专利名称：一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧沥青修补涂料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种基于环氧树脂的涂料组合物的制备方法，更具体的说是涉及一种添加纳米功能粉体的环氧沥青修补涂料的制备方法。
背景技术：
海洋是腐蚀性非常严酷的环境，海洋工程设施及海洋舰船的几乎所有部位都需要进行防腐蚀保护，因此海洋防腐涂料所包括的范围非常广泛，且都属于重防腐涂料的范畴，如防锈底漆、船壳漆、甲板漆、内舱漆、集装箱涂料、海港设施及平台涂料、油罐涂料、海水冷却管道及海上输油管道用涂料等。富锌涂料是目前海洋工程防护涂料的热点之一。最早的富锌涂料是由澳大利亚人Victov Nightingale在上个世纪30年代发明的用水玻璃加入等量锌粉配制而成的无机富锌漆。经过约70年的发展，富锌涂料日趋成熟，并开发出了许多类型，成功地对轮船、海上采油平台、码头、闸门、贮罐、管道、桥梁等进行了良好的防护。近20年来，底漆采用富锌底漆、中间漆采用环氧云母氧化铁漆、面漆采用高性能耐候漆的涂装体系已成为国内外现代大型钢结构建造物防腐蚀涂装共同采取的措施。
随着人类向海洋大举挺进，海洋经济和海洋产业进一步升级和向多元化发展，人们对于环氧富锌涂料提出了更高的要求，环氧富锌涂料也是当前海洋工程防护涂料的热点之一。环氧沥青修补涂料是配合环氧富锌底漆的涂料，当涂覆涂料的工程构件由于施工碰撞等原因发生漏涂或漆膜破坏时，环氧沥青修补涂料可以及时修补这些缺陷部位。当然，人们对于环氧沥青修补涂料也提出了更高的耐腐蚀及抗划伤性能等方面的要求，例如高防护性能、低资源消耗及环境生态友好等。目前，环氧沥青修补涂料的开发已不再是仅仅注重涂料的防护性，科研人员一直试图在提高环氧沥青修补涂料防护性能的同时提高其综合性能。人们发现提高环氧沥青修补涂料的综合性能，其关键是进一步提高环氧沥青修补涂料成膜后涂层整体的质量，高耐海水腐蚀性、抗划伤性能等是其重要的特征。实践表明，提高环氧沥青修补涂料涂膜质量的关键在于选用高性能环氧沥青修补涂料。
目前，通用的环氧沥青修补涂料由树脂，锌粉等填料及辅助材料所组成。依据经典的涂膜腐蚀失效机理，在腐蚀介质中涂膜的腐蚀失效通常有三种形式一是涂层与基体的附着力差，出现脱落；二是涂层自身受到酸、碱、盐等介质的侵蚀而丧失了对基体的保护；三是涂层存在缺陷(如针孔)或涂层抗渗性差，象Na+、Cl-等离子可以通过扩散，从而使涂层的电阻大大下降造成局部腐蚀。环氧富锌涂层表面抗划伤性能主要取决于涂层表面显微及耐磨性能。通常提高涂膜耐海水腐蚀性、抗划伤性性能的主要途径是采用高性能树脂和高品质填料及辅料等。但是，在树脂和涂料填料这些传统生产领域中，国外公司占据绝对的优势。国外公司涂料已掌握并大量垄断了高性能树脂、颜料和填料等生产、分离和提纯等关键技术，国内企业在该领域无优势可言。纳米科技的发展为国内企业提升传统产业技术含量提供了新的机遇。纳米粒子由于具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特殊效应，用于涂料可使涂层的光、磁、电、力学等性能得到提高或赋予其新的功能。国内外在采用纳米复合粉体技术提高传统环氧沥青修补涂料耐海水腐蚀性能以及抗划伤性能等方面尚缺乏相关报道，本发明试图填补这一方面的空白。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧沥青修补涂料的制备方法。
本发明采用的技术方案一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧沥青修补涂料的制备方法，包括下列步骤a.取平均粒径小于100nm的纳米级功能粉体，用有机表面活性剂月桂酸钠对其进行包覆处理，所述纳米级功能粉体选自氧化钛、氧化硅、氧化锌、氧化镍、氧化铝、氧化铬、氧化锰或硫酸钡中的一种或二种的混合物，所述有机表面活性剂月桂酸钠的用量是所述纳米级功能粉体重量的1～10％；b.将上述经有机表面活性剂月桂酸钠包覆的纳米级功能粉体在少量环氧树脂进行球磨、砂磨或高速乳化分散处理，使纳米级功能粉体在环氧树脂中分散均匀，制得浆液；c.将步骤b制得的浆液与环氧沥青修补涂料本体充分混合均匀，控制所述纳米级功能粉体的用量是所述环氧沥青修补涂料本体重量的2～15％，即得产品纳米复合环氧沥青修补涂料。
步骤a中所述纳米级功能粉体的平均粒径为30～50nm。
步骤c中所述纳米级功能粉体的用量是所述环氧沥青修补涂料本体重量的3～6％。
本发明的有益效果本发明工艺简单，纳米粉体在涂层中高效分散，不仅可以充分发挥材料纳米化后表现的电、热等方面的优异特性，还可有效填充涂层的针孔，显著减少涂层中的各种缺陷的形成，从而达到显著提高常规环氧沥青修补涂料综合性能的目的。
具体实施例方式
