本发明属于新材料应用技术领域，所涉及的是水性高分子合金重防腐涂料，特别是面漆的制备工艺。
背景技术：
2016年我国规模以上涂料企业总产量达1899.78万吨，同比增长7.2%，其中溶剂型涂料仍然占有相当大的比重，溶剂型涂料中的可挥发性有机物严重危害着人类的生存环境。随着国家对环保的重视，环保法规的日益严格，特别是2015年2月国家对voc含量超过420g/l的涂料征收4%消费税政策落地后，传统溶剂型工业涂料企业向水性化、无溶剂化、高固含化等环保方向转型升级的步伐也逐步加快了，其中水性涂料以水为主溶剂，不会引发火灾等危险，也不会对大气造成污染，同时水资源丰富易得，越来越多地引起涂料企业的关注。
目前，日本、欧美国家的水性涂料市场占有率在60%以上，而我国这一比例明显偏低，这主要是由于水性涂料在性能方面和传统溶剂型涂料相比还有比较大的差距。水性聚氨酯涂料和水性丙烯酸涂料有着优异的耐候性，在户外露天场合常常被用作配套面漆，但这两类水性涂料的防腐蚀性欠佳；而水性环氧涂料虽有着较佳的附着力和防腐蚀性能，但其耐候性较差，在户外环境下易粉化、褪色和失光，通常只能用在户内、管道内等不见光的环境下使用。
技术实现要素：
针对以上现有技术的缺陷，本发明提出耐候性较好的水性高分子合金重防腐面漆的两种方案。
方案一，水性高分子合金内用重防腐面漆及其制备：
由甲组份和乙组份混合组成：甲组份包括带羟基的有机硅丙烯酸改性环氧乳液、助溶剂、去离子水、润湿剂、分散剂、消泡剂、中和剂、流平剂、着色颜料和增稠剂；乙组份由水性多胺固化剂和去离子水组成。
本发明采用水性有机硅丙烯酸改性环氧树脂制备出一种环境友好型的耐水、耐蚀和耐候等综合性能突出的水性高分子合金重防腐涂料。该防腐涂料适用于工程机械、集装箱、船舶、钢结构桥梁和海洋工程等领域的涂层保护。
进一步地，本发明所述不带羟基的有机硅丙烯酸改性环氧乳液、助溶剂、去离子水、润湿剂、分散剂、消泡剂、中和剂、流平剂、着色颜料和增稠剂的混合质量比为60～75∶4～10∶10～20∶0.2～0.8∶0.3～1.2∶0.1～0.6∶0.05～0.5∶0.1～0.6∶10～18∶0.2～0.8。
所述水性多胺固化剂和去离子水的质量混合配比为45～70∶30～55(wt)。
所述甲组份和乙组份的混合质量比为5∶1，所述面漆，当甲组份中的环氧当量为780～880g/mol、乙组份的中胺氢当量为200～300g/mol时，本质量配比条件才成立。
所述助溶剂为可与水性和油性溶质共溶的醇醚类、酮醇类和醇类溶剂；润湿分散剂为含有颜料亲和基团的共聚物；消泡剂为硅烷类；中和剂为有机胺类；增稠剂为缔合型聚氨酯或聚醚改性丙烯酸低聚物；润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷；流平剂为离子型丙烯酸共聚物。
方案二，水性高分子合金外用重防腐面漆：
由甲组份和乙组份混合组成：甲组份包括带羟基的有机硅丙烯酸改性环氧乳液、助溶剂、去离子水、润湿剂、分散剂、消泡剂、中和剂、流平剂、着色颜料和增稠剂；乙组份由水性异氰酸酯、稀释剂和吸水剂组成。
本发明采用水性有机硅丙烯酸改性环氧树脂制备出一种环境友好型的耐水、耐蚀和耐候等综合性能突出的水性高分子合金重防腐涂料。该防腐涂料适用于工程机械、集装箱、船舶、钢结构桥梁和海洋工程等领域的涂层保护。
所述带羟基的有机硅丙烯酸改性环氧乳液、助溶剂、去离子水、润湿剂、分散剂、消泡剂、中和剂、流平剂、着色颜料和增稠剂的混合质量比为60～75∶4～10∶10～20∶0.2～0.8∶0.3～1.2∶0.1～0.6∶0.05～0.5∶0.1～0.6∶10～18∶0.2～0.8。
