本发明涉及一种富锌防腐复合涂料的制备方法，属于防腐涂料
技术领域：
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背景技术：
：海洋工程中钢结构的腐蚀种类多样：电偶腐蚀、空蚀现象、磨损腐蚀和冲击腐蚀、析氢腐蚀、吸氧腐蚀等。应用较多的重防腐涂料主要有：环氧类防腐涂料、氟碳防腐涂料、聚氨酯类防腐涂料、橡胶防腐涂料、有机(无机)硅类树脂涂料、聚脲弹性体防腐涂料、玻璃鳞片类重防腐涂料和有机(无机)富锌涂料。对于海洋金属基底的防护，主要通过使用耐腐蚀材料、添加缓蚀剂、金属表面改性、涂层保护和电化学保护等方法。其中涂层保护是一种传统的海洋防腐技术：使用耐腐蚀涂料涂敷在金属基底表面，经高温或常温固化成膜，对其进行保防护。防腐涂膜的防腐机理包括：屏蔽作用，钝化作用，防锈填料的保护作用，阴极保护作用等。涂层保护具有施工简便、防腐蚀效果明显、经济效益高等优点，在海洋防腐领域得到大规模应用。涂料性能决定涂层的防护效果，在海洋重防腐领域使用的防护涂层，应具备以下优点：机械性能好，耐雨水、海水冲刷碰撞甚至摩擦；稳定性好，耐酸碱盐、耐化学品、耐油、耐老化以及耐紫外线性能；附着力强，与基底具有较强的附着力与粘结性能；易施工、绿色环保。另外，对涂层的屏蔽性、疏水性、耐污性和使用寿命等也有一定的要求。涂料的各个性能不是独立的，互相影响、密切关联，开发出同时具有上述优点的防腐涂层是当前最重要的工作之一。传统防腐涂料因附着能力低、涂膜受外力冲击容易掉落等原因，在应用中受到限制，从结构出发改进树脂的性能，改性后的涂料性能顾此失彼，很难具有优异的综合性质。今后，海洋防腐涂料的研发主要朝着绿色环保、长寿命、厚膜化、低表面处理、易施工的方向发展，根据不同领域的腐蚀特点，开发不同种类的防腐涂料以及合理利用多种改性手段是今后有效遏制海洋防腐根本研究思路。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：本发明针对传统防腐涂料附着能力低、涂膜受外力冲击容易掉落的问题，提供了一种富锌防腐复合涂料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：（1）将苯乙烯加入无水乙醇中，常温下以200~300r/min转速搅拌10~20min，得有机溶液；（2）将改性纳米氧化锌粉末、锌粉加入有机溶液中，常温下以1000~1200r/min转速高速搅拌20~30min，再置于超声波清洗机中超声分散20~30min，得混合浆料；（3）将有机硅改性环氧树脂粉末、聚砜树脂加入混合浆料中，常温下以300~400r/min转速搅拌20~30min，得混合树脂浆料；（4）将辛基酚聚氧乙烯醚、水性聚氨酯乳液加入混合浆料中，置于高剪切乳化机内，在40~60℃下以14000~16000r/min转速搅拌10~12min，得富锌防腐复合涂料。所述的改性纳米氧化锌粉末、锌粉、有机硅改性环氧树脂粉末、聚砜树脂、水性聚氨酯乳液、辛基酚聚氧乙烯醚、苯乙烯、无水乙醇的重量份数分别为：10~20份改性纳米氧化锌粉末、5~10份锌粉，20~40份有机硅改性环氧树脂粉末、20~40份聚砜树脂、20~40份水性聚氨酯乳液、2~4份辛基酚聚氧乙烯醚、30~60份苯乙烯、60~80份无水乙醇。所述的超声分散的条件为功率200~250w、温度30~40℃。所述的改性纳米氧化锌粉末的具体制备步骤为：（1）将甲基三乙氧基硅烷加入丙三醇中，常温下以200~240r/min转速搅拌10~20min，得改性液；（2）将纳米氧化锌加入改性液中，常温下置于磁力搅拌器中以300~400r/min转速搅拌1~3h，抽滤，得固体；（3）将固体置于烘箱中，在70~80℃的条件下干燥1~3h，再置于研磨机中研磨10~20min，得改性纳米氧化锌粉末；所述的丙三醇、甲基三乙氧基硅烷、纳米氧化锌的重量份数分别为：60~70份丙三醇、0.3~0.5份甲基三乙氧基硅烷、10~20份纳米氧化锌。