通过实施例对本发明进一步详细描述，一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧沥青修补涂料的制备方法，包括下列步骤a.取平均粒径小于100nm的纳米级功能粉体，用有机表面活性剂月桂酸钠对其进行包覆处理，所述纳米级功能粉体选自氧化钛、氧化硅、氧化锌、氧化镍、氧化铝、氧化铬、氧化锰或硫酸钡中的一种或二种的混合物，所述有机表面活性剂月桂酸钠的用量是所述纳米级功能粉体重量的1～10％；b.将上述经有机表面活性剂月桂酸钠包覆的纳米级功能粉体在少量环氧树脂进行分散处理，使其分散均匀，制得浆液，分散的方法可以是球磨、砂磨或高速乳化等；c.将步骤b制得的浆液与环氧沥青修补涂料本体充分混合均匀，控制所述纳米级功能粉体的用量是所述环氧沥青修补涂料本体重量的2～15％，即得产品纳米复合环氧沥青修补涂料。步骤a中所述纳米级功能粉体的平均粒径为30～50nm时效果较好。步骤c中所述纳米级功能粉体的用量是所述环氧沥青修补涂料本体重量的3～6％时效果较好。
实施例一取平均粒径30nm氧化钛，用有机表面处理剂月桂酸钠进行包覆处理，其用量为纳米粉体氧化钛重量的1％，先取少量环氧树脂，加入一定量经处理的氧化钛颗粒，并在砂磨机中分散，制得浆液；将该浆液与原环氧沥青修补涂料本体充分混合均匀后，即得纳米复合环氧沥青修补涂料，氧化钛的加入量为涂料重量的2％。将该涂料均匀滚涂于热镀锌钢板，经室温干燥后，得涂膜样板A。留作性能评价试验。
实施例二取平均粒径30nm氧化钛，用有机表面处理剂月桂酸钠进行包覆处理，其用量为纳米粉体氧化钛重量的3％，先取少量环氧树脂，加入一定量经处理的氧化钛颗粒，并在砂磨机中分散，制得浆液；将该浆液与原环氧沥青修补涂料本体充分混合均匀后，即得纳米复合环氧沥青修补涂料，氧化钛的加入量为涂料重量的3％。将该涂料均匀滚涂于热镀锌钢板，经室温干燥后，得涂膜样板B。留作性能评价试验。
实施例三取平均粒径20nm氧化钛，用有机表面处理剂月桂酸钠进行包覆处理，其用量为纳米粉体氧化钛重量的3％，先取少量环氧树脂，加入一定量经处理的氧化钛颗粒，并在砂磨机中分散，制得浆液；将该浆液与原环氧沥青修补涂料本体充分混合均匀后，即得纳米复合环氧沥青修补涂料，氧化钛的加入量为涂料重量的4％。将该涂料均匀滚涂于热镀锌钢板，经室温干燥后，得涂膜样板C。留作性能评价试验。
实施例四取平均粒径50nm氧化硅，用有机表面处理剂月桂酸钠进行包覆处理，其用量为纳米粉体氧化硅重量的10％，先取少量环氧树脂，加入一定量经处理的氧化钛颗粒，并在砂磨机中分散，制得浆液；将该浆液与原环氧沥青修补涂料本体充分混合均匀后，即得纳米复合环氧沥青修补涂料，氧化硅的加入量为涂料重量的15％。将该涂料均匀滚涂于热镀锌钢板，经室温干燥后，得涂膜样板D。留作性能评价试验。
对实施例1～4制备的纳米复合环氧沥青修补涂膜板进行盐雾试验，并与常规环氧沥青修补涂膜板性能进行对比，见表1。
表1环氧沥青修补涂膜耐盐雾和划伤性能评价
从试验结果可见经纳米材料改性的环氧沥青修补涂膜，其耐腐蚀性能和抗划伤性得到了显著提高。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧沥青修补涂料的制备方法，包括下列步骤a.取平均粒径小于100nm的纳米级功能粉体，用有机表面活性剂月桂酸钠对其进行包覆处理，所述纳米级功能粉体选自氧化钛、氧化硅、氧化锌、氧化镍、氧化铝、氧化铬、氧化锰或硫酸钡中的一种或二种的混合物，所述有机表面活性剂月桂酸钠的用量是所述纳米级功能粉体重量的1～10％；b.将上述经有机表面活性剂月桂酸钠包覆的纳米级功能粉体在少量环氧树脂进行球磨、砂磨或高速乳化分散处理，使纳米级功能粉体在环氧树脂中分散均匀，制得浆液；c.将步骤b制得的浆液与环氧沥青修补涂料本体充分混合均匀，控制所述纳米级功能粉体的用量是所述环氧沥青修补涂料本体重量的2～15％，即得产品纳米复合环氧沥青修补涂料。
2.根据权利要求1所述一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧沥青修补涂料的制备方法，其特征是步骤a中所述纳米级功能粉体的平均粒径为30～50nm。
3.根据权利要求1所述一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧沥青修补涂料的制备方法，其特征是步骤c中所述纳米级功能粉体的用量是所述环氧沥青修补涂料本体重量的3～6％。
全文摘要
本发明公开了一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧沥青修补涂料的制备方法，是在环氧沥青修补涂料中，加入2～15％(重量百分比)经有机表面活性剂包覆处理的纳米级功能粉体。该纳米级功能粉体选自氧化钛、氧化硅、氧化锌、氧化镍、氧化铝、氧化铬、氧化锰、硫酸钡中的一种或二种的混合物，纳米粉体先在少量环氧树脂中采用球磨、砂磨或高速乳化工艺进行分散，制得浆液，然后将该浆液与环氧沥青修补涂料本体均匀混合，最终可得到高耐磨耐腐蚀性纳米复合环氧沥青修补涂料。应用本发明环氧沥青修补涂膜的耐腐蚀性能和抗划伤性得到了显著的提高。
文档编号C09D5/08GK1821325SQ20061002528
公开日2006年8月23日 申请日期2006年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者钟庆东, 施利毅, 方建慧, 张剑平, 张文涛, 孙建 申请人:上海电力学院