一种环保重防腐涂料、制备方法及其涂覆方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环保重防腐涂料、制备方法及其涂覆方法，属于防腐蚀涂料领域。
【背景技术】
[0002] 金属腐蚀是一种非常普遍的现象，而金属的破坏很少是因单纯的机械或者物理因 素所引起，大部分损坏的金属材料都与其周边环境因素有着密切的关系。金属腐蚀存在于 国民经济和国防建设的各个领域，对国民经济以及国防建设中的设施损坏非常严重。而且 金属腐蚀中的应力腐蚀和腐蚀疲劳，经常造成无法想象的事故，危害人身安全。金属腐蚀不 仅造成大量能源资源的浪费，还会导致环境污染。
[0003] 使用涂层对金属进行保护是最实用，经济，有效的方法。因此研究防腐涂料一直是 涂料行业和金属保护的重要课题。传统的金属防腐蚀涂料对金属基体的腐蚀防护效果较为 不错，但几乎所有的防腐蚀涂料均为溶剂型涂料，在成膜过程中会有大量的溶剂挥发，而挥 发的溶剂会对人体以及周边的环境造成危害和污染，同时造成资源浪费。而且传统的防腐 涂料中添加的防锈颜料都含有铅、铬等有害物质，同样对人体和环境造成危害。随着人们对 环境要求的不断提高和环保意识的不断加强，以及法律法规对环境污染的严格控制，人们 迫切需要环境友好型的涂料，因此对环保型的防腐涂料的呼声日益明显。
[0004] 如今对环保型涂料的研究集中在涂料和低溶剂型涂料。而涂料中防锈颜料的 选择及使用是决定涂料性能优劣的一个非常重要的因素。为了替代传统的铬黄，红丹等 有毒颜料，人们研究了如磷酸锌，三聚磷酸铝，以及鳞片类的防锈颜料，如中国专利文献 CN102382494A(申请号=201110226841. 0)公开的玻璃鳞片防腐涂料，但是这些防锈颜料存 在成本高，分散性不好，比重大等缺点；二氧化硅微球作为防锈颜料显示出非常优异的性 能，如中国专利文献CN104231866A(【申请号】201410555656.X)公开的一种环氧防腐涂料及 其制备方法，但该防腐涂料使用的二氧化硅微球为实心微球，存在成本高，比重高，用量大 等缺点。
[0005] 中国专利文献102344731A公开了一种多功能涂料，按照重量分数计原料中包含 以下组分：二氧化硅空心微球50-190份，硅酸铝35-125份，蛭石粉35-135份，增稠剂2-7 份，消泡剂1-10份，分散剂1-8份，乙二醇8-32份，润湿剂3-10份，乳胶漆乳液180-550份， 水100-350份。本发明多功能涂料是由一些悬浮于惰性乳胶中的二氧化硅空心微球构成， 该微球的微观结构有利于对红外线的反射和散射，另外本发明的微球为密闭空心球体，导 热系数很低，添加进涂料中可形成很多微观的独立绝热腔体，从而大大提高涂膜的隔热性， 该专利应用了二氧化硅空心微球，为直接购买的二氧化硅空心球微球，价格昂贵，增加了成 本。涂料应用时需先将乳胶漆和水混合成乳液，费时费力，涂料中还加入了乙二醇等易挥发 性有机物，不符合绿色环保的理念。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供一种环保重防腐涂料、制备方法及其涂覆方法， 该防腐涂料的制备方法简单、成本低、可在常温常压下生产及涂覆，固化后的漆膜物理性能 及耐腐蚀性能优异，无毒环保，涂料稳定性高。
[0007] 发明概述
[0008] 本发明采用环氧树脂乳液为主剂，以二氧化硅空心微球作为防锈颜料，以硅烷偶 联剂，防闪锈剂，防沉剂为辅剂，配以固化剂制备得到环保重防腐涂料。将该防腐涂料用于 304不锈钢板表面涂覆处理，得到物理性能和耐蚀性良好、表面光滑、致密的固化膜，提高了 腐蚀电位，同时大大减小其腐蚀电流，阻止和减缓了介质对钢的腐蚀，为重防腐涂料。
[0009] 发明详述
[0010] 本发明的技术方案如下：
[0011] -种环保重防腐涂料，该防腐涂料包括环氧树脂乳液、二氧化硅空心微球、硅烷偶 联剂、防闪锈剂、防沉剂和固化剂，其中，环氧树脂乳液：二氧化硅空心球：硅烷偶联剂：防 闪锈剂：防沉剂：固化剂的质量比为 100: (1-10):(〇. 5-2):(0. 1-1) : (1-5):(10-20);
[0012] 所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、硅 烷偶联剂KH580、硅烷偶联剂KH602、硅烷偶联剂KH792中的一种或两种以上混合；
[0013] 所述的防闪锈剂为防闪锈剂CH07A;
[0014] 所述的防沉剂为防沉剂163A;
