【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属防腐涂料，具体涉及一种转锈疏水耐候涂料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、电网设备的防冰和防腐问题一直困扰输变电设备安全稳定运行，输变电设备长期在户外运行，常年的腐蚀导致设备结构强度下降，在冰灾等极端气候条件下，极易造成设备的倒塌、断裂等事故。常规的防腐及防冰处理方案通常是通过结构加固以及涂覆有机防腐涂料来实现设备的结构安全。有机防腐涂料因具有屏蔽效应、化学防护效应、电化学防护等作用，是一种有效解决防腐的可行的手段。但研究表明需要确保良好涂层/金属界面结合才能实现防腐涂层的功能。常用的基材前处理包括机械法和化学除锈法等，可以确保涂层/金属界面的良好结合。但是在野外受到设备、场地以及环保等限制无法进行有效的基材处理。为此，带锈涂装涂料成为研究热点。带锈涂料又称低表面容忍涂料，是能直接将锈层稳定、钝化或转化，使得活泼的锈层变为稳定的物质，达到对金属表面除锈和保护的双重目的。国内基于溶剂型环氧树脂开发了部分产品性能较为优良，但是受环保限制不利于推广使用。
2、开发一种水性环保的、具备带锈涂装的、具有超疏水功能的、同时兼具良好的耐候防腐性能的涂层是解决防腐防冰的有效方法。但目前的水性转锈涂层一般来说存在以下问题：1)水性锈转化涂料的酸性组元作为锈转化剂添加到涂料中，成膜物为乳液，由于锈转化物质与成膜物分别为两种物质，容易导致锈转化层与基体结合力不足，以及锈转化层内聚强度不佳，从而使得锈转化涂料整体的防护性能和寿命都收到影响；2)水性锈转化涂料由于采用水性乳液作为成膜物质，其具有本征亲水性，空气中的水分子较易
技术实现思路
1、针对现有技术中对于水性转锈涂料中存在的不足，本专利技术的第一个目的是在于提供一种磷酸及植酸接枝改性含氟聚丙烯酸脂乳液，实现集锈转化组元与疏水成膜物质于一体的改性乳液，从而形成一种转锈功能良好，锈转化膜与涂层具有较高结合力，涂层内聚强度高，锈转化膜内部具有较高强度和较好的耐候性的转锈疏水耐候涂料。
2、本专利技术的第二个目的是在于提供一种操作简单、条件温和、生成成本低的制备转锈疏水耐候涂料的方法。
3、本专利技术的第三个目的是在于提供一种转锈疏水耐候涂料的应用，将其涂覆在带锈金属的表面进行修复，可以有效保护金属设备，延长其使用寿命。
4、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种转锈疏水耐候涂料，包括以下组分：磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液、缓蚀剂、渗透剂、填料、附着力促进剂、水和添加剂；
5、所述磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液具有式1所示的结构式：
6、
7、其中：m、n的范围相互独立取自200～200000，x和y的范围相互独立取自200～2000。r1为烷基，进一步优选为碳原子数小于4的烷基，r2为氟代烷基，进一步优选为碳原子数小于4的氟代烷基；当r3为式2的结构时r4为式3的结构，当r3为式3的结构时r4为式2的结构，式2和式3所示的结构式如下：
8、
9、且r2相对(r1+r2+r3+r4)的比例大于40％，小于等于80％，r3+r4两者相对(r1+r2+r3+r4)的比例为5％～10％，余量为r1。
10、本专利技术提供了一种独特的转化剂和成膜物，即磷酸和植酸改性的氟化聚丙烯酸酯乳液。这种乳液的功能如下：1)由于同时接枝有磷酸及植酸基团，因此磷酸和植酸改性的氟化聚丙烯酸酯能够与锈蚀产物直接作用，形成锈转化层；2)由于氟化聚丙烯酸酯本身就可作为成膜物质，因此在固化过程中磷酸和植酸改性的氟化聚丙烯酸酯能够直接固化成膜；3)由于锈转化组元和成膜物质组元均为磷酸和植酸改性的氟化聚丙烯酸酯，锈转化产物和成膜物质一体，因此不存在锈转化产物与成膜物质结合差导致涂层性能欠佳的问题。因而，通过该乳液可以赋予涂料具有与基体结合好、内聚强度高等特点，使得涂层的综合防腐效果佳。
11、同时，这种乳液还富含氟基团，较一般的丙烯酸酯乳液或者其他聚氨酯或者环氧树脂乳液具备更好的耐候性、疏水性，有助于提高漆膜防腐性能。
12、重要的是，经过磷酸和植酸改性的氟化聚丙烯酸酯乳液还具有协同效应，一般来说，锈转化通过两种作用进行，一种是化学反应，即通过转化剂与锈蚀产物进行化学反应，如磷酸，通常为小分子酸，进行锈转化；另一种是络合作用，如单宁酸，通常为大分子酸，通过与锈蚀产物发生络合作用促进锈转化。本专利技术中，丙烯酸酯聚合物分子物接枝磷酸和植酸后，可同时兼具化学反应和络合作用。由于磷酸接枝到聚丙烯酸酯上后，仍有两个酸根基团能够和锈蚀产物进行化学反应，而植酸接枝到聚丙烯酸脂后，由于植酸改性的聚丙烯酸酯具备大分子酸特性，同时可以和锈蚀产物发生络合作用。带来的益处在于：化学反应和络合作用同时进行，对于锈蚀产物的浸润性和渗透性进一步增强，使得锈层转化更为彻底，锈转化层与基体的结合力更为优良。与此同时，磷酸和植酸改性的聚丙烯酸酯就是成膜物质，因此带来了另一个优势：锈转化产物与成膜物质为一体，涂层内部交联强度高，涂层内部结构均匀，内聚强度高，避免了锈转化产物与成膜物质结合强度不高，造成涂层内聚强度低等问题。
13、总之，本专利技术的技术方案提供的涂料在锈转化过程中化学反应和络合作用同时进行，锈转化产物与成膜物质为一体，使得锈蚀产物转化彻底，涂层内部交联强度高，同时氟根的存在使得涂层具备疏水耐候特性，涂层综合防腐性能优良。
14、作为一种优选的方案，所述转锈疏水耐候涂料由以下质量份组分组成：磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液100～200份，缓蚀剂10～60份，渗透剂10～30份，填料5～20份，附着力促进剂5～10份，水5～50份，添加剂1～5份。在本专利技术的配方中，通过平衡缓蚀剂和磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液的相互之间的用量可以进一步强化涂层整体的锈转化性能，而通过平衡附着力促进剂、渗透剂和磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液的相互之间的用量可以进一步强化涂层内部的强度和成膜性。
