本发明涉及防腐涂料领域，具体涉及一种机械设备防腐涂料及其制备方法。
背景技术
近些年来，随着步入市场经济时代，我国机械工业产业蓬勃发展。可是腐蚀问题在机械工业中造成的损失越来越严重。机械行业的机械设备在受到的腐蚀之后，不管是这些设备呈现出来的物理性能，还是机械设备杂使用过程中所表现出来的其它方面的性能，都有着不同程度的变化，在腐蚀较轻的情况下，这些设备的美观会造成一定程度的损坏，腐蚀严重的则会影响到设备正常使用寿命，这些都将影响到机械企业的经济效益，因此机械设备的腐蚀问题，需要采取及时有效的防腐措施，进一步提升这些设备的腐蚀问题。而现有防腐涂料多是由基础油、防锈剂、抗氧剂及高分子聚合物树脂等组合而成，在使用过程中容易与积炭、尘埃等混合形成油垢，从而减弱对腐蚀的抵抗，另外，在极端温度、光照、湿气等因素的影响下防腐涂层也容易失效，从而失去对设备的腐蚀保护。
中国专利cn103074960公开了一种双层环氧树脂涂层钢筋及其制备方法，其包括基层钢筋，基层钢筋外涂有涂层，内涂层外涂覆有外涂层。外涂层更具有耐磨抗腐蚀性能，能满足在各种恶劣环境下的建设工程的需要，但仍存在以下问题，环氧树脂的粘结力不够强，耐久性差，易脱落，并且使用双涂层会提高防腐的成本，经济型不佳。
中国专利cn105368304公开一种防腐涂料及其制备方法，将处理后的氧化石墨烯涂料、颜料、环氧树脂、固化剂和水混合得到浆料，搅拌后得到悬浮液的防腐涂料，涂料具有良好的防水性和防腐蚀电流性，但是同时存在粘结力差，填料与聚合物树脂之间的分散性差的缺点。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种机械设备防腐涂料及其制备方法，本发明涂料通过原料间的协配作用，具有良好的耐腐蚀性和耐温耐候性，易涂覆，粘结性好，涂层抗机械性能好。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种机械设备防腐涂料，包括以下重量份计的原料：
聚醋酸乙烯35-40份、聚三氟乙烯树脂15-20份、烷基硅酸酯8-15份、松香2-5份、聚乙烯吡咯烷酮1-3份、云母粉6-12份、空心玻璃微珠4-8份、锌粉2-5份、环氧亚麻油5-9份、硼酸锌2-5份、纳米氢氧化铝5-9份、改性凹凸棒土10-15份、流平剂0.5-1.2份、热稳定剂1.2-2.5份、抗氧剂0.8-1.6份、光稳定剂1.2-2.5份和有机溶剂10-15份。
优选地，包括以下重量份计的原料：聚醋酸乙烯36-39份、聚三氟乙烯树脂16-19份、烷基硅酸酯10-13份、松香3-4份、聚乙烯吡咯烷酮1.5-2.5份、云母粉8-10份、空心玻璃微珠5-7份、锌粉3-4份、环氧亚麻油6-8份、硼酸锌3-4份、纳米氢氧化铝6-8份、改性凹凸棒土11-14份、流平剂0.7-1份、热稳定剂1.8-2.1份、抗氧剂1.2-1.4份、光稳定剂1.8-2.1份和有机溶剂11-14份。
优选地，包括以下重量份计的原料：聚醋酸乙烯38份、聚三氟乙烯树脂17份、烷基硅酸酯12份、松香3.5份、聚乙烯吡咯烷酮2份、云母粉9份、空心玻璃微珠6份、锌粉3.5份、环氧亚麻油7份、硼酸锌3.5份、纳米氢氧化铝7份、改性凹凸棒土13份、流平剂0.9份、热稳定剂2份、抗氧剂1.3份、光稳定剂2份和有机溶剂13份。
优选地，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：
(a)将凹凸棒土置于650-680摄氏度的条件下煅烧2小时，放入球磨机中进行研磨，过450-500筛；
(b)向步骤(a)处理后的凹凸棒土加入相当于其重量的2-3％的季戊四醇三丙烯酸酯、1-2％的甘油三醋酸酯和1-2％硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，置入球磨机中研磨25-30分钟，最后放入超声波分散机中高频分散20-25分钟后，静置陈化8小时，即得。
优选地，所述流平剂为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯与丙烯酸丁酯共聚物和有机硅改性聚丙烯酸酯中的一种或几种结合。
优选地，所述热稳定剂为硬脂酸盐、月硅酸盐和棕榈酸盐中的一种或几种结合。
优选地，所述抗氧剂为2,2-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种以上混合物。
