本发明属于水性涂料领域，特别是涉及一种水性环保型防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
当今世界环境问题越来越严重，涂料的加工和生产过程中释放出大量的有害物质会造成环境污染和损害施工人员的身体健康。为了控制污染和保护施工人员的健康，我国制定一系列措施限制高VOC涂料的使用。所以环保型防腐涂料成为涂料发展的重点。在众多环保型涂料中，水性涂料是发展的重要方向。然而当前水性涂料还存在一些技术性的问题，所以改善水性涂料的防腐性己成为环保涂料发展中的重点。
在性能要求较高的防腐蚀涂料行业，也逐步实现水性化。但是目前从防腐蚀性能方面来看，水性涂料相比溶剂型涂料还有一定差距，现在人们主要在树脂的优化，树脂与固化剂的配合使用，无毒型颜填料的甄选方面努力。防腐蚀填料的加入对防腐性能有一个正面的影响作用，但是在涂层的粘结性等方面，它的作用却是负面的，在保证防腐蚀性能的前提下，适当降低填料的加入量，就能较大幅度的提升涂层的综合性能。
马利纳等利用水性醇酸做出的水性醇酸底漆耐水24h、耐盐雾240h均无异常；水性醇酸面漆耐人工老化性能可达到500h，跟溶剂型醇酸漆无差异。环保方面VOCs只有1688/L，不含有重金属铅、铬、福和汞。但是水性醇酸存在一些明显的缺点:涂膜干燥缓慢、硬度低、耐水性和耐腐蚀性差、户外耐候性不佳等；加之水性醇酸树脂在储存过程中键会发生水解，性能有待改进。王瑞宏等《自干型丙烯酸改性醇酸涂料的研制》所做的水性防腐涂料采用丙烯酸改性醇酸树脂改善了水性醇酸涂料干燥慢、硬度低、耐水耐腐蚀耐候性不佳的缺点，其耐水和耐人工老化分别达到94h和900h，但其干燥性能还是不能令人满意。CN200710047452.5号申请提供一种用于钢带的水性涂料，是由环氧改性聚酯树脂，交联剂，颜料，固化催化剂和水均匀混合而成。该水性涂料具有快速干燥，漆膜坚硬，金属附着力强，柔韧性好，耐溶剂性佳，防腐蚀优良，重金属含量符合ROHS环保标准的优异的性能。且VOC含量低，消除对环境的污染，属绿色环保产品。但是该涂料耐溶剂性稳定性还需进一步提高。
从现有的水性涂料的研究来看，水性涂料相比溶剂型涂料在工业应用方面还存在一定的差距，其综合性能是限制其大规模应用的关键因素，因此，开发具有优异涂装性能、耐候、耐腐蚀等综合性能优异的涂料是现阶段研究的重点。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种水性环保型防腐涂料及其制备方法，本发明所制备的涂料一方面不会发生起泡、泛白、龟裂和脱层等问题，可牢固附着在金属表面，具有良好的柔韧性和附着力；另一方面为水性环保型涂料，对环境友好，具有十分好的防腐和耐候特性。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种水性环保型防腐涂料，由如下重量份的原料组成：环氧树脂改性硅丙乳液80-100份，胺改性环氧树脂固化剂20-40份，聚乙二醇15-25份，石墨烯粉3-6份，纳米二氧化硅1-2份，生物防腐剂0.5-1份，防锈颜料6-12份，颜填料15-25份，去离子水20-30份。
作为优选，环氧树脂改性硅丙乳液90份，胺改性环氧树脂固化剂30份，聚乙二醇20份，石墨烯粉5份，纳米二氧化硅1.5份，生物防腐剂0.6份，防锈颜料8份，颜填料20份，去离子水25份。
其中，所述生物防腐剂为选自香精油和者茶多酚中的一种或其组合。
所述防锈颜料为磷酸锌、三聚磷酸铝、磷酸锌铝、离子交换型防锈颜料和磷硅酸锌中的一种或两种以上的混合。
所述聚乙二醇的分子量为2000-6000。
所述颜填料选自金红石型钛白、沉淀硫酸钡、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种。
所述胺改性环氧树脂固化剂为聚酰胺改性环氧树脂固化剂。
并且，本发明还提供了所述水性环保型防腐涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)环氧树脂改性硅丙乳液的制备：按重量份数取10-20份的乳化剂OP-10、10-20份的丙烯酸类单体、适量NaHCO3以及20-30份的去离子水加入到反应容器中，快速搅拌升温至70-80℃后保温0.5-1h；然后再取40-60份丙烯酸类单体、10-30份环氧树脂E-44与30-60份有机硅VTES配制成混合溶液，将此混合溶液和适量引发剂同时滴加到前述混合液中，并升温至80-85℃后保温1-2h，之后降温至30℃，加氨水调节pH值后即得所述环氧树脂改性硅丙乳液；
