本发明涉及钢材防锈涂料领域，尤其涉及一种钢材表面功能性防腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术：
据统计，每年由于腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10～20％，金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算。金属的腐蚀现象非常普遍。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。目前，钢材防锈涂层虽对钢材有一定的防锈作用，但防锈性能较差，钢材的使用寿命较短。
专利公开号103045050A公开了一种用于金属管道的防锈涂料，以重量百分比计，该防锈涂料包括：环氧树脂：25-50％，环氧丙烯酸酯：10-20％，活性稀释剂：35-60％，光引发剂：3-6％，附着力促进剂：1-5％，流平剂：0.5-1.5％。该防锈涂料对钢材具有一定的防锈性能，但改善不够明显。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明一方面提供一种钢材表面功能性防腐蚀涂料，该钢材表面功能性防腐蚀涂料解决了钢材涂料防腐蚀性能较差的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种钢材表面功能性防腐蚀涂料，按质量份计，包括以下组分：
本发明中的丙烯酸乳液可以是40份、42份、45份、46份、48份或50份等，聚四氟乙烯乳液可以为20份、22份、24份、25份、26份、28份或30份，聚乙烯醇缩丁醛树脂可以为5份、6份、7份或8份等；硫代磷酸酯可以为6份、7份、8份、9份或10份等；羟甲基纤维素钠可以为1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.6份、1.8份或2份等，纳米二氧化硅可以为5份、6份、8份、10份、12份、14份或15份等，分散剂可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.5份、0.6份、0.8份、0.9份或1份，稳定剂可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.8份或1份等，附着力促进剂可以为0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份或1.5份等，石墨烯粉体可以为0.2份、0.3份、0.5份、0.6份、0.8份、1.0份或1.2份等。
本发明采用的丙烯酸乳液、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇缩丁醛树脂具有良好的相容性和稳定性、干燥速度快，本发明采用丙烯酸乳液、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇缩丁醛树脂与其他添加剂进行混杂固化，并对各组分含量进行优化处理，使产品具有较好的附着力和防腐蚀性能，同时添加石墨烯粉体，使涂料能够均匀的分布在钢材表面，使得钢材表面具有良好的致密性和抗离子渗透性，可进一步提高钢材防腐蚀涂料的防腐蚀性能。
其中，按质量份计，包括以下组分：
其中，按质量份计，包括以下组分：
其中，所述分散剂选自无机分散剂和/或有机分散剂；
优选地，所述无机分散剂选自水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的一种或至少两种的混合物，优选三聚磷酸钠和/或焦磷酸钠；
优选地，所述有机分散剂选自三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或至少两种的混合物，优选十二烷基硫酸钠和/或聚丙烯酰胺；
优选地，所述分散剂为焦磷酸钠和十二烷基硫酸钠按质量比1:2～4进行混合的混合物。
其中，所述稳定剂选自硬脂酸锌、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡或季戊四醇中的一种或至少两种的混合物，优选硬脂酸锌和/或二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡。
其中，所述附着力促进剂选自硅类附着力促进剂、钛酸酯类附着力促进剂或金属有机化合物附着力促进剂中的一种或至少两种的混合物。
本发明另一方面提供一种上述钢材防腐蚀涂料的制备方法，该制备方法解决了制备过程繁琐，工艺复杂的问题。
一种上述钢材防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按所述质量份，将丙烯酸乳液和聚四氟乙烯乳液加入到反应釜中混合搅拌，制得溶解液；
(2)向所述溶解液中加入聚乙烯醇缩丁醛树脂、羟甲基纤维素钠和分散剂进行混合搅拌，得到分散液；
(3)向所述分散液中加入硫代磷酸酯、稳定剂、纳米二氧化硅、附着力促进剂和石墨烯粉体进行加热搅拌，球磨处理，制得钢材表面功能性防腐蚀涂料。
其中，所述步骤(1)中搅拌转速为300～500r/min，优选350～420r/min；搅拌时间为5～20min，优选12～15min。
其中，所述步骤(2)中搅拌转速为800～1200r/min，优选850～950r/min；搅拌时间为10～15min，优选12～15min。
其中，所述步骤(3)中加热温度为40～60℃，优选45～50℃；搅拌转速为600～800r/min，优选620～650r/min；搅拌时间为5～10min，优选6～8min；球磨处理时间为2～5h，优选3～4h。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明采用的丙烯酸乳液、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇缩丁醛树脂具有良好的相容性和稳定性、干燥速度快，本发明采用丙烯酸乳液、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇缩丁醛树脂与其他添加剂进行混杂固化，并对各组分含量进行优化处理，使产品具有较好的附着力和防腐蚀性能，同时添加石墨烯粉体，使涂料能够均匀的分布在钢材表面，使得钢材表面具有良好的致密性和抗离子渗透性，可进一步提高钢材防腐蚀涂料的防腐蚀性能。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
