本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种金属耐腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术
金属在使用过程中，其外表面很容易被腐蚀，一旦被腐蚀，会对金属的正常使用造成很大的影响，后续处理过程繁琐，工作量大；目前，金属表面防腐蚀的处理方式主要是在金属外层镀上一层合金，或者表面磷化等工艺对光管进行处理，但是这种处理方式，工艺复杂，而且耗费成本高，目前同样也有一种处理方式是开发出一种金属防腐蚀涂料，它具有操作间简便，性能优异和经济效益高等优点，
公开号为cn106752757a的中国发明专利申请，公开了一种耐腐蚀纯聚酯粉末涂料及制备方法，该发明包括以下质量百分比的成分：端羧基聚酯树脂40％-50％；碳纤维5％-15％；改性填料25％-35％；氧化铜2％-5％；无机颜料8％-16％；固化剂3％-5％；助剂0.5％-1％；流平剂0.5％-1.2％；分散剂0.2％-0.5％。该发明制备的粉末涂料的硬度高，色泽均匀，耐腐蚀性能优异，可应用于长期暴露室外的器材构件上，且整体制备工艺简单。该发明在保证涂料耐腐蚀性能后，导致了该发明的机械强度降低。
公开号为cn104403489a的中国发明专利申请，公开了一种防腐蚀耐磨粉末涂料，其原料按重量份包括：改性聚醚醚酮56-60份，酚醛环氧树脂22-25份，固化剂4-7份，甲基咪唑0.4-0.7份，流平剂1.5-3份，流动促进剂0.5-0.8份，脱气剂1.5-1.8份，柔韧剂1.2-1.5份，六偏磷酸钠1.1-1.4份，颜料10-13份，二乙基二硫代氨基甲酸二乙铵1.1-1.4份，填料25-28份；该发明提出了的防腐蚀耐磨粉末涂料，防腐蚀性能好、耐磨性能优异。但是该发明以改性聚醚醚酮作为成膜物质，改性聚醚醚酮在物质表面的吸附能力在高分子材料中并不算优秀，而该发明也没有采用其他方法来改善其在物质表面的吸附能力，会导致该发明制备的涂料在使用一段时间后会从物质表面脱落，使用寿命短。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种金属耐腐蚀涂料及其制备方法，该涂料具有优秀的金属耐腐蚀性能和机械强度，使金属表层不会被轻易破坏和腐蚀，具有较强的使用寿命，能满足现有技术对对涂料的要求。
本发明提供如下的技术方案：
一种金属耐腐蚀涂料，包括以下重量份的原料：
羟基丙烯酸树脂50-60份、丙烯酸羟乙酯30-40份、甲基丙烯酸20-35份、羟丙基甲基纤维素10-20份、改性聚二甲基硅氧烷15-25份、高岭土25-30份、纳米二氧化镁5-8份、纳米二氧化钛8-12份、钛白粉3-6份、焦磷酸钠4-7份、十二烷基硫酸钠2-5份、碳酸钙8-10份、三乙醇胺1-3份。
优选的，包括以下重量份的原料：
羟基丙烯酸树脂52-58份、丙烯酸羟乙酯32-38份、甲基丙烯酸22-33份、羟丙基甲基纤维素12-18份、改性聚二甲基硅氧烷17-23份、高岭土27-28份、纳米二氧化镁6-7份、纳米二氧化钛9-11份、钛白粉4-5份、焦磷酸钠5-6份、十二烷基硫酸钠3-4份、碳酸钙8-9份、三乙醇胺1-2份。
优选的，包括以下重量份的原料：
羟基丙烯酸树脂55份、丙烯酸羟乙酯35份、甲基丙烯酸27份、羟丙基甲基纤维素15份、改性聚二甲基硅氧烷20份、高岭土27份、纳米二氧化镁6份、纳米二氧化钛10份、钛白粉4份、焦磷酸钠5份、十二烷基硫酸钠3份、碳酸钙9份、三乙醇胺2份。
优选的，所述纳米二氧化镁和纳米二氧化硅的粒径为0.01-1nm，所述高岭土和钛白粉的粒径为0.1-1mm。
优选的，所述改性聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取对苯二甲酸乙二酯40-50重量份，放入搅拌机内，缓慢向其中添加聚二甲基硅氧烷，并且控制搅拌机的搅拌速度为400-550r/min，直至对苯二甲酸乙二酯全部融化，继续搅拌10-18分钟，即得改性聚二甲基硅氧烷。
优选的，当搅拌机内对苯二甲酸乙二酯的固体含量很少时，改为向搅拌机内滴加聚二甲基硅氧烷。
一种金属耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸混合，搅拌均匀得到物料a；
(2)在三乙醇胺内加入重量份3-4份的水，搅拌均匀后再加入碳酸钠，加热温度至40-55℃，搅拌25-30分钟，冷却后得到物料b；
(3)将物料a放入搅拌机中，将高岭土、纳米二氧化镁、纳米二氧化钛和钛白粉混合均匀后加入搅拌机中搅拌；
(4)在向其中加入羟丙基甲基纤维素、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠和改性聚二甲基硅氧烷搅拌得到物料c；