优选地，所述光稳定剂为三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯或癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯。
优选地，所述有机溶剂为乙醇和丙酮按照体积比5:3混合。
本发明中还公开了一种上述机械设备防腐涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将云母粉、空心玻璃微珠、锌粉、环氧亚麻油、硼酸锌、纳米氢氧化铝和改性凹凸棒土加入高速搅拌机中，以800-1200转/分钟的速度搅拌混合15-20分钟后，得物料a；
(2)将聚醋酸乙烯、聚三氟乙烯树脂、烷基硅酸酯加入有机溶剂中，升温至50-55摄氏度，以400-600转/分钟的速度搅拌混合10-15分钟后，依次加入环氧亚麻油和松香，继续搅拌15-20分钟，即得物料b；
(3)将物料a缓慢加入物料b中，控温至45-50摄氏度，以1000-1300转/分钟的速度搅拌混合6-12分钟，加入剩余原料，继续搅拌混合10-15分钟后，置入超声波分散机中分散15-20分钟后，即得所述机械设备防腐涂料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明涂料通过原料间的协配作用，具有良好的耐腐蚀性和耐温耐候性，易涂覆，粘结性好，涂层抗机械性能好。
(2)本发明树脂基料为聚醋酸乙烯、聚三氟乙烯树脂和烷基硅酸酯协同作用，聚醋酸乙烯具有良好的耐腐蚀性和耐溶剂性，耐擦拭性，聚三氟乙烯树脂具有良好的耐腐蚀性和耐温耐候性，烷基硅酸酯具有良好的粘结性和防水性，三中树脂具有良好的相容性，使涂料具有耐水、耐腐蚀、耐温耐候、粘结性强等综合性能。
(3)本发明通过对凹凸棒土改性，增强了凹凸棒土与树脂涂料间的结合力和涂料的稳定性，本发明中通过纳米氢氧化铝和锌粉，增强涂层的耐磨性和防腐蚀性，同时纳米氢氧化铝的微小颗粒增强涂料的致密性和结构稳定性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种机械设备防腐涂料，包括以下重量份计的原料：
聚醋酸乙烯35份、聚三氟乙烯树脂15份、烷基硅酸酯8份、松香2份、聚乙烯吡咯烷酮1份、云母粉6份、空心玻璃微珠4份、锌粉2份、环氧亚麻油5份、硼酸锌2份、纳米氢氧化铝5份、改性凹凸棒土10份、流平剂0.5份、热稳定剂1.2份、抗氧剂0.8份、光稳定剂1.2份和有机溶剂10份。
改性凹凸棒土的制备方法如下：
(a)将凹凸棒土置于650摄氏度的条件下煅烧2小时，放入球磨机中进行研磨，过450筛；
(b)向步骤(a)处理后的凹凸棒土加入相当于其重量的2％的季戊四醇三丙烯酸酯、1％的甘油三醋酸酯和1％硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，置入球磨机中研磨25分钟，最后放入超声波分散机中高频分散20分钟后，静置陈化8小时，即得。
流平剂为聚丙烯酸乙酯。
热稳定剂为硬脂酸钡。
抗氧剂为2,2-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)。
光稳定剂为三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯。
有机溶剂为乙醇和丙酮按照体积比5:3混合。
本实施例中的机械设备防腐涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将云母粉、空心玻璃微珠、锌粉、环氧亚麻油、硼酸锌、纳米氢氧化铝和改性凹凸棒土加入高速搅拌机中，以800转/分钟的速度搅拌混合15分钟后，得物料a；
(2)将聚醋酸乙烯、聚三氟乙烯树脂、烷基硅酸酯加入有机溶剂中，升温至50摄氏度，以400转/分钟的速度搅拌混合10分钟后，依次加入环氧亚麻油和松香，继续搅拌15分钟，即得物料b；
(3)将物料a缓慢加入物料b中，控温至45摄氏度，以1000转/分钟的速度搅拌混合6分钟，加入剩余原料，继续搅拌混合10分钟后，置入超声波分散机中分散15分钟后，即得所述机械设备防腐涂料。
实施例2
一种机械设备防腐涂料，包括以下重量份计的原料：
聚醋酸乙烯40份、聚三氟乙烯树脂20份、烷基硅酸酯15份、松香5份、聚乙烯吡咯烷酮3份、云母粉12份、空心玻璃微珠8份、锌粉5份、环氧亚麻油9份、硼酸锌5份、纳米氢氧化铝9份、改性凹凸棒土15份、流平剂1.2份、热稳定剂2.5份、抗氧剂1.6份、光稳定剂2.5份和有机溶剂15份。
改性凹凸棒土的制备方法如下：
(a)将凹凸棒土置于680摄氏度的条件下煅烧2小时，放入球磨机中进行研磨，过500筛；