15、作为一种优选的方案，所述缓蚀剂为羟基喹啉和/或巯基苯并噻唑。
16、作为一种优选的方案，所述渗透剂为十二烷基磺酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠。本专利技术所选的渗透剂均为阴离子表面活性剂。
17、作为一种优选的方案，所述附着力促进剂为硅烷偶联剂kh560、kh570或kh590。
18、作为一种优选的方案，所述添加剂为消泡剂和/或润湿分散剂。
19、作为一种优选的方案，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂，如r920s；所述润湿分散剂为异丙醇。
20、作为一种优选的方案，所述填料为二氧化硅、二氧化钛、云母粉、滑石粉、高岭土、蒙脱土和石墨烯中的至少一种；进一步优选为二氧化钛或蒙脱土。
21、本专利技术还提供了一种转锈疏水耐候涂料的制备方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：包括以下组分：磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液、缓蚀剂、渗透剂、填料、附着力促进剂、水和添加剂；所述磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液具有式1所示的结构式：
2.根据权利要求1所述的一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：所述转锈疏水耐候涂料由以下质量份组分组成：磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液100～200份，缓蚀剂10～60份，渗透剂10～30份，填料5～20份，附着力促进剂5～10份，水5～50份，添加剂1～5份。
3.根据权利要求2所述的一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：所述渗透剂为十二烷基磺酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠；所述缓蚀剂为羟基喹啉和/或巯基苯并噻唑。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：所述附着力促进剂为硅烷偶联剂KH560、KH570或KH590。
5.根据权利要求4所述的一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：所述添加剂为消泡剂和/或润湿分散剂；所述消泡剂为水性有机硅消泡剂；所述润湿分散剂为异丙醇。
6.根据权利要求5所述的一
7.权利要求1～6任一项所述的一种转锈疏水耐候涂料的制备方法，其特征在于：将包含磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液、缓蚀剂、渗透剂、填料、附着力促进剂、水和添加剂在内的溶液混合即得；
8.根据权利要求7所述的一种转锈疏水耐候涂料的制备方法，其特征在于：所述磷酸和植酸总用量和氟化聚丙烯酸酯乳液的质量份比为(1～0.6)：10。
9.根据权利要求7或8所述的一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：所述接枝反应的条件为：温度为60～100℃，时间为2～10h。
10.权利要求1～6任一项所述的一种转锈疏水耐候涂料的应用，其特征在于：应用于带锈金属表面的修复。
...【技术特征摘要】
1.一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：包括以下组分：磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液、缓蚀剂、渗透剂、填料、附着力促进剂、水和添加剂；所述磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液具有式1所示的结构式：
2.根据权利要求1所述的一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：所述转锈疏水耐候涂料由以下质量份组分组成：磷酸和植酸接枝修饰的氟化聚丙烯酸酯乳液100～200份，缓蚀剂10～60份，渗透剂10～30份，填料5～20份，附着力促进剂5～10份，水5～50份，添加剂1～5份。
3.根据权利要求2所述的一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：所述渗透剂为十二烷基磺酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠；所述缓蚀剂为羟基喹啉和/或巯基苯并噻唑。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种转锈疏水耐候涂料，其特征在于：所述附着力促进剂为硅烷偶联剂kh560、kh570或kh590。
5.根据权利要求4所述的一种转锈疏水耐候涂料，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文波，刘春华，刘兰兰，赵强，罗强，张军，赵世华，吴堂清，吕旺燕，胡钰婧，黄蓉，杜翠薇，郝文魁，陈云，胡家元，叶芳，林德源，候捷，易娟，菅明建，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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