所述的纳米氧化锌的平均粒径为20~30nm。所述的有机硅改性环氧树脂粉末的具体制备步骤为：（1）将二甲基聚硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷加入环戊酮中，常温下以200~300r/min转速搅拌20~30min，得硅烷环戊酮溶液；（2）将环氧树脂、二丁基二月桂酸锡加入硅烷环戊酮溶液中，在100~120℃的条件下以200~300r/min转速搅拌反应4~5h，得反应液；（3）将反应液减压蒸馏1~2h，研磨，得有机硅改性环氧树脂粉末。所述的环氧树脂、二甲基聚硅氧烷、环戊酮、乙烯基三乙氧基硅烷、二丁基二月桂酸锡的重量份数分别为：20~30份环氧树脂、6~8份二甲基聚硅氧烷、60~80份环戊酮、1~3份乙烯基三乙氧基硅烷、0.3~0.5份二丁基二月桂酸锡。所述的减压蒸馏的条件为压力0.01~0.03mpa、温度60~80℃。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明以环氧树脂为原料，制备富锌防腐复合涂料，环氧树脂个分子结构中含有环氧基团，具有优异的热稳定性、力学强度、电气绝缘性以及较高的玻璃态转变温度，环氧树脂的聚合物主链含有二酚基丙烷型结构，使其具有很强的机械强度和耐磨性，涂料的固化收缩率低，韧性高，环氧树脂中含有大量的环氧基团，从而与基底形成极强的粘附力，特别是有机硅的引入使得环氧树脂的憎水憎油性提高，具有特别优异的耐腐蚀性能和耐紫外、化学品性能，从而使高富锌防腐复合涂料柔韧光滑，具有自清洁性能，提高涂料的韧性和耐腐蚀性；（2）本发明通过有机硅对环氧树脂改性，制备富锌防腐复合涂料，有机硅具有低温柔韧性、憎水、介电强度高等优点，与环氧树脂的性能具有良好的互补性，通过聚硅氧烷分子的活性端基如羟基、氨基、烷氧基等与环氧树脂分子中的环氧基和羟基反应来引入有机硅链段，带活性基团的有机硅及硅烷偶联剂对环氧树脂进行改性，有机硅与环氧树脂的相容性，且能有效增加固化物的交联度，因此有机硅的改性能使环氧树脂韧性增加，又提高了其耐候性、冲击强度等性能，从而有效提高富锌防腐复合涂料的耐用性和耐腐蚀性；（3）本发明通过添加聚砜树脂，制备富锌防腐复合涂料，聚砜树脂的分子链中含有刚性基团的苯环，主链上的砜基形成大共轭结构，使其具有良好的稳定性和耐腐蚀性，聚砜结构中主链的柔性基团使树脂具有很好的柔韧性和抗冲击性，而刚性基团又使树脂具有很强的硬度，大共轭结构使树脂稳定性很强，同时也提高了其机械强度，添加聚醚砜树脂能有效提高富锌防腐复合涂料的抗冲击强度和使用寿命。具体实施方式按重量份数计，分别称量60~70份丙三醇、0.3~0.5份甲基三乙氧基硅烷、10~20份粒径20~30nm的纳米氧化锌，将甲基三乙氧基硅烷加入丙三醇中，常温下以200~240r/min转速搅拌10~20min，得改性液，将纳米氧化锌加入改性液中，常温下置于磁力搅拌器中以300~400r/min转速搅拌1~3h，抽滤，得固体，将固体置于烘箱中，在70~80℃的条件下干燥1~3h，再置于研磨机中研磨10~20min，得改性纳米氧化锌粉末；再按重量份数计，分别称量20~30份环氧树脂、6~8份二甲基聚硅氧烷、60~80份环戊酮、1~3份乙烯基三乙氧基硅烷、0.3~0.5份二丁基二月桂酸锡，将二甲基聚硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷加入环戊酮中，常温下以200~300r/min转速搅拌20~30min，得硅