(b)向步骤(a)处理后的凹凸棒土加入相当于其重量的3％的季戊四醇三丙烯酸酯、2％的甘油三醋酸酯和2％硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，置入球磨机中研磨30分钟，最后放入超声波分散机中高频分散25分钟后，静置陈化8小时，即得。
流平剂为聚丙烯酸丁酯。
热稳定剂为月硅酸钙。
抗氧剂为2,2-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。
光稳定剂为癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯。
有机溶剂为乙醇和丙酮按照体积比5:3混合。
本实施例中的机械设备防腐涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将云母粉、空心玻璃微珠、锌粉、环氧亚麻油、硼酸锌、纳米氢氧化铝和改性凹凸棒土加入高速搅拌机中，以1200转/分钟的速度搅拌混合20分钟后，得物料a；
(2)将聚醋酸乙烯、聚三氟乙烯树脂、烷基硅酸酯加入有机溶剂中，升温至55摄氏度，以600转/分钟的速度搅拌混合15分钟后，依次加入环氧亚麻油和松香，继续搅拌20分钟，即得物料b；
(3)将物料a缓慢加入物料b中，控温至50摄氏度，以1300转/分钟的速度搅拌混合12分钟，加入剩余原料，继续搅拌混合15分钟后，置入超声波分散机中分散20分钟后，即得所述机械设备防腐涂料。
实施例3
一种机械设备防腐涂料，包括以下重量份计的原料：
聚醋酸乙烯36份、聚三氟乙烯树脂16份、烷基硅酸酯10份、松香3份、聚乙烯吡咯烷酮1.5份、云母粉8份、空心玻璃微珠5份、锌粉3份、环氧亚麻油6份、硼酸锌3份、纳米氢氧化铝6份、改性凹凸棒土11份、流平剂0.7份、热稳定剂1.8份、抗氧剂1.2份、光稳定剂1.8份和有机溶剂21份。
改性凹凸棒土的制备方法如下：
(a)将凹凸棒土置于660摄氏度的条件下煅烧2小时，放入球磨机中进行研磨，过460筛；
(b)向步骤(a)处理后的凹凸棒土加入相当于其重量的2.4％的季戊四醇三丙烯酸酯、1.5％的甘油三醋酸酯和1.5％硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，置入球磨机中研磨26分钟，最后放入超声波分散机中高频分散22分钟后，静置陈化8小时，即得。
流平剂为丙烯酸乙酯与丙烯酸丁酯共聚物。
热稳定剂为棕榈酸钠。
抗氧剂为β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯。
光稳定剂为三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯。
有机溶剂为乙醇和丙酮按照体积比5:3混合。
本实施例中的机械设备防腐涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将云母粉、空心玻璃微珠、锌粉、环氧亚麻油、硼酸锌、纳米氢氧化铝和改性凹凸棒土加入高速搅拌机中，以900转/分钟的速度搅拌混合17分钟后，得物料a；
(2)将聚醋酸乙烯、聚三氟乙烯树脂、烷基硅酸酯加入有机溶剂中，升温至50-55摄氏度，以450转/分钟的速度搅拌混合13分钟后，依次加入环氧亚麻油和松香，继续搅拌17分钟，即得物料b；
(3)将物料a缓慢加入物料b中，控温至47摄氏度，以1100转/分钟的速度搅拌混合8分钟，加入剩余原料，继续搅拌混合13分钟后，置入超声波分散机中分散17分钟后，即得所述机械设备防腐涂料。
实施例4
一种机械设备防腐涂料，包括以下重量份计的原料：
聚醋酸乙烯39份、聚三氟乙烯树脂19份、烷基硅酸酯13份、松香4份、聚乙烯吡咯烷酮2.5份、云母粉10份、空心玻璃微珠7份、锌粉4份、环氧亚麻油8份、硼酸锌4份、纳米氢氧化铝8份、改性凹凸棒土14份、流平剂1份、热稳定剂2.1份、抗氧剂1.4份、光稳定剂2.1份和有机溶剂24份。
改性凹凸棒土的制备方法如下：
(a)将凹凸棒土置于670摄氏度的条件下煅烧2小时，放入球磨机中进行研磨，过480筛；
(b)向步骤(a)处理后的凹凸棒土加入相当于其重量的2.6％的季戊四醇三丙烯酸酯、1.8％的甘油三醋酸酯和1.4％硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，置入球磨机中研磨25-30分钟，最后放入超声波分散机中高频分散24分钟后，静置陈化8小时，即得。
流平剂为有机硅改性聚丙烯酸酯。
