本发明属于防锈涂层技术领域，具体涉及一种用于钢基材质的防锈涂层及其制备方法。
背景技术：
钢材的防锈问题一直是工业生产和使用过程中需要重点关注的问题。钢材的主要基体成分是铁，铁是一种活性非常强的元素，容易在潮湿的空气中被氧化，形成铁的氧化物。一旦被氧化不但影响美观，而且可能严重影响产品的功能。铁元素在盐分环境下的防腐蚀能力也非常不容乐观，腐蚀的原因主要是氯离子的点蚀作用。在实际中，往往铁的氧化和盐的腐蚀共同作用，以致钢材的耐腐性非常差。这就需要对钢材进行表面处理，在其表面涂覆一层具有防腐蚀性能的保护膜，以提高钢材的使用寿命和维持所需的功能要求。
授权公告号cn103740216b的专利公开了本发明公开了一种防锈涂层组合物及其制备方法，醋酸丁酯50份，丙烯酸酯和苯乙烯共聚物80份，改性聚硅氧烷1.2份，氯化石蜡2份，亚磷三苯酯2份，紫外线吸收剂0.3份，受阻胺光稳定剂1.2份；本发明所述一种防锈涂层组合物采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：生产工艺简单，成本低且抗老化，能够延长防锈的时间，提高了防腐性能，且绿色环保，不易燃易爆，使用安全。但是上述涂层存在散热性不好，耐热性不好、耐盐性差。
技术实现要素：
本发明提供了一种用于钢基材质的防锈涂层及其制备方法，解决了背景技术中的问题，本发明所述的用于钢基材质的防锈涂层通过控制原来的种类及配比，制备出的防锈涂层成本低，散热性好，耐热性和耐盐性能优，可以有效延长机械的使用寿命。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种用于钢基材质的防锈涂层，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂20～30份、醇酸树脂15～25份、酚醛树脂10～20份、复合填料6～9份、乙丙乳液7～12份、钼酸钠2～4份、阻燃剂1～4份、有机硅乙二醇共聚物2～5份、甘油4～8份、消泡剂1～3份、防腐剂2～3份、去离子水20～30份。
优选的，所述用于钢基材质的防锈涂层，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂22～29份、醇酸树脂17～20份、酚醛树脂15～18份、复合填料7～8份、乙丙乳液9～11份、钼酸钠2.5～3.6份、阻燃剂2～3份、有机硅乙二醇共聚物3～4份、甘油5～7份、消泡剂1.6～2.4份、防腐剂2.1～2.9份、去离子水23～28份。
优选的，所述用于钢基材质的防锈涂层，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂25份、醇酸树脂18份、酚醛树脂17份、复合填料7.6份、乙丙乳液10份、钼酸钠3份、阻燃剂2.4份、有机硅乙二醇共聚物3.3份、甘油5.2份、消泡剂2.1份、防腐剂2.8份、去离子水25份。
优选的，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的混合物，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的质量比为1:2:1:1。
优选的，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：
(1)将凹凸棒土按固液质量比为1:18置于浓度为1mol/l盐酸在100℃的条件下预处理5小时，然后抽滤，得到的滤渣进行干燥；
(2)在步骤(1)所得凹凸棒土中加入有机溶剂和蒸馏水，凹凸棒土与有机溶剂的质量比为0.2：1，在70℃条件下浸渍10小时，抽滤并用无水乙醇洗涤5遍，干燥，磨研得有机改性凹凸棒土；
(3)将步骤(2)所得有机改性凹凸棒土加入到银离子溶液中，充分搅拌30小时，离心后蒸馏水洗涤3遍，干燥后即得改性凹凸棒土。
优选的，所述阻燃剂为三氧化二铝、氢氧化镁的混合物，所述三氧化二铝、氢氧化镁的质量比为3:1。
优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
一种制备所述用于钢基材质的防锈涂层的方法，包括以下步骤：
(1)按上述配方称取丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、复合填料、乙丙乳液、钼酸钠、阻燃剂、有机硅乙二醇共聚物、甘油、消泡剂、防腐剂、去离子水，备用；
(2)将丙烯酸树脂、乙丙乳液及甘油置于反应器中，加热至70℃，磁力搅拌2小时，然后加入醇酸树脂、酚醛树脂和有机硅乙二醇共聚物，保温搅拌混合3小时；
(3)将剩余原料置于高速分散机中搅拌混合，然后进行超声波分散，得混合液；
(4)将步骤(2)所得的产物与步骤(3)所得的混合液混合，控制物料温度为60℃，磁力搅拌混合1小时，冷却至常温，即得所述用于钢基材质的防锈涂层。
优选的，所述步骤(2)中加热速率为3℃/min。
优选的，所述步骤(3)中超声波分散的时间为7分钟。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的用于钢基材质的防锈涂层通过控制原来的种类及配比，制备出的防锈涂层成本低，散热性好，耐热性和耐盐性能优，可以有效延长机械的使用寿命。，具体如下：