优选的，所述步骤(1)中羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸在反应釜中反应，以100-180r/min的速度搅拌，反应的温度为55-65℃，反应2-3小时得到物料a。
优选的，所述步骤(3)中搅拌机中的搅拌速度为300-400r/min，搅拌时间为20-30分钟。
优选的，所述步骤(4)中搅拌机的转速为600-800r/min，搅拌时间为35-40分钟，控制搅拌机的温度为50-55℃。
本发明的有益效果为，该涂料具有优秀的金属耐腐蚀性能和机械强度，使金属表层不会被轻易破坏和腐蚀，具有较强的使用寿命，能满足现有技术对对涂料的要求；具体如下：
(1)本发明以羟基丙烯酸树脂作为涂料成膜的主要原料，它和金属材料之间具有很强的附着力，同时还具有优良的耐水耐化学性能，添加丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸对羟基丙烯酸树脂进行处理，引进-oh官能团和-cooh官能团，提高羟基丙烯酸树脂的表面活性，三种物质协同作用可以进一步提高羟基丙烯酸树脂和金属材料的附着力以及和填料、助剂之间的粘结力，提高涂料的机械强度和耐腐蚀性能。
(2)本发明还添加了羟甲基纤维素，可以提高涂料中物质粒子的分散性能和稳定性能，进而提高涂料的机械性能；本发明将碳酸钙和三乙醇胺混合，可以防止金属腐蚀。
(3)本发明还添加了改性聚二甲基硅氧烷，具有良好的表面状态控制能力，并且其在涂料中相容性好，可以帮助流平、平滑还可以防止缩孔，有良好的湿润底材的作用；帮助处理表面鱼眼，改善破泡效果。
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
本实施例涉及一种金属耐腐蚀涂料，包括以下重量份的原料：
羟基丙烯酸树脂50份、丙烯酸羟乙酯30份、甲基丙烯酸20份、羟丙基甲基纤维素10份、改性聚二甲基硅氧烷15份、高岭土25份、纳米二氧化镁5份、纳米二氧化钛8份、钛白粉3份、焦磷酸钠4份、十二烷基硫酸钠2份、碳酸钙8份、三乙醇胺1份。
其中，纳米二氧化镁和纳米二氧化硅的粒径为0.01nm，高岭土和钛白粉的粒径为0.1mm。
其中，改性聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取对苯二甲酸乙二酯40重量份，放入搅拌机内，缓慢向其中添加聚二甲基硅氧烷，并且控制搅拌机的搅拌速度为400r/min，直至对苯二甲酸乙二酯全部融化，继续搅拌10分钟，即得改性聚二甲基硅氧烷。
其中，当搅拌机内对苯二甲酸乙二酯的固体含量很少时，改为向搅拌机内滴加聚二甲基硅氧烷。
本实施例还涉及一种金属耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸混合，搅拌均匀得到物料a；
(2)在三乙醇胺内加入重量份3份的水，搅拌均匀后再加入碳酸钠，加热温度至40℃，搅拌25分钟，冷却后得到物料b；
(3)将物料a放入搅拌机中，将高岭土、纳米二氧化镁、纳米二氧化钛和钛白粉混合均匀后加入搅拌机中搅拌；
(4)在向其中加入羟丙基甲基纤维素、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠和改性聚二甲基硅氧烷搅拌得到物料c；
(5)将物料c和物料b混合均匀得到金属耐腐蚀涂料。
其中，所述步骤(1)中羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸在反应釜中反应，以100r/min的速度搅拌，反应的温度为55℃，反应2小时得到物料a。
其中，所述步骤(3)中搅拌机中的搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20分钟。
其中，所述步骤(4)中搅拌机的转速为600r/min，搅拌时间为35分钟，控制搅拌机的温度为50℃。
实施例2
本实施例涉及一种金属耐腐蚀涂料，包括以下重量份的原料：
羟基丙烯酸树脂60份、丙烯酸羟乙酯40份、甲基丙烯酸35份、羟丙基甲基纤维素20份、改性聚二甲基硅氧烷25份、高岭土30份、纳米二氧化镁8份、纳米二氧化钛12份、钛白粉6份、焦磷酸钠7份、十二烷基硫酸钠5份、碳酸钙10份、三乙醇胺3份。
其中，纳米二氧化镁和纳米二氧化硅的粒径为1nm，高岭土和钛白粉的粒径为1mm。
其中，改性聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取对苯二甲酸乙二酯50重量份，放入搅拌机内，缓慢向其中添加聚二甲基硅氧烷，并且控制搅拌机的搅拌速度为550r/min，直至对苯二甲酸乙二酯全部融化，继续搅拌18分钟，即得改性聚二甲基硅氧烷。