所述水性异氰酸酯、稀释剂和吸水剂的混合质量比为70～90∶15～30∶0.2～1.5。
所述甲组份和乙组份的混合质量比为5∶1，所述面漆，当甲组份中的羟基当量为1200~1300g/mol、乙组份中的nco含量为16～22%(换算成当量约为180~220g/mol)时，本质量配比条件才成立。
所述助溶剂为可与水性和油性溶质共溶的醇醚类、酮醇类和醇类溶剂；润湿分散剂为含有颜料亲和基团的共聚物；消泡剂为硅烷类；中和剂为有机胺类；增稠剂为缔合型聚氨酯或聚醚改性丙烯酸低聚物；润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷；流平剂为离子型丙烯酸共聚物，稀释剂为含水量低于0.05%的醇醚醋酸酯类溶剂。
本发明基体材料选用了发明专利号为zl201310002798.9的水性有机硅丙烯酸改性环氧乳液。这种新型水性成膜树脂，在合成时可以灵活选用硅烷和丙烯酸单体，制备出不含羟基和含有羟基的硅烷丙烯酸树脂。用不含羟基的硅烷丙烯酸改性环氧树脂制备的乳液，带有环氧基功能基团；用含羟基的硅烷丙烯酸改性环氧树脂制备的乳液，既带有羟基，也带有环氧基功能基团，这就给涂料制造带来了更多的选择性。例如前者，用水性多胺类聚合物做固化剂，可以和树脂中的环氧基发生交联反应，制成水性有机硅丙烯酸改性环氧重防腐涂料，适用于内用(没有紫外光环境条件下的)重防腐涂料；又如后者，用水性异氰酸酯预聚物做固化剂，可以和树脂中的羟基发生交联反应，制成外用高耐候性的水性有机硅丙烯酸改性环氧聚氨酯重防腐涂料。
具体实施方式
实施例一：
1.按zl201310002798.9公开的方法制备含羟基水性有机硅丙烯酸改性环氧乳液：
a)合成核层改性水性环氧乳液：将去离子水286.4g、烯丙基聚醚硫酸盐12g、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠12g、2-烯丙基醚-3-羟基丙烷-1-磺酸钠9g、烯丙基聚醚3.8g、过硫酸钠1.2g，置于反应釜内，在搅拌下加入e-44环氧树脂320g、丁基缩水甘油26g、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷10g、苯乙烯7g、甲基丙烯酸羟乙酯9g、丙烯酸羟乙酯12.5g、丙烯酸0.6g，升温至85~90℃，反应时间为1~1.5小时，形成核层改性水性环氧乳液。
b)合成核壳结构改性水性环氧乳液：先将乙烯基三甲氧基硅烷7g、甲基丙烯酸羟乙酯135g、丙烯酸丁酯15g、丙烯酸羟乙酯34g、甲基丙烯酸6g、烯丙基聚醚硫酸盐3g、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠1.5g、2-烯丙基醚-3-羟基丙烷-1-磺酸钠1.5g、烯丙基聚醚2g、过硫酸铵1.5g和去离子水81.5g，混合形成预乳化单体，然后滴加至温度为83~87℃的上述核层改性水性环氧乳液709.5g中，滴加时间控制在2.5~3小时，最后在85~90℃恒温条件下反应2~3小时，再降温至50℃以下，调整ph值5~6，加入df-558消泡剂1g、b50防腐剂1.5g，即得到带羟基的水性有机硅丙烯酸改性环氧乳液jl-s0120s。
2.水性高分子合金重防腐面漆甲组份的制备：