本实施例钢材表面功能性防腐蚀涂料，按质量份计，包括以下组分：
上述钢材防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比，将丙烯酸乳液和聚四氟乙烯乳液加入到反应釜中，按照转速300r/min进行混合搅拌6min，制得溶解液；
向所述溶解液中加入聚乙烯醇缩丁醛树脂、羟甲基纤维素钠和分散剂，按照转速800r/min混合搅拌10min，得到分散液；
向所述分散液中加入硫代磷酸酯、稳定剂、纳米二氧化硅、附着力促进剂和石墨烯粉体进行加热至45℃，按照600r/min搅拌8min，球磨处理2h，制得钢材表面功能性防腐蚀涂料。
实施例2：
本实施例钢材表面功能性防腐蚀涂料，按质量份计，包括以下组分：
上述钢材防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比，将丙烯酸乳液和聚四氟乙烯乳液加入到反应釜中，按照转速300r/min进行混合搅拌6min，制得溶解液；
向所述溶解液中加入聚乙烯醇缩丁醛树脂、羟甲基纤维素钠和分散剂，按照转速800r/min混合搅拌10min，得到分散液；
向所述分散液中加入硫代磷酸酯、稳定剂、纳米二氧化硅、附着力促进剂和石墨烯粉体进行加热至45℃，按照600r/min搅拌8min，球磨处理2h，制得钢材表面功能性防腐蚀涂料。
实施例3：
本实施例钢材表面功能性防腐蚀涂料，按质量份计，包括以下组分：
上述钢材防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比，将丙烯酸乳液和聚四氟乙烯乳液加入到反应釜中，按照转速300r/min进行混合搅拌6min，制得溶解液；
向所述溶解液中加入聚乙烯醇缩丁醛树脂、羟甲基纤维素钠和分散剂，按照转速800r/min混合搅拌10min，得到分散液；
向所述分散液中加入硫代磷酸酯、稳定剂、纳米二氧化硅、附着力促进剂和石墨烯粉体进行加热至45℃，按照600r/min搅拌8min，球磨处理2h，制得钢材表面功能性防腐蚀涂料。
实施例4：
本实施例钢材表面功能性防腐蚀涂料，按质量份计，包括以下组分：
上述钢材防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比，将丙烯酸乳液和聚四氟乙烯乳液加入到反应釜中，按照转速300r/min进行混合搅拌6min，制得溶解液；
向所述溶解液中加入聚乙烯醇缩丁醛树脂、羟甲基纤维素钠和分散剂，按照转速800r/min混合搅拌10min，得到分散液；
向所述分散液中加入硫代磷酸酯、稳定剂、纳米二氧化硅、附着力促进剂和石墨烯粉体进行加热至45℃，按照600r/min搅拌8min，球磨处理2h，制得钢材表面功能性防腐蚀涂料。
对比例1：
本对比例中钢材表面功能性防腐蚀涂料，按质量份计，包括以下组分：
上述钢材防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比，将丙烯酸乳液和聚四氟乙烯乳液加入到反应釜中，按照转速300r/min进行混合搅拌6min，制得溶解液；
向所述溶解液中加入聚乙烯醇缩丁醛树脂、羟甲基纤维素钠和分散剂，按照转速800r/min混合搅拌10min，得到分散液；
向所述分散液中加入硫代磷酸酯、稳定剂、纳米二氧化硅、附着力促进剂进行加热至45℃，按照600r/min搅拌8min，球磨处理2h，制得钢材表面功能性防腐蚀涂料。
对比例2：
本对比例钢材表面功能性防腐蚀涂料，按质量份计，包括以下组分：
上述钢材防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比，将丙烯酸乳液加入到反应釜中，按照转速300r/min进行混合搅拌6min，制得溶解液；
向所述溶解液中加入聚乙烯醇缩丁醛树脂、羟甲基纤维素钠和分散剂，按照转速800r/min混合搅拌10min，得到分散液；
向所述分散液中加入硫代磷酸酯、稳定剂、纳米二氧化硅、附着力促进剂和石墨烯粉体进行加热至45℃，按照600r/min搅拌8min，球磨处理2h，制得钢材表面功能性防腐蚀涂料。
测试：将实施例1～4和对比例1～2制得的钢材防腐蚀涂料进行性能测试，结果如下表所示：
与对比例1相比，实施例1中添加有石墨烯粉体，使得耐盐雾时间、耐碱性性能明显提高，即防腐蚀性能得到明显改善，同时，附着力也得到明显增强，干燥速度也得到一定的提高；与对比例2相比，实施例1中增加有聚四氟乙烯乳液，其中，丙烯酸乳液、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇缩丁醛树脂之间具有良好的相容性和稳定性，实施例1采用丙烯酸乳液、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇缩丁醛树脂与其他添加剂进行混杂固化，使得进一步加快干燥速度，同时，防腐蚀性能得到明显改善，附着力也得到明显增强；
与实施例1相比，实施例2和实施例3对各组分含量进行进一步优化，使得涂料的干燥速度得到一定的，同时，防腐蚀性能和附着力也得到一定的增强；
与实施例3相比，实施例4中分散剂采用焦磷酸钠和十二烷基硫酸钠，其质量比为1:3，使涂料中的各组分能够更加均匀的分布在钢材表面，进一步提高涂料干燥速度、防腐蚀性能和附着力性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征以及施工方法，但本发明并不局限于上述详细结构特征以及施工方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征以及施工方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。