烷环戊酮溶液，将环氧树脂、二丁基二月桂酸锡加入硅烷环戊酮溶液中，在100~120℃的条件下以200~300r/min转速搅拌反应4~5h，得反应液，将反应液置于0.01~0.03mpa、60~80℃的条件下减压蒸馏1~2h，研磨，得有机硅改性环氧树脂粉末；再按重量份数计，分别称量10~20份改性纳米氧化锌粉末、5~10份锌粉，20~40份有机硅改性环氧树脂粉末、20~40份聚砜树脂、20~40份水性聚氨酯乳液、2~4份辛基酚聚氧乙烯醚、30~60份苯乙烯、60~80份无水乙醇，将苯乙烯加入无水乙醇中，常温下以200~300r/min转速搅拌10~20min，得有机溶液，将改性纳米氧化锌粉末、锌粉加入有机溶液中，常温下以1000~1200r/min转速高速搅拌20~30min，再置于超声波清洗机中，在200~250w、30~40℃的条件下超声分散20~30min，得混合浆料，将有机硅改性环氧树脂粉末、聚砜树脂加入混合浆料中，常温下以300~400r/min转速搅拌20~30min，得混合树脂浆料，将辛基酚聚氧乙烯醚、水性聚氨酯乳液加入混合浆料中，置于高剪切乳化机内，在40~60℃下以14000~16000r/min转速搅拌10~12min，得富锌防腐复合涂料。实施例1按重量份数计，分别称量60份丙三醇、0.3份甲基三乙氧基硅烷、10份粒径20nm的纳米氧化锌，将甲基三乙氧基硅烷加入丙三醇中，常温下以200r/min转速搅拌10min，得改性液，将纳米氧化锌加入改性液中，常温下置于磁力搅拌器中以300r/min转速搅拌1h，抽滤，得固体，将固体置于烘箱中，在70℃的条件下干燥1h，再置于研磨机中研磨10min，得改性纳米氧化锌粉末；再按重量份数计，分别称量20份环氧树脂、6份二甲基聚硅氧烷、60份环戊酮、1份乙烯基三乙氧基硅烷、0.3份二丁基二月桂酸锡，将二甲基聚硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷加入环戊酮中，常温下以200r/min转速搅拌20min，得硅烷环戊酮溶液，将环氧树脂、二丁基二月桂酸锡加入硅烷环戊酮溶液中，在100℃的条件下以200r/min转速搅拌反应4h，得反应液，将反应液置于0.01mpa、60℃的条件下减压蒸馏1h，研磨，得有机硅改性环氧树脂粉末；再按重量份数计，分别称量10份改性纳米氧化锌粉末、5份锌粉，20份有机硅改性环氧树脂粉末、20份聚砜树脂、20份水性聚氨酯乳液、2份辛基酚聚氧乙烯醚、30份苯乙烯、60份无水乙醇，将苯乙烯加入无水乙醇中，常温下以200~300r/min转速搅拌10min，得有机溶液，将改性纳米氧化锌粉末、锌粉加入有机溶液中，常温下以1000r/min转速高速搅拌20min，再置于超声波清洗机中，在200w、30℃的条件下超声分散20min，得混合浆料，将有机硅改性环氧树脂粉末、聚砜树脂加入混合浆料中，常温下以300r/min转速搅拌20min，得混合树脂浆料，将辛基酚聚氧乙烯醚、水性聚氨酯乳液加入混合浆料中，置于高剪切乳化机内，在40℃下以14000r/min转速搅拌10min，得富锌防腐复合涂料。实施例2按重量份数计，分别称量65份丙三醇、0.4份甲基三乙氧基硅烷、15份粒径25nm的纳米氧化锌，将甲基三乙氧基硅烷加入丙三醇中，常温下以220r/min转速搅拌15min，得改性液，将纳米氧化锌加入改性液中，常温下置于磁力搅拌器中以350r/min转速搅拌2h，抽滤，得固体，将固体置于烘箱中，在75℃的条件下干燥2h，再置于研磨机中研磨15min，得改性纳米氧化锌粉末；再按重量份数计，分别称量25份环氧树脂、7份二甲基聚硅氧烷、70份环戊酮、2份乙烯基三乙氧基硅烷、0.4份二丁基二月桂酸锡，将二甲基聚硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷加入环戊酮中，常温下以250r/min转速搅拌25min，得硅烷环戊酮溶液，将环氧树脂、二丁基二月桂酸锡加入硅烷环戊酮溶液中，在110℃的条件下以250r/min转速搅拌反应4.5h，得反应液，将反应液置于0.02mpa、70℃的条件下减压蒸馏1.5h，研磨，得有机硅改性环氧树脂粉末；再按重量份数计，分别称量15份改性纳米氧化锌粉末、7份锌粉，30份有机硅改性环氧树脂粉末、30份聚砜树脂、30份水性聚氨酯乳液、3份辛基酚聚氧乙烯醚、45份苯乙烯、70份无水乙醇，将苯乙烯加入无水乙醇中，常温下以250r/min转速搅拌15min，得有机溶液，将改性纳米氧化锌粉末、锌粉加入有机溶液中，常温下以1100r/min转速高速搅拌25min，再置于超声波清洗机中，在225w、35℃的条件下超声分散25min，得混合浆料，将有机硅改性环氧树脂粉末、聚砜树脂加入混合浆料中，常温下以350r/min转速搅拌25min，得混合树脂浆料，将辛基酚聚氧乙烯醚、水性聚氨酯乳液加入混合浆料中，置于高剪切乳化机内，在50℃下以15000r/min转速搅拌11min，得富锌防腐复合涂料。实施例3按重量份数计，分别称量70份丙三醇、0.5份甲基三乙氧基硅烷、20份粒径30nm的纳米氧化锌，将甲基三乙氧基硅烷加入丙三醇中，常温下以240r/min转速搅拌20min，得改性液，将纳米氧化锌加入改性液中，常温下置于磁力搅拌器中以400r/min转速搅拌3h，抽滤，得固体，将固体置于烘箱中，在80℃的条件下干燥3h，再置于研磨机中研磨20min，得改性纳米氧化锌粉末；再按重量份数计，分别称量30份环氧树脂、8份二甲基聚硅氧烷、80份环戊酮、3份乙烯基三乙氧基硅烷、0.5份二丁基二月桂酸锡，将二甲基聚硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷加入环戊酮中，常温下以300r/min转速搅拌30min，得硅烷环戊酮溶液，将环氧树脂、二丁基二月桂酸锡加入硅烷环戊酮溶液中，在120℃的条件下以200~300r/min转速搅拌反应4~5h，得反应液，将反应液置于0.03mpa、80℃的条件下减压蒸馏2h，研磨，得有机硅改性环氧树脂粉末；再按重量份数计，分别称量20份改性纳米氧化锌粉末、10份锌粉，40份有机硅改性环氧树脂粉末、40份聚砜树脂、40份水性聚氨酯乳液、4份辛基酚聚氧乙烯醚、60份苯乙烯、80份无水乙醇，将苯乙烯加入无水乙醇中，常温下以300r/min转速搅拌20min，得有机溶液，将改性纳米氧化锌粉末、锌粉加入有机溶液中，常温下以1200r/min转速高速搅拌30min，再置于超声波清洗机中，在250w、40℃的条件下超声分散30min，得混合浆料，将有机硅改性环氧树脂粉末、聚砜树脂加入混合浆料中，常温下以400r/min转速搅拌30min，得混合树脂浆料，将辛基酚聚氧乙烯醚、水性聚氨酯乳液加入混合浆料中，置于高剪切乳化机内，在60℃下以16000r/min转速搅拌12min，得富锌防腐复合涂料。对比例：福建某公司生产的防腐涂料将本发明制备的富锌防腐复合涂料及福建某公司生产的防腐涂料进行检测，检测方法：根据gb9286《色漆和清漆漆膜的划格试验》对防腐复合涂料制备的涂膜附着力的等级进行测定，根据国家标准gb/t1732《漆膜耐冲击测定法》对防腐复合涂料进行涂层的耐冲击性测试，具体检测结果如下表表1：表1性能表征实施例1实施例2实施例3对比例附着等级0a0a0a5b冲击强度（kg·cm）60606045由表1可知本发明制备的富锌防腐复合涂料制备的涂膜抗冲击能力强，附着能力好，具有极好的市场前景和应用前景。当前第1页12