(1)本发明所述的用于钢基材质的防锈涂层采用丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、复合填料、乙丙乳液、钼酸钠、阻燃剂、有机硅乙二醇共聚物、甘油、消泡剂、防腐剂、去离子水作为原料，原料之间相互协同作用，制备得到的涂层成膜致密而柔韧，弹性好，硬度适中，膜层透明，粘结性好，附着力极强，具有出色的静态和动态成膜质量，抗冲击能力强；膜层滴熔点高，能经受长时间强烈的阳光照射及高温辐射而不消失，轻度摩擦不受损；
(2)本发明在原料中添加了复合填料，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的混合物，海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛相互协同作用，在功能上进行复配，形成多方面抗热，从而提高所述防锈层的耐热性，并且改善了涂层的耐腐蚀性；
(3)本发明在原料中添加了阻燃剂，所述阻燃剂为三氧化二铝、氢氧化镁的混合物，二者进行复配，可以提高涂层的阻燃性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种用于钢基材质的防锈涂层，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂20份、醇酸树脂15份、酚醛树脂10份、复合填料6份、乙丙乳液7份、钼酸钠2份、阻燃剂1份、有机硅乙二醇共聚物2份、甘油4份、消泡剂1份、防腐剂2份、去离子水20份。
其中，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的混合物，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的质量比为1:2:1:1。
其中，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：
(1)将凹凸棒土按固液质量比为1:18置于浓度为1mol/l盐酸在100℃的条件下预处理5小时，然后抽滤，得到的滤渣进行干燥；
(2)在步骤(1)所得凹凸棒土中加入有机溶剂和蒸馏水，凹凸棒土与有机溶剂的质量比为0.2：1，在70℃条件下浸渍10小时，抽滤并用无水乙醇洗涤5遍，干燥，磨研得有机改性凹凸棒土；
(3)将步骤(2)所得有机改性凹凸棒土加入到银离子溶液中，充分搅拌30小时，离心后蒸馏水洗涤3遍，干燥后即得改性凹凸棒土。
其中，所述阻燃剂为三氧化二铝、氢氧化镁的混合物，所述三氧化二铝、氢氧化镁的质量比为3:1。
其中，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
一种制备所述用于钢基材质的防锈涂层的方法，包括以下步骤：
(1)按上述配方称取丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、复合填料、乙丙乳液、钼酸钠、阻燃剂、有机硅乙二醇共聚物、甘油、消泡剂、防腐剂、去离子水，备用；
(2)将丙烯酸树脂、乙丙乳液及甘油置于反应器中，加热至70℃，磁力搅拌2小时，然后加入醇酸树脂、酚醛树脂和有机硅乙二醇共聚物，保温搅拌混合3小时；
(3)将剩余原料置于高速分散机中搅拌混合，然后进行超声波分散，得混合液；
(4)将步骤(2)所得的产物与步骤(3)所得的混合液混合，控制物料温度为60℃，磁力搅拌混合1小时，冷却至常温，即得所述用于钢基材质的防锈涂层。
其中，所述步骤(2)中加热速率为3℃/min。
其中，所述步骤(3)中超声波分散的时间为7分钟。
实施例2
本实施例涉及一种用于钢基材质的防锈涂层，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂30份、醇酸树脂25份、酚醛树脂20份、复合填料9份、乙丙乳液12份、钼酸钠4份、阻燃剂4份、有机硅乙二醇共聚物5份、甘油8份、消泡剂3份、防腐剂3份、去离子水30份。
其中，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的混合物，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的质量比为1:2:1:1。
其中，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：
(1)将凹凸棒土按固液质量比为1:18置于浓度为1mol/l盐酸在100℃的条件下预处理5小时，然后抽滤，得到的滤渣进行干燥；
(2)在步骤(1)所得凹凸棒土中加入有机溶剂和蒸馏水，凹凸棒土与有机溶剂的质量比为0.2：1，在70℃条件下浸渍10小时，抽滤并用无水乙醇洗涤5遍，干燥，磨研得有机改性凹凸棒土；
(3)将步骤(2)所得有机改性凹凸棒土加入到银离子溶液中，充分搅拌30小时，离心后蒸馏水洗涤3遍，干燥后即得改性凹凸棒土。
其中，所述阻燃剂为三氧化二铝、氢氧化镁的混合物，所述三氧化二铝、氢氧化镁的质量比为3:1。
