一种用于钢结构的带锈涂装纳米复合含锌防腐涂料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环氧树脂防腐涂料，尤其涉及一种船舶、港口机械等钢结构所用可实现带锈涂装的复合环氧防腐涂料。
【背景技术】
[0002]各种海洋工程设备、港口机械及船舶在使用过程中不可避免发生腐蚀破坏，严重影响其安全和使用寿命，造成严重损失。为了减缓钢铁材料腐蚀过程，延长产品的使用寿命，保证服役期间使用安全，人们采取多种防腐蚀方法，如利用锌镁牺牲阳极来保护钢材；利用表面热镀锌法对钢铁进行防护；利用表面涂覆防腐涂料法对钢结构保护等。目前在船舶、海上平台、港口机械等钢结构装备中普遍采用环氧富锌底漆作为重要的防护手段，一方面利用环氧树脂固化后的致密漆膜阻挡腐蚀性因子如水、空气、氯离子的渗入，另一方面漆膜中的锌可以作为牺牲阳极在腐蚀发生后优先反应来保护钢材。为了获得良好的效果，在涂装前往往需要对采取喷砂处理手段来除去铁锈，以增强涂料与钢铁表面的结合力。但该法不但会增加成本，喷砂过程中的粉尘和噪声还会严重危害施工人员身体健康，对于某些复杂结构的作业面难以做到完全清除干净。为了解决上述问题，能够满足带锈涂装的低表面处理涂料(Surface Tolerant Coating)成为国内外相关领域研究热点。
[0003]传统的带锈涂装涂料往往是采用磷酸、单宁酸或其他类似的转化组分与铁锈反应，虽然在一定程度上解决上述问题，但是仍然存在很多不足，如一般带锈涂装涂料在使用过程中受钢结构物表面腐蚀产物堆积量多少影响，酸性成分在转锈反应过程中往往会消耗掉漆膜中的锌粉，破坏富锌底漆的阴极保护效果。此外很多涂料以铬酸盐或磷酸盐作为活性物质以起到转锈和稳锈目的，容易造成重金属污染和富营养化。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种船舶、港口机械等钢结构所用可实现带锈涂装的复合环氧防腐涂料。
[0005]—种可用于钢结构的带锈涂装纳米复合含锌防腐涂料，它的组成如下:包括甲、乙两组份，一份甲组份包括:环氧树脂12~20重量份，纳米复合防锈组分1~10重量份，还原锌粉42~53重量份，丁醚2?5重量份，二甲苯10?20重量份，丁醇2?5重量份，有机膨润土 2?4重量份，云母粉5?10重量份，增韧剂1.5?3重量份。一份乙组份包括:聚酰胺固化剂40?55重量份，二甲苯20?40重量份，丁醇10?20重量份。所述的纳米复合含锌防腐涂料由甲组份和乙组份按所需比例混合搅匀而得。
[0006]纳米复合防锈组分与还原锌粉共混复配作为防腐体系起到优秀的防护作用，以替代传统的单宁酸、磷酸等传统带锈涂料中的活性组分，纳米复合防锈组分由活性纳米亚氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和钙钛矿为基础进行有机改性后烧结制备而成，其主要组成为妈钛矿粉体40?60重量份，纳米二氧化钛10?20重量份，亚氧化钛5?12重量份，碳酸镁3?6重量份，纳米氧化锌2?5重量份等。
[0007]所述的增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。
[0008]本发明采用自制的纳米复合防锈组分与还原锌粉共同作用，制备一种高性能的应用于钢结构设备的带锈涂装复合环氧防腐涂料。制备得到的涂料将有机树脂的韧性、粘结性与无机粉体的刚性充分结合，形成的涂膜具有附着力大、耐水、碱等溶剂性能好、收缩率低、硬度高的优点，实验室测试表明其在带锈钢板表面也具备良好的耐腐蚀性能。
【具体实施方式】
[0009]—种可用于钢结构的带锈涂装纳米复合含锌防腐涂料，它的组成如下:包括甲、乙两组份，一份甲组份包括:环氧树脂12~20重量份，纳米复合防锈组分1~10重量份，还原锌粉42~53重量份，丁醚2?5重量份，二甲苯10?20重量份，丁醇2?5重量份，有机膨润土 2?4重量份，云母粉5?10重量份，增韧剂1.5?3重量份。一份乙组份包括:聚酰胺固化剂40?55重量份，二甲苯20?40重量份，丁醇10?20重量份。所述的纳米复合含锌防腐涂料由甲组份和乙组份按所需比例混合搅匀而得，甲乙组分配比为10?1:1。
[0010]所述的防腐组分由纳米复合防锈组分与还原锌粉复配而成，所述的增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。
[0011]实施例1:一份甲组份包括:环氧树脂12重量份，纳米复合防锈组分I重量份，还原锌粉42重量份，丁醚2重量份，二甲苯10重量份，丁醇2重量份，有机膨润土 2重量份，云母粉5重量份，增韧剂1.5重量份。一份乙组份包括:聚酰胺固化剂40重量份，二甲苯20重量份，丁醇10重量份。一份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到该纳米复合含锌防腐涂料。纳米复合防锈组分与还原锌粉共同作用，起到优秀的保护效果。
[0012]实施例2: —份甲组份包括:环氧树脂20重量份，纳米复合防锈组分10重量份，还原锌粉53重量份，丁醚5重量份，二甲苯20重量份，丁醇5重量份，有机膨润土 4重量份，云母粉10重量份，增韧剂3重量份。一份乙组份包括:聚酰胺固化剂55重量份，二甲苯40重量份，丁醇20重量份。十份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到所述的纳米复合含锌防腐涂料。纳米复合防锈组分与还原锌粉共同作用，起到优秀的保护效果。