热稳定剂为硬脂酸镁。
抗氧剂为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
光稳定剂为癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯。
有机溶剂为乙醇和丙酮按照体积比5:3混合。
本实施例中的机械设备防腐涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将云母粉、空心玻璃微珠、锌粉、环氧亚麻油、硼酸锌、纳米氢氧化铝和改性凹凸棒土加入高速搅拌机中，以1000转/分钟的速度搅拌混合16分钟后，得物料a；
(2)将聚醋酸乙烯、聚三氟乙烯树脂、烷基硅酸酯加入有机溶剂中，升温至54摄氏度，以500转/分钟的速度搅拌混合14分钟后，依次加入环氧亚麻油和松香，继续搅拌18分钟，即得物料b；
(3)将物料a缓慢加入物料b中，控温至48摄氏度，以1200转/分钟的速度搅拌混合11分钟，加入剩余原料，继续搅拌混合14分钟后，置入超声波分散机中分散18分钟后，即得所述机械设备防腐涂料。
实施例5
一种机械设备防腐涂料，包括以下重量份计的原料：
聚醋酸乙烯38份、聚三氟乙烯树脂17份、烷基硅酸酯12份、松香3.5份、聚乙烯吡咯烷酮2份、云母粉9份、空心玻璃微珠6份、锌粉3.5份、环氧亚麻油7份、硼酸锌3.5份、纳米氢氧化铝7份、改性凹凸棒土13份、流平剂0.9份、热稳定剂2份、抗氧剂1.3份、光稳定剂2份和有机溶剂23份。
改性凹凸棒土的制备方法如下：
(a)将凹凸棒土置于670摄氏度的条件下煅烧2小时，放入球磨机中进行研磨，过460筛；
(b)向步骤(a)处理后的凹凸棒土加入相当于其重量的2.8％的季戊四醇三丙烯酸酯、1.2％的甘油三醋酸酯和1.8％硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，置入球磨机中研磨28分钟，最后放入超声波分散机中高频分散24分钟后，静置陈化8小时，即得。
流平剂为丙烯酸乙酯与丙烯酸丁酯共聚物。
热稳定剂为月硅酸钙。
抗氧剂为二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
光稳定剂为三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯。
有机溶剂为乙醇和丙酮按照体积比5:3混合。
本实施例中的机械设备防腐涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将云母粉、空心玻璃微珠、锌粉、环氧亚麻油、硼酸锌、纳米氢氧化铝和改性凹凸棒土加入高速搅拌机中，以1100转/分钟的速度搅拌混合18分钟后，得物料a；
(2)将聚醋酸乙烯、聚三氟乙烯树脂、烷基硅酸酯加入有机溶剂中，升温至52摄氏度，以550转/分钟的速度搅拌混合13分钟后，依次加入环氧亚麻油和松香，继续搅拌18分钟，即得物料b；
(3)将物料a缓慢加入物料b中，控温至48摄氏度，以1150转/分钟的速度搅拌混合10分钟，加入剩余原料，继续搅拌混合13分钟后，置入超声波分散机中分散18分钟后，即得所述机械设备防腐涂料。
对比例1：除原料中改性凹凸棒土外，其余原料组分和制备方法均与实施例1相同。
对比例2：除聚醋酸乙烯、聚三氟乙烯树脂、烷基硅酸酯替换成相同总重量份的环氧树脂外，其余原料组分和制备方法均与实施例1相同。
对比例3：除原料中不添加纳米氢氧化铝和锌粉外，其余原料组分和制备方法均与实施例1相同。
对实施例1-5制得的设备防腐涂料和对比例1-3中制得的设备防腐涂料进行性能测试，测试结果如下表1所示；
表1：
从表1可以看出，本发明设备用防腐涂料具有以下优点：
(1)本发明涂料通过原料间的协配作用，具有良好的耐腐蚀性和耐温耐候性，易涂覆，粘结性好，涂层抗机械性能好。
(2)本发明树脂基料为聚醋酸乙烯、聚三氟乙烯树脂和烷基硅酸酯协同作用，聚醋酸乙烯具有良好的耐腐蚀性和耐溶剂性，耐擦拭性，聚三氟乙烯树脂具有良好的耐腐蚀性和耐温耐候性，烷基硅酸酯具有良好的粘结性和防水性，三中树脂具有良好的相容性，使涂料具有耐水、耐腐蚀、耐温耐候、粘结性强等综合性能。
(3)本发明通过对凹凸棒土改性，增强了凹凸棒土与树脂涂料间的结合力和涂料的稳定性，本发明中通过纳米氢氧化铝和锌粉，增强涂层的耐磨性和防腐蚀性，同时纳米氢氧化铝的微小颗粒增强涂料的致密性和结构稳定性。
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。