其中，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
一种制备所述用于钢基材质的防锈涂层的方法，包括以下步骤：
(1)按上述配方称取丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、复合填料、乙丙乳液、钼酸钠、阻燃剂、有机硅乙二醇共聚物、甘油、消泡剂、防腐剂、去离子水，备用；
(2)将丙烯酸树脂、乙丙乳液及甘油置于反应器中，加热至70℃，磁力搅拌2小时，然后加入醇酸树脂、酚醛树脂和有机硅乙二醇共聚物，保温搅拌混合3小时；
(3)将剩余原料置于高速分散机中搅拌混合，然后进行超声波分散，得混合液；
(4)将步骤(2)所得的产物与步骤(3)所得的混合液混合，控制物料温度为60℃，磁力搅拌混合1小时，冷却至常温，即得所述用于钢基材质的防锈涂层。
其中，所述步骤(2)中加热速率为3℃/min。
其中，所述步骤(3)中超声波分散的时间为7分钟。
实施例3
本实施例涉及一种用于钢基材质的防锈涂层，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂22份、醇酸树脂17份、酚醛树脂15份、复合填料7份、乙丙乳液9份、钼酸钠2.5份、阻燃剂2份、有机硅乙二醇共聚物3份、甘油5份、消泡剂1.6份、防腐剂2.1份、去离子水23份。
其中，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的混合物，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的质量比为1:2:1:1。
其中，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：
(1)将凹凸棒土按固液质量比为1:18置于浓度为1mol/l盐酸在100℃的条件下预处理5小时，然后抽滤，得到的滤渣进行干燥；
(2)在步骤(1)所得凹凸棒土中加入有机溶剂和蒸馏水，凹凸棒土与有机溶剂的质量比为0.2：1，在70℃条件下浸渍10小时，抽滤并用无水乙醇洗涤5遍，干燥，磨研得有机改性凹凸棒土；
(3)将步骤(2)所得有机改性凹凸棒土加入到银离子溶液中，充分搅拌30小时，离心后蒸馏水洗涤3遍，干燥后即得改性凹凸棒土。
其中，所述阻燃剂为三氧化二铝、氢氧化镁的混合物，所述三氧化二铝、氢氧化镁的质量比为3:1。
其中，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
一种制备所述用于钢基材质的防锈涂层的方法，包括以下步骤：
(1)按上述配方称取丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、复合填料、乙丙乳液、钼酸钠、阻燃剂、有机硅乙二醇共聚物、甘油、消泡剂、防腐剂、去离子水，备用；
(2)将丙烯酸树脂、乙丙乳液及甘油置于反应器中，加热至70℃，磁力搅拌2小时，然后加入醇酸树脂、酚醛树脂和有机硅乙二醇共聚物，保温搅拌混合3小时；
(3)将剩余原料置于高速分散机中搅拌混合，然后进行超声波分散，得混合液；
(4)将步骤(2)所得的产物与步骤(3)所得的混合液混合，控制物料温度为60℃，磁力搅拌混合1小时，冷却至常温，即得所述用于钢基材质的防锈涂层。
其中，所述步骤(2)中加热速率为3℃/min。
其中，所述步骤(3)中超声波分散的时间为7分钟。
实施例4
本实施例涉及一种用于钢基材质的防锈涂层，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂30份、醇酸树脂25份、酚醛树脂20份、复合填料9份、乙丙乳液12份、钼酸钠4份、阻燃剂4份、有机硅乙二醇共聚物5份、甘油8份、消泡剂3份、防腐剂3份、去离子水30份。
其中，所述用于钢基材质的防锈涂层，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂25份、醇酸树脂18份、酚醛树脂17份、复合填料7.6份、乙丙乳液10份、钼酸钠3份、阻燃剂2.4份、有机硅乙二醇共聚物3.3份、甘油5.2份、消泡剂2.1份、防腐剂2.8份、去离子水25份。
其中，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的混合物，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的质量比为1:2:1:1。
其中，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：
(1)将凹凸棒土按固液质量比为1:18置于浓度为1mol/l盐酸在100℃的条件下预处理5小时，然后抽滤，得到的滤渣进行干燥；
(2)在步骤(1)所得凹凸棒土中加入有机溶剂和蒸馏水，凹凸棒土与有机溶剂的质量比为0.2：1，在70℃条件下浸渍10小时，抽滤并用无水乙醇洗涤5遍，干燥，磨研得有机改性凹凸棒土；
(3)将步骤(2)所得有机改性凹凸棒土加入到银离子溶液中，充分搅拌30小时，离心后蒸馏水洗涤3遍，干燥后即得改性凹凸棒土。