[0013]实施例3: —份甲组份包括:环氧树脂15重量份，纳米复合防锈组分5重量份，还原锌粉50重量份，丁醚3重量份，二甲苯15重量份，丁醇3重量份，有机膨润土 2重量份，云母粉8重量份，增韧剂2重量份。一份乙组份包括:聚酰胺固化剂50重量份，二甲苯30重量份，丁醇15重量份。二份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到所述的纳米复合含锌防腐涂料。纳米复合防锈组分与还原锌粉共同作用，起到优秀的保护效果。
[0014]实施例4:一份甲组份包括:环氧树脂14.7重量份，纳米复合防锈组分5重量份，还原锌粉48重量份，丁醚3重量份，二甲苯16.3重量份，丁醇3重量份，有机膨润土 2重量份，云母粉8重量份，增韧剂2重量份。一份乙组份包括:聚酰胺固化剂55重量份，二甲苯30重量份，丁醇15重量份。五份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到所述的纳米复合含锌防腐涂料。纳米复合防锈组分与还原锌粉共同作用，起到优秀的保护效果。
[0015]实施例5: —份甲组份包括:环氧树脂14.7重量份，纳米复合防锈组分5重量份，还原锌粉48重量份，丁醚3重量份，二甲苯16.3重量份，丁醇3重量份，有机膨润土 2重量份，云母粉8重量份，增韧剂2重量份。一份乙组份包括:聚酰胺固化剂55重量份，二甲苯30重量份，丁醇15重量份。十份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到所述的纳米复合含锌防腐涂料。纳米复合防锈组分与还原锌粉共同作用，起到优秀的保护效果。
[0016]综上，本发明以纳米Ti407、Ti8O15活性导电组分和纳米氧化锌、纳米二氧化钛和钙钛矿为基础进行复配烧结制备一种新型纳米复合防锈颜料，具备较小的尺寸，在树脂的渗透作用下，有序填充在铁锈空隙中，形成多重微层结构，可以有效屏蔽腐蚀介质的渗入，提高防腐涂料的硬度、耐冲击性等力学性能的同时还可以实现良好的防腐效果。另一方面纳米Ti407、118015活性组分可以与铁锈中的有害成分如β -FeOOH反应，将其转化为致密的钝性a -FeOOH和Fe3O4，将其变为填料直接应用于涂料中，抑制腐蚀进一步发生，还可以大大降低成本。此外该复合防锈组分是一种固态组分，本身不会与环氧富锌底漆中的锌粉发生反应，与锌粉共混复配后可以有序稳定分散在环氧树脂乳液中，制备的涂料产品可长期稳定保存。该防腐涂料将有机树脂的韧性、粘结性与无机粉体的刚性充分结合，形成的涂膜具有附着力大、耐蚀、涂膜收缩率低、渗透性好、硬度大的优点。
【主权项】
1.一种用于钢结构的带锈涂装纳米复合含锌防腐涂料，其特征在于它的组成如下:一份甲组份包括:环氧树脂12~20重量份，纳米复合防锈组分1~10重量份，还原锌粉42~53重量份，丁醚2?5重量份，二甲苯10?20重量份，丁醇2?5重量份，有机膨润土 2?4重量份，云母粉5?10重量份，增韧剂1.5?3重量份； 一份乙组份包括:聚酰胺固化剂40?55重量份，二甲苯20?40重量份，丁醇10?20重量份； 所述的纳米复合含锌防腐涂料由甲组份和乙组份按所需比例混合搅匀而得，甲乙组分配比为10?1:1。2.如权利要求1所述的一种用于钢结构的带锈涂装纳米复合含锌防腐涂料，其特征在于:所述的二甲苯与丁醇的重量比为2:1。3.如权利要求1所述的一种用于钢结构的带锈涂装纳米复合含锌防腐涂料，其特征在于:采用丁醚、二甲苯和丁醇作为制备过程中的溶剂分。4.如权利要求1所述的一种用于钢结构的带锈涂装纳米复合含锌防腐涂料，其特征在于:所述的增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。5.如权利要求1所述的一种用于钢结构的带锈涂装纳米复合含锌防腐涂料，其特征在于:所述的纳米复合防锈组分由活性纳米亚氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和钙钛矿为基础进行有机改性后烧结制备而成，其主要组成为钙钛矿粉体40?60重量份，纳米二氧化钛10?20重量份，亚氧化钛5?12重量份，纳米氧化锌2?5重量份。
【专利摘要】本发明公开了一种可用于钢结构的带锈涂装纳米复合含锌防腐涂料。它包括甲、乙两组份，一份甲组份包括：环氧树脂12~20重量份，纳米复合防锈组分1~10重量份，还原锌粉42~53重量份，丁醚2～5重量份，二甲苯10～20重量份，丁醇2～5重量份，有机膨润土2～4重量份，云母粉5～10重量份，增韧剂1.5～3重量份。一份乙组份包括：聚酰胺固化剂40～55重量份，二甲苯20～40重量份，丁醇10～20重量份。纳米复合含锌防腐涂料由甲组份和乙组份按所需比例混合搅匀而得。本发明可有效减轻繁琐的前处理工艺以及处理过程中带来的粉尘和水污染，施工简便，并且不会影响富锌底漆中锌的阴极保护效果，综合保护效果优秀。
【IPC分类】C09D7/12, C09D163/00, C09D5/10
【公开号】CN105017926
【申请号】CN201510361797
【发明人】彭欣, 李海晏, 孔祥峰, 陈良辅, 樊先平
【申请人】浙江大学舟山海洋研究中心
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月27日