(2)水性环保型防腐涂料的制备：首先将石墨烯粉、纳米二氧化硅加入去离子水中进行分散处理，然后加入胺改性环氧树脂固化剂、生物防腐剂、防锈颜料和颜填料进行混合得到混合液A；然后将步骤(1)制备的环氧树脂改性硅丙乳液与聚乙二醇混合均匀得到混合液B；最后将混合液A和混合液B进行搅拌混合一定的时间即得所述水性环保型防腐涂料。
其中，所述引发剂为过硫酸铵溶液，其质量分数为1-2％。
本发明的技术效果为：(1)本发明使用高品质的硅丙乳液，其本身具有耐候、耐水以及耐化学品性，并且还具有较好的成膜属性，所形成的胶膜致密、坚韧、光泽、附着力好，且本发明进一步利用环氧对硅丙乳液进行改性，使得硅丙乳液比水性聚合物乳液类的成膜物对基材的渗透能力更强，能深入渗透锈蚀底层，与锈蚀层作用而起到极佳的防腐效果；(2)本发明选择环境友好型防腐颜料及功能助剂，无毒环保，满足企业安全生产以及施工人员的健康的需求；(3)本发明采用水性多元胺固化剂对环氧硅丙乳液进行交联改性，有效提高漆膜初期耐水性、耐腐蚀性，漆膜综合性能达到同类型溶剂型产品行业指标；(4)本发明添加生物防腐剂，其环保特性优异，不污染环境，进一步加强了本发明涂料的防腐性能；(5)本发明通过选择合适的原料，调整原料的含量处于最优的比例，使各原料的性能相互协调配合，得到综合性能十分优异的防腐涂料，其性能十分接近于工业溶剂型涂料，为水性涂料的应用提供了可能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述：
实施例1
一种水性环保型防腐涂料，由如下重量份的原料组成：环氧树脂改性硅丙乳液90份，聚酰胺改性环氧树脂固化剂30份，聚乙二醇10份，石墨烯粉5份，纳米二氧化硅1.5份，生物防腐剂香精油0.8份，防锈颜料磷酸锌9份，颜填料金红石型钛白20份，去离子水25份。
实施例2
一种水性环保型防腐涂料，由如下重量份的原料组成：环氧树脂改性硅丙乳液80份，聚酰胺改性环氧树脂固化剂20份，聚乙二醇15份，石墨烯粉3份，纳米二氧化硅1份，生物防腐剂香精油0.5份，防锈颜料磷酸锌6份，颜填料滑石粉15份，去离子水20份。
实施例3
一种水性环保型防腐涂料，由如下重量份的原料组成：环氧树脂改性硅丙乳液100份，聚酰胺改性环氧树脂固化剂40份，聚乙二醇25份，石墨烯粉6份，纳米二氧化硅2份，生物防腐剂茶多酚1份，防锈颜料三聚磷酸铝12份，颜填料金红石型钛白25份，去离子水30份。
实施例4
一种水性环保型防腐涂料，由如下重量份的原料组成：环氧树脂改性硅丙乳液85份，聚酰胺改性环氧树脂固化剂25份，聚乙二醇18份，石墨烯粉4份，纳米二氧化硅1.2份，生物防腐剂茶多酚0.7份，防锈颜料三聚磷酸铝8份，颜填料滑石粉18份，去离子水24份。
实施例5
一种水性环保型防腐涂料，由如下重量份的原料组成：环氧树脂改性硅丙乳液95份，聚酰胺改性环氧树脂固化剂35份，聚乙二醇22份，石墨烯粉5份，纳米二氧化硅1.6份，生物防腐剂茶多酚0.8份，防锈颜料磷酸锌铝10份，颜填料沉淀硫酸钡22份，去离子水28份。
实施例6
一种水性环保型防腐涂料，由如下重量份的原料组成：环氧树脂改性硅丙乳液87份，聚酰胺改性环氧树脂固化剂32份，聚乙二醇19份，石墨烯粉5份，纳米二氧化硅1.7份，生物防腐剂香精油0.8份，防锈颜料磷硅酸锌11份，颜填料沉淀硫酸钡17份，去离子水23份。
对比例1
一种水性环保型防腐涂料，由如下重量份的原料组成：硅丙乳液90份，聚酰胺改性环氧树脂固化剂30份，聚乙二醇10份，石墨烯粉5份，纳米二氧化硅1.5份，生物防腐剂香精油0.8份，防锈颜料磷酸锌9份，颜填料金红石型钛白20份，去离子水25份。
实施例7
实施例1-6以及对比例1所述水性环保型防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)环氧树脂改性硅丙乳液的制备：按重量份数取15份的乳化剂OP-10、15份的丙烯酸类单体、适量NaHCO3以及25份的去离子水加入到反应容器中，快速搅拌升温至75℃后保温0.7h；然后再取50份丙烯酸类单体、20份环氧树脂E-44与50份有机硅VTES配制成混合溶液，将此混合溶液和适量引发剂过硫酸铵溶液同时滴加到前述混合液中，并升温至82℃后保温1.5h，之后降温至30℃，加氨水调节pH值后即得所述环氧树脂改性硅丙乳液；
(2)水性环保型防腐涂料的制备：按配方比例首先将石墨烯粉、纳米二氧化硅加入去离子水中进行分散处理，然后加入胺改性环氧树脂固化剂、生物防腐剂、防锈颜料和颜填料进行混合得到混合液A；然后将步骤(1)制备的环氧树脂改性硅丙乳液与聚乙二醇混合均匀得到混合液B；最后将混合液A和混合液B进行搅拌混合一定的时间即得所述水性环保型防腐涂料。
对本发明实施例1-6以及对比例1所述涂料的性能进行检验，结果如下表1：
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。