其中，所述阻燃剂为三氧化二铝、氢氧化镁的混合物，所述三氧化二铝、氢氧化镁的质量比为3:1。
其中，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
一种制备所述用于钢基材质的防锈涂层的方法，包括以下步骤：
(1)按上述配方称取丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、复合填料、乙丙乳液、钼酸钠、阻燃剂、有机硅乙二醇共聚物、甘油、消泡剂、防腐剂、去离子水，备用；
(2)将丙烯酸树脂、乙丙乳液及甘油置于反应器中，加热至70℃，磁力搅拌2小时，然后加入醇酸树脂、酚醛树脂和有机硅乙二醇共聚物，保温搅拌混合3小时；
(3)将剩余原料置于高速分散机中搅拌混合，然后进行超声波分散，得混合液；
(4)将步骤(2)所得的产物与步骤(3)所得的混合液混合，控制物料温度为60℃，磁力搅拌混合1小时，冷却至常温，即得所述用于钢基材质的防锈涂层。
其中，所述步骤(2)中加热速率为3℃/min。
其中，所述步骤(3)中超声波分散的时间为7分钟。
实施例5
本实施例涉及一种用于钢基材质的防锈涂层，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂25份、醇酸树脂18份、酚醛树脂17份、复合填料7.6份、乙丙乳液10份、钼酸钠3份、阻燃剂2.4份、有机硅乙二醇共聚物3.3份、甘油5.2份、消泡剂2.1份、防腐剂2.8份、去离子水25份。
其中，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的混合物，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的质量比为1:2:1:1。
其中，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：
(1)将凹凸棒土按固液质量比为1:18置于浓度为1mol/l盐酸在100℃的条件下预处理5小时，然后抽滤，得到的滤渣进行干燥；
(2)在步骤(1)所得凹凸棒土中加入有机溶剂和蒸馏水，凹凸棒土与有机溶剂的质量比为0.2：1，在70℃条件下浸渍10小时，抽滤并用无水乙醇洗涤5遍，干燥，磨研得有机改性凹凸棒土；
(3)将步骤(2)所得有机改性凹凸棒土加入到银离子溶液中，充分搅拌30小时，离心后蒸馏水洗涤3遍，干燥后即得改性凹凸棒土。
其中，所述阻燃剂为三氧化二铝、氢氧化镁的混合物，所述三氧化二铝、氢氧化镁的质量比为3:1。
其中，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
一种制备所述用于钢基材质的防锈涂层的方法，包括以下步骤：
(1)按上述配方称取丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、复合填料、乙丙乳液、钼酸钠、阻燃剂、有机硅乙二醇共聚物、甘油、消泡剂、防腐剂、去离子水，备用；
(2)将丙烯酸树脂、乙丙乳液及甘油置于反应器中，加热至70℃，磁力搅拌2小时，然后加入醇酸树脂、酚醛树脂和有机硅乙二醇共聚物，保温搅拌混合3小时；
(3)将剩余原料置于高速分散机中搅拌混合，然后进行超声波分散，得混合液；
(4)将步骤(2)所得的产物与步骤(3)所得的混合液混合，控制物料温度为60℃，磁力搅拌混合1小时，冷却至常温，即得所述用于钢基材质的防锈涂层。
其中，所述步骤(2)中加热速率为3℃/min。
其中，所述步骤(3)中超声波分散的时间为7分钟。
对比例
授权公告号cn103740216b的专利所述的一种防锈涂层组合物。
按照国家标准分别对实施例1～5、对比例所述的防锈涂层进行性能测试，测试结果如下表：
从上述表格可以看出，实施例1～5所述的防锈涂层其性能均优于对比例。
本发明所述的用于钢基材质的防锈涂层通过控制原来的种类及配比，制备出的防锈涂层成本低，散热性好，耐热性和耐盐性能优，可以有效延长机械的使用寿命。，具体如下：
(1)本发明所述的用于钢基材质的防锈涂层采用丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、复合填料、乙丙乳液、钼酸钠、阻燃剂、有机硅乙二醇共聚物、甘油、消泡剂、防腐剂、去离子水作为原料，原料之间相互协同作用，制备得到的涂层成膜致密而柔韧，弹性好，硬度适中，膜层透明，粘结性好，附着力极强，具有出色的静态和动态成膜质量，抗冲击能力强；膜层滴熔点高，能经受长时间强烈的阳光照射及高温辐射而不消失，轻度摩擦不受损；
(2)本发明在原料中添加了复合填料，所述复合填料为海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛的混合物，海泡石、改性凹凸棒土、钛白粉及纳米二氧化钛相互协同作用，在功能上进行复配，形成多方面抗热，从而提高所述防锈层的耐热性，并且改善了涂层的耐腐蚀性；
(3)本发明在原料中添加了阻燃剂，所述阻燃剂为三氧化二铝、氢氧化镁的混合物，二者进行复配，可以提高涂层的阻燃性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。