其中，当搅拌机内对苯二甲酸乙二酯的固体含量很少时，改为向搅拌机内滴加聚二甲基硅氧烷。
本实施例还涉及一种金属耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸混合，搅拌均匀得到物料a；
(2)在三乙醇胺内加入重量份4份的水，搅拌均匀后再加入碳酸钠，加热温度至55℃，搅拌30分钟，冷却后得到物料b；
(3)将物料a放入搅拌机中，将高岭土、纳米二氧化镁、纳米二氧化钛和钛白粉混合均匀后加入搅拌机中搅拌；
(4)在向其中加入羟丙基甲基纤维素、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠和改性聚二甲基硅氧烷搅拌得到物料c；
(5)将物料c和物料b混合均匀得到金属耐腐蚀涂料。
其中，所述步骤(1)中羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸在反应釜中反应，以180r/min的速度搅拌，反应的温度为65℃，反应3小时得到物料a。
其中，所述步骤(3)中搅拌机中的搅拌速度为400r/min，搅拌时间为30分钟。
其中，所述步骤(4)中搅拌机的转速为800r/min，搅拌时间为40分钟，控制搅拌机的温度为55℃。
实施例3
本实施例涉及一种金属耐腐蚀涂料，包括以下重量份的原料：
羟基丙烯酸树脂52份、丙烯酸羟乙酯32份、甲基丙烯酸22份、羟丙基甲基纤维素12份、改性聚二甲基硅氧烷17份、高岭土27份、纳米二氧化镁6份、纳米二氧化钛9份、钛白粉4份、焦磷酸钠5份、十二烷基硫酸钠3份、碳酸钙8份、三乙醇胺1份。
其中，纳米二氧化镁和纳米二氧化硅的粒径为0.01nm，高岭土和钛白粉的粒径为0.1mm。
其中，改性聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取对苯二甲酸乙二酯40重量份，放入搅拌机内，缓慢向其中添加聚二甲基硅氧烷，并且控制搅拌机的搅拌速度为400r/min，直至对苯二甲酸乙二酯全部融化，继续搅拌10分钟，即得改性聚二甲基硅氧烷。
其中，当搅拌机内对苯二甲酸乙二酯的固体含量很少时，改为向搅拌机内滴加聚二甲基硅氧烷。
本实施例还涉及一种金属耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸混合，搅拌均匀得到物料a；
(2)在三乙醇胺内加入重量份3份的水，搅拌均匀后再加入碳酸钠，加热温度至40℃，搅拌25分钟，冷却后得到物料b；
(3)将物料a放入搅拌机中，将高岭土、纳米二氧化镁、纳米二氧化钛和钛白粉混合均匀后加入搅拌机中搅拌；
(4)在向其中加入羟丙基甲基纤维素、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠和改性聚二甲基硅氧烷搅拌得到物料c；
(5)将物料c和物料b混合均匀得到金属耐腐蚀涂料。
其中，所述步骤(1)中羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸在反应釜中反应，以100r/min的速度搅拌，反应的温度为55℃，反应2小时得到物料a。
其中，所述步骤(3)中搅拌机中的搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20分钟。
其中，所述步骤(4)中搅拌机的转速为600r/min，搅拌时间为35分钟，控制搅拌机的温度为50℃。
实施例4
本实施例涉及一种金属耐腐蚀涂料，包括以下重量份的原料：
羟基丙烯酸树脂58份、丙烯酸羟乙酯38份、甲基丙烯酸33份、羟丙基甲基纤维素18份、改性聚二甲基硅氧烷23份、高岭土28份、纳米二氧化镁7份、纳米二氧化钛11份、钛白粉5份、焦磷酸钠6份、十二烷基硫酸钠4份、碳酸钙9份、三乙醇胺2份。
其中，纳米二氧化镁和纳米二氧化硅的粒径为1nm，高岭土和钛白粉的粒径为0.5mm。
其中，改性聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取对苯二甲酸乙二酯44重量份，放入搅拌机内，缓慢向其中添加聚二甲基硅氧烷，并且控制搅拌机的搅拌速度为480r/min，直至对苯二甲酸乙二酯全部融化，继续搅拌14分钟，即得改性聚二甲基硅氧烷。
其中，当搅拌机内对苯二甲酸乙二酯的固体含量很少时，改为向搅拌机内滴加聚二甲基硅氧烷。
本实施例还涉及一种金属耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸混合，搅拌均匀得到物料a；