将去离子水120g、二丙二醇甲醚30g、乙二醇丁醚20g、byk-348润湿剂2g、tego740w分散剂8g、byk-190分散剂3g、tego901w消泡剂2g、amp-95中和剂2g、r940钛白粉(江苏镇钛化工)108g、炭黑2g，加入分散缸中，高速分散均匀，研磨细度至20µm；然后加入jl-s0120s有机硅丙烯酸改性环氧乳液650g(羟基当量为1200~1300g/mol)、byk-381流平剂6g、去离子水40g、byk-028消泡剂2g、fx1070增稠剂(海明斯)5g，中速搅拌分散均匀，过滤出料。
3.水性高分子合金重防腐面漆乙组份的制备：
将sd210水性异氰酸酯固化剂(上海源禾化工)760g(nco当量为180~220g/mol)、丙二醇甲醚醋酸酯235g和additiveti吸水剂5g，依次加入分散缸中，搅拌均匀，过滤出料。
4.使用时将甲乙两组份混合搅拌均匀，按理论计算，甲、乙两组份质量配比为5∶1。
实施例二：
1.按zl201310002798.9公开的方法制备含羟基水性有机硅丙烯酸改性环氧乳液：
制备方法同实施例一。
2.水性高分子合金重防腐面漆漆料(甲组份)的制备
将去离子水110g、二丙二醇甲醚40g、byk348润湿剂3g、tego740w分散剂5g、byk-190分散剂5g、tego901w消泡剂2g、amp-95中和剂2g、炭黑3g、中铬黄122g、耐晒酞青蓝12g，加入分散缸中，高速分散均匀，研磨细度至20µm；然后加入jl-s0120s含羟基水性有机硅丙烯酸改性环氧乳液670g(oh当量为1200~1300g/mol)、byk-381流平剂5g、去离子水16g、byk-028消泡剂1g、fx1070增稠剂4g，中速搅拌分散均匀，过滤出料。
3.水性高分子合金重防腐面漆固化剂(乙组份)的制备
将sd210水性异氰酸酯固化剂800g(nco当量为180~220g/mol)、丙二醇甲醚醋酸酯195g和additiveti吸水剂5g，依次加入分散缸中，搅拌均匀，过滤出料。
4.使用时将甲乙两组份混合搅拌均匀，按理论计算，甲乙两组份质量比为5∶1(wt)。
实施例三：
1.按zl201310002798.9公开的方法制备含羟基水性有机硅丙烯酸改性环氧乳液：
制备方法同实施例一。
2.水性高分子合金重防腐面漆漆料(甲组份)的制备
将去离子水120g、二丙二醇甲醚30g、乙二醇丁醚10g、byk-348润湿剂2g、tego740w分散剂6g、byk190分散剂5g、tego901w消泡剂2g、amp-95中和剂2g、r940钛白粉34g、中铬黄85g、酞青蓝20g，加入分散缸中，高速分散均匀，研磨细度至20µm；然后加入jl-s0120s水性有机硅丙烯酸改性环氧乳液640g(环氧当量780～880g/mol)、byk-381流平剂4g、去离子水35g、byk-028消泡剂1g、fx1070增稠剂4g，中速搅拌分散均匀，过滤出料。
3.水性高分子合金重防腐面漆固化剂(乙组份)的制备
将bc901水性多胺固化剂(联固化学)480g(胺氢当量为200～300g/mol)、去离子水520g，依次加入分散缸中，搅拌均匀，过滤出料。
4.使用时将甲乙两组份混合搅拌均匀，按理论计算，甲乙两组份质量比为5∶1(wt)。
例一至例三制备的涂料，检测结果见表1，作为水性高分子合金重防腐面漆的技术指标。
例一和例二，乙组份采用的脂肪族异氰酸酯作固化剂，属于改性聚氨酯涂层体系，抗黄变耐候性较佳，故适用于做户外防腐涂层使用；而例三的乙组份采用了多胺作固化剂，属于改性环氧涂层体系，在户外使用时，涂层有黄变趋势，故适用于做户内、埋地或海洋水下无紫外光环境条件下的防腐涂层使用。