本发明涉及一种纳米改性环氧富锌涂料的技术及其制备方法。
背景技术：
全世界每年因金属腐蚀造成的金属结构、设备及材料的损失量，大约为7000—10000亿美元。发达的西方国家，每年腐蚀造成的经济损失占各国的gdp2％-4％左右。中国的腐蚀造成的损失大约8000亿元人民币，占gdp的3％左右。因此防腐蚀研究越来越受到各国的重视。
研究腐蚀的目的在于控制腐蚀，延长金属的使用寿命，按腐蚀过程机理，绝大多数腐蚀是电化学腐蚀，所以电化学腐蚀是最主要的研究对象。根据电化学腐蚀理论，在腐蚀电池中被腐蚀的是电极电位较负的阳极。锌的电极电位比铁低，应用富锌底漆中，涂装在钢铁表面，在微碱到酸性的范围内锌的电极电位都低于铁，因而钢铁的能够得到保护。
纳米粒子由于具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应,导致了其在热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等方面不同于常规粒子。由此促使纳米材料的开发与应用成为近年来国内外材料化学家的研究热点之一。目前,国内外制备常用纳米粒子的技术已日趋成熟,如纳米tio2、sio2、sno2、zno粒子等,而将这些纳米粒子应用于高分子材料领域(如高分子复合材料、涂料、密封胶、橡胶等)、催化领域、生物细胞分离技术、医学领域和电子信息领域等方面的研究工作也取得了长足进展。在总结前人研究工作的基础上,进行了纳米改性环氧富锌涂料的研究。
技术实现要素：
本发明目的是为钢铁防腐蚀领域提供一种耐久、高性能的新型纳米改性环氧富锌底漆，具体为：
一种纳米改性环氧富锌涂料，所述纳米改性环氧富锌涂料由甲、乙两组分组成，按重量份数计：
甲组分：
环氧树脂10-14份；
溶剂8-10份；
分散剂0.1-0.3份；
消泡剂0.1-0.3份；
防沉剂1-1.5份；
锌粉75-77份；
纳米浆1-3份；
乙组分：
固化剂7-10份。
所述环氧树脂为epikote834、gl-120、e44树脂中的一种或多种。
所述分散剂为byk-104s、byk-103中的一种或两种。
所述防沉剂为rerosilr972。
所述消泡剂为byk-072、byk-066消泡剂。
所述固化剂为cardolite2016固化剂。
所述纳米浆由以下比例成分组成：
纳米二氧化硅:聚合物分散剂：丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1：0.1-0.2:2.0-3.0。
包括如下步骤：
步骤1)纳米浆的制备
按纳米二氧化硅:聚合物分散剂：丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1：0.1-0.2:2.0-3.0的配比混合后进行超声波分散30分钟，再用纳米珠磨处理3-8遍，用激光粒度仪测得粒径＜200nm，制得纳米浆备用；
步骤2)纳米改性环氧富锌涂料的制备
将甲组分的环氧酯树脂、溶剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、锌粉、溶剂按上述比例混合，经过1000-1200rpm搅拌分散、至细度为45μm以下，加入纳米浆，制成甲组分；加入乙组分，制备成双组份纳米环氧富锌底漆。
步骤2)中制备甲组分的过程为：将环氧树脂加入到溶剂中进行溶解，加入分散剂、消泡剂和防沉剂，800～1000rpm搅拌分散15分钟后、加入锌粉，1000-1200rpm搅拌分散30分钟至细度＜45微米，加入步骤1)纳米浆600-800rpm搅拌分散20分钟，制得甲组分。
本发明的优点：
1)本发明利用纳米粒子表面改性技术制备纳米二氧化硅浆，再将它们与环氧树脂、锌粉、助剂等按比例配制备成纳米环氧富锌底漆。该漆具有附着力好、耐冲击、超长耐盐雾等优点。
2)本发明在工厂化使用条件附着力1级、耐冲击50cm/kg、耐盐雾达到5000小时。
3)本产品符合iso12944、sspc-paint20的技术要求。
具体实施方式
实施例1:
1)纳米浆的制备
按纳米二氧化硅、solsperse-4000聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯按质量比1：0.1:3的配比混合后进行超声波分散30分钟；再在球磨机中研磨2小时制得纳米浆。
2)纳米环氧富锌底漆制备
本发明纳米环氧富锌底漆为甲、乙两组分组成，按重量份数计，具体配方如下：
甲组分：
epikote834树脂：11.0份；
溶剂：10份
(二甲苯：正丁醇：甲基异丁基甲酮＝7:2:1)，溶剂还可以选择丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚、环己酮中的一种或多种。
分散剂byk-103：0.2份
消泡剂byk-072:0.1份
防沉剂rerosilr9721.5份
以上1000-1200rpm搅拌15分钟后，再加入以下物料：
锌粉75.2份
1000-1200rpm搅拌分散30分钟后，细度＜45μm，
纳米浆2.0份
600-800rpm搅拌20分钟；
乙组分：
固化剂cardolite2016：7.3份
甲组分：乙组分重量比为100：7.3；
纳米浆的制备方法为：
按纳米二氧化硅:聚合物分散剂：丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为
1：0.1-0.2:2.0-3.0的配比混合后进行超声波分散30分钟，再用纳米珠磨处理3-8遍，用激光粒度仪测得粒径＜200nm，制得纳米浆备用；
本实施例可采用喷涂和刷涂施工，将甲组分和乙组分混合物在25℃下，干燥、固化，24小时制备成纳米改性环氧富锌涂料。