(2)在三乙醇胺内加入重量份3份的水，搅拌均匀后再加入碳酸钠，加热温度至44℃，搅拌28分钟，冷却后得到物料b；
(3)将物料a放入搅拌机中，将高岭土、纳米二氧化镁、纳米二氧化钛和钛白粉混合均匀后加入搅拌机中搅拌；
(4)在向其中加入羟丙基甲基纤维素、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠和改性聚二甲基硅氧烷搅拌得到物料c；
(5)将物料c和物料b混合均匀得到金属耐腐蚀涂料。
其中，所述步骤(1)中羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸在反应釜中反应，以180r/min的速度搅拌，反应的温度为65℃，反应3小时得到物料a。
其中，所述步骤(3)中搅拌机中的搅拌速度为400r/min，搅拌时间为30分钟。
其中，所述步骤(4)中搅拌机的转速为800r/min，搅拌时间为40分钟，控制搅拌机的温度为55℃。
实施例5
本实施例涉及一种金属耐腐蚀涂料，包括以下重量份的原料：
羟基丙烯酸树脂55份、丙烯酸羟乙酯35份、甲基丙烯酸27份、羟丙基甲基纤维素15份、改性聚二甲基硅氧烷20份、高岭土27份、纳米二氧化镁6份、纳米二氧化钛10份、钛白粉4份、焦磷酸钠5份、十二烷基硫酸钠3份、碳酸钙9份、三乙醇胺2份。
其中，纳米二氧化镁和纳米二氧化硅的粒径为0.55nm，高岭土和钛白粉的粒径为0.5mm.
其中，改性聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取对苯二甲酸乙二酯45重量份，放入搅拌机内，缓慢向其中添加聚二甲基硅氧烷，并且控制搅拌机的搅拌速度为475r/min，直至对苯二甲酸乙二酯全部融化，继续搅拌14分钟，即得改性聚二甲基硅氧烷。
其中，当搅拌机内对苯二甲酸乙二酯的固体含量很少时，改为向搅拌机内滴加聚二甲基硅氧烷。
本实施例还涉及一种金属耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸混合，搅拌均匀得到物料a；
(2)在三乙醇胺内加入重量份3.5份的水，搅拌均匀后再加入碳酸钠，加热温度至47.5℃，搅拌27.5分钟，冷却后得到物料b；
(3)将物料a放入搅拌机中，将高岭土、纳米二氧化镁、纳米二氧化钛和钛白粉混合均匀后加入搅拌机中搅拌；
(4)在向其中加入羟丙基甲基纤维素、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠和改性聚二甲基硅氧烷搅拌得到物料c；
(5)将物料c和物料b混合均匀得到金属耐腐蚀涂料。
其中，所述步骤(1)中羟基丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸在反应釜中反应，以140r/min的速度搅拌，反应的温度为60℃，反应2.5小时得到物料a。
其中，所述步骤(3)中搅拌机中的搅拌速度为350r/min，搅拌时间为25分钟。
其中，所述步骤(4)中搅拌机的转速为700r/min，搅拌时间为37.5分钟，控制搅拌机的温度为52.5℃。
对比例1
采用中国发明专利申请(公开号为cn106752757a)制得的粉末涂料。
对比例2
除无改性聚二甲基硅氧烷以外，其他原料、含量及步骤与实施例一致。
对比例3
除无三乙醇胺以外，其他原料、含量与步骤与实施例一致。
对比例4
除无焦磷酸钠以外，其他原料、含量及步骤与实施例一致。
对比例5
现有技术制得的耐腐蚀涂料。
按照gb/t6745-2008对实施例1-5和对比例1-5制备出的涂料抗开裂性能进行取样检测；其结果如下表1所示：
表1
从表中可以看出，本发明中各步骤各组分之间协同作用，共同达到本发明所期望的效果，更改原材料会使制得的耐腐蚀涂料性能变差，从对比例2、对比例3和对比例4中可以看出改性聚二甲基硅氧烷、三乙醇胺、焦磷酸铵对本发明的实施起到必不可少的作用，采用本发明制备方法制备出的耐腐蚀涂料相对于现有技术来说都得到了很大的改善，由表中可以看出实施例5为本发明的最佳实施例，所得的耐腐蚀涂料经10％醋酸浸泡可防腐时长达到198天相对于现有技术提高了34.4％；经10％盐酸浸泡可防腐时长达到110天相对于现有技术提高了80％；经10％硫酸浸泡可防腐时长达到58天相对于现有技术提高了70.58％；经10％氢氧化钠浸泡可防腐时长达到139天相对于现有技术提高了49.4％；经10氢氧化钾浸泡可防腐时长达到73天相对于现有技术提高了58.69％。
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。