程度的增强了涂层与纳米粒子结合度；其次，聚合物纳米粒子的加入，一方面，可以延长H2O、O2、Cl
‑
等腐蚀介质的渗透路径，另一方面，对于不同基材，聚合物包裹的纳米粒子可以快速进行填充和修复，有效增强涂层的抗渗透性，并增强其抗物理冲击性和耐磨性，防腐效果显著。最后，在涂层破损时，聚合物纳米粒子可以促进涂层进行自修复，减小裂痕的宽度。本专利技术涂层适用于海洋建筑钢结构、船舶等各类具有防腐需求的海洋设施，应用前景广泛。
附图说明
[0030]图1为本涂覆实施例3，对比例1
‑
2涂层的试件进行划痕修复试验后的表面电镜图。
具体实施方式
[0031]下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明，但不限于此。
[0032]实施例1
[0033]一种纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层，包括以下重量份的原料制备而成：环氧树脂30份、固化剂5份、溶剂20份、氧化锌5份、聚合物纳米修复粒子6份、滑石粉1份、正丁醇1份、缓蚀剂1份、杀菌剂1份。
[0034]所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
[0035]所述固化剂为乙二胺。
[0036]所述溶剂为甲醇。
[0037]所述聚合物纳米修复粒子的制备方法为：
[0038](1)将15g环氧丙烯酸酯加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层，其特征在于，包括以下重量份的原料制备而成：环氧树脂30
‑
40份、固化剂5
‑
10份、溶剂20
‑
25份、氧化锌5
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8份、聚合物纳米修复粒子6
‑
10份、滑石粉1
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3份、正丁醇1
‑
3份、缓蚀剂1
‑
3份、杀菌剂1
‑
3份。2.根据权利要求1所述纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。3.根据权利要求1所述纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层，其特征在于，所述固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺中的一种或者几种。4.根据权利要求1所述纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层，其特征在于，所述溶剂为甲醇、乙醇或者二甲苯中的一种。5.根据权利要求1所述纳米改性的聚合物自修复海洋防腐涂层，其特征在于，所述聚合物纳米修复粒子的制备方法为：(1)将15g环氧丙烯酸酯加入到10
‑
15mL的玉米油中，加入0.5<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴书丞，韩志龙，乔成莉，王忠勇，颜录科，侯陕，
申请(专利权)人：山东韩师傅新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：