[0015] 所述的固化剂为水溶性改性脂肪胺。
[0016] 本发明优选的，所述的二氧化娃空心微球的直径为200n-400nm，壁厚为20-50nm。
[0017] 本发明优选的，环氧树脂乳液：二氧化硅空心球：硅烷偶联剂：防闪锈剂：防沉剂： 固化剂的质量比为 100: (3-6) : (0? 8-1. 2) : (0? 4-0. 6) : (2. 5-3) : (15-16)。
[0018] 上述环保重防腐涂料的制备方法，包括步骤如下：
[0019] (1)将羧甲基纤维素钠分别溶于摩尔浓度0.05-5mol/L碳酸盐溶液、摩尔浓度 0.05-5mol/L钙盐溶液中，搅拌均匀，分别得溶液A、溶液B，溶液A中羧甲基纤维素钠与碳酸 盐溶液中碳酸盐的摩尔比为1: (1-25)，溶液B中羧甲基纤维素钠：钙盐溶液中钙盐的摩尔 比为 1: (1-25);
[0020] (2)将溶液A迅速加入溶液B中，继续搅拌10-30min，静置20-60min，除去上清液， 离心，洗涤，于20-100°C下烘干，研磨，得碳酸钙微球白色粉末；
[0021] (3)将碳酸钙微球白色粉末超声分散于无水乙醇中，然后加入十六烷基三甲基溴 化铵、氨水、去离子水、正硅酸乙酯（TE0S)，搅拌反应3-6h，静置20-30min，除去上清液，离 心，于20-100°C下烘干，研磨得碳酸钙包覆二氧化硅微球的白色粉末；
[0022] 正硅酸乙酯：十六烷基三甲基溴化铵：0&〇)3:氨水：去离子水：无水乙醇的摩尔比 为 1:(0. 1-1):(2-3):(10-20):(120-150) :(50-100);
[0023] (4)将碳酸钙包覆二氧化硅微球浸泡在过量的质量浓度为3-10%的盐酸溶液中 12-24h，洗涤，离心，于20-60°C烘干，研磨得二氧化硅空心微球；
[0024] (5)将制得的二氧化硅空心微球加入到环氧树脂乳液中，超声分散，然后加入硅烷 偶联剂、防闪锈剂、防沉剂、搅拌混合均匀，得C组分；
[0025] 环氧树脂乳液：二氧化硅空心球：硅烷偶联剂：防闪锈剂：防沉剂的质量比为 100:(1-10) ： (0. 5-2) ：(0. 1-1):(1-5)；
[0026] (6)将C组分与固化剂混合均勾，固化剂：环氧树脂乳液的质量比为（0. 5-1) :5,即 得环保环氧重防腐涂料。
[0027] 根据本发明优选的，所述的碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾，所述的钙盐为氯化钙或硝 酸钙；碳酸盐的浓度优选为〇?lmol/L-4. 5mol/L，钙盐的浓度优选为0?lmol/L-4. 5mol/L〇
[0028] 根据本发明优选的，所述的羧甲基纤维素钠与碳酸盐的摩尔比为1: (1-20)，所述 的羧甲基纤维素钠与钙盐的摩尔比为1: (1-20)。
[0029] 根据本发明优选的，步骤（2)中溶液A与溶液B的体积比为：（1-2) : (1-2)。
[0030] 根据本发明优选的，步骤（3)中正硅酸乙酯：十六烷基三甲基溴化铵：CaC03: 氨水：去离子水：无水乙醇的摩尔比的摩尔比为1 : (0. 2-0. 8) : (2. 2-2. 8) : (12-17): (125-140) : (70-90);反应时间为 3. 5-5h。
[0031] 根据本发明优选的，步骤（4)中，盐酸溶液的质量浓度为5-8%的盐酸溶液，CaC03: HC1摩尔比为1: (5-15)，反应时间为14-20h。
[0032]根据本发明优选的，步骤（5)中，所述的环氧树脂乳液：二氧化硅空心球：硅烷偶 联剂：防闪锈剂：防沉剂的质量比为100: (2-8) : (0. 7-1. 5) : (0. 3-0. 8) : (2-4)。
[0033] 根据本发明优选的，步骤（6)中，固化剂：环氧树脂乳液的质量比为（0. 7-0. 9) :5。
[0034] 上述环保重防腐涂料的应用，用于不锈钢防腐，在不锈钢板表面涂覆的方法，步骤 如下：
[0035] ⑴打磨
[0036] 将不锈钢板表面用纱布打磨干净，去除铁锈和氧化皮；
[0037](ii)脱脂及刻蚀
[0038] 将打磨后的不锈钢板在刻蚀配液中浸泡l_20min，进行脱脂及刻蚀，然后用去离子 水清洗2-3次，制得脱脂及刻蚀后的不锈钢板，所述的刻蚀配液为浓硫酸、水杨酸和去离子 水的混合液，混合液中浓硫酸：水杨酸：去离子水的质量比为（5-30) : (1-5) : (2-15);
[00