本发明属于粉末涂料，具体涉及一种耐候防腐蚀粉末涂料及其制备工艺。
背景技术：
1、粉末涂料以细微的粉末状态存在，不含溶剂具有100％的固体粉末，涂覆后清除容易，施工后涂膜基本上不产生针孔，形成的涂膜耐久性好，相比于溶剂型涂料，少有或者无挥发性有机物释放，无味，是一种环境友好的防腐涂料，符合防腐行业发展原则，具有安全、环保、节能等方面优势，主要应用于金属型材表面防护领域。
2、环氧树脂因其价格适中、耐腐蚀性能好而被广泛应用，因此被认为是粉末涂料配方中最合适的树脂之一，以环氧树脂为基体的粉末涂料具有良好的附着力、机械性能、抗湿性能和耐腐蚀性。其主要缺点是耐候性不好，当暴露于紫外线下会粉化和泛黄因而不适合户外涂装，并且环氧树脂脆性差，抗冲击能力差，导致涂层性能不佳，为解决这些问题，目前通过在环氧树脂基料中加入聚酯树脂进行改善，如中国专利cn112029081 b公告的低温固化型金属粉末涂料、制备方法及所用聚酯树脂，该专利实现了粉末涂料的低温固化，但是引入的聚酯树脂本身耐候差，无法改善环氧树脂的耐候性，且由于存在酯基，在潮湿环境下易水解，在防腐蚀方面性能受到很大的削弱。
3、环氧树脂粉末涂料虽然有较好的附着力，但是和溶剂型涂料相比，附着力却差很多，在金属涂膜前必须对基材进行除锈、除油处理，否则附着力很差，这种施工前的表面处理所耗费用约占整个涂层价格的45％，对大型部件涂装更是困难重重。
4、因此，有必要提供一种附着力高的耐候防腐蚀粉末涂料。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种耐候防腐蚀粉末涂料及其制备工艺，以解决背景技术中的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种耐候防腐蚀粉末涂料，包括以下重量份原料：环氧树脂90-100份、磷酸改性超支化聚醚10-15份、改性氟化石墨烯5-10份、颜填料3-7份、助剂0.2-3份、固化剂10-13份、流平剂0.5-1份和脱气剂0.1-0.5份。
4、进一步地，磷酸改性超支化聚醚通过以下步骤制成：
5、步骤s1、将1,2,7,8-二环氧辛烷、受阻胺基二元醇和四丁基氯化铵加入烧瓶中，边搅拌边升温至120℃，保温反应5h，反应结束后，冷却至室温，加入四氢呋喃将产物溶解，之后用去离子水进行沉淀，反复处理三次后，得到的产物50℃下真空干燥至恒重，得到受阻胺基超支化聚醚；
6、步骤s2、将受阻胺基超支化聚醚和乙二醇单丁醚加入烧瓶中，升温至125℃，逐滴加入磷酸的乙二醇单丁醚溶液，控制滴加速度为1滴/秒，滴加结束后，保温搅拌反应2-3h，冷却至室温，减压蒸馏去除乙二醇单丁醚，得到磷酸改性超支化聚醚。
7、以1,2,7,8-二环氧辛烷和受阻胺基二元醇为原料，在四丁基氯化铵的催化作用下，制备出环氧基封端的受阻胺基超支化聚醚，进而利用磷酸与环氧基之间进行开环反应，引入磷酸酯基和羟基，得到磷酸改性超支化聚醚。
8、进一步地，步骤s1中1,2,7,8-二环氧辛烷、受阻胺基二元醇和四丁基氯化铵的质量比为35.5：49.5：1.4。
9、进一步地，步骤s2中受阻胺基超支化聚醚和磷酸的质量比为7.8-8.5：2.6-3.1。
10、进一步地，受阻胺基二元醇通过以下步骤制成：
11、向干燥的烧瓶中加入甲醇和2,2,6,6-四甲基哌啶胺，搅拌均匀后，加入三甲基丙烷单烯丙酯，缓慢升温至40℃，搅拌反应10h，反应结束后，减压蒸馏去除甲醇，得到受阻胺基二元醇，甲醇、2,2,6,6-四甲基哌啶胺和三甲基丙烷单烯丙酯的用量比为50-80ml：0.1mol：0.15mo l，以2,2,6,6-四甲基哌啶胺和三甲基丙烷单烯丙酯为原料，通过氨基与不饱和双键之间发生迈克尔加成反应，得到含有受阻胺结构的二元醇。
12、进一步地，改性氟化石墨烯通过以下步骤制成：
13、将氟化石墨烯粉末加入去离子水中，超声分散20-30mi n，之后加入乙酸锌和尿素，磁力搅拌10-15mi n后，超声处理20-40mi n转移至水热反应釜中，温度180℃下反应8-10h，反应完毕后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，60℃下干燥至恒重，得到中间产物，将中间产物置于乙醇水溶液中，超声20min后，加入氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀后，70℃搅拌反应12h，离心，沉淀依次用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥，得到改性氟化石墨烯。
14、进一步地，氟化石墨烯、去离子水、乙酸锌和尿素的用量比为0.16-0.2g：100ml：0.01mo l：0.05mo l，中间产物、乙醇水溶液和氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为500mg：100ml：3-5ml，乙醇水溶液质量分数为70-90％。
15、进一步地，氟化石墨烯的含氟量为53-65wt％，厚度为5-10nm，片径为4-10μm，选用氟化石墨烯xf225和氟化石墨烯gcf080中的一种或两种。
16、氟化石墨烯具有低表面能、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦等突出特点，但是其表面惰性大，在涂料基体中分散性差，本发明以氟化石墨烯表面含氧官能团为活性位点，使氧化锌在氟化石墨烯片层结构上生长，得到负载氧化锌的氟化石墨烯，即中间产物，并且为了提高中间产物与涂料基体之间的结合性，本发明利用氨丙基三乙氧基硅烷对其进行偶联改性，引入高活性氨基基团，得到改性氟化石墨烯。
17、一种耐候防腐蚀粉末涂料的制备工艺，包括以下步骤：
18、将助剂和磷酸改性超支化聚醚加入混合机中，转速500-1000r/min下分散5-10min，得到第一组分，将第一组分、环氧树脂、改性氟化石墨烯、颜填料、助剂、固化剂、流平剂和脱气剂混合，之后用挤出机在80-110℃下挤出，通过压片、冷却、粉碎至粒径为20-80μm，得到耐候防腐蚀粉末涂料。
19、进一步，环氧树脂由双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂和脂肪族环氧树脂按照质量比40-60：10-20：1-10组成，双酚型环氧树脂由双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂和双酚f型环氧树脂中一种或几种组成，酚醛环氧树脂为瑞士ciba-geigy公司的ctabaradur7255或陶氏的der672u，脂肪族环氧树脂可选用陶氏的der732或der736。
20、进一步地，颜填料为钛白粉、氧化铁红、群青、铁黄、酞青蓝和酞青绿中的任意一种或几种组合。
21、进一步地，助剂为羟基硅油或有机硅改性羟基丙烯酸酯(we-9610d)。
22、进一步地，固化剂为赢创b1530，该固化剂为封闭型异氰酸酯类固化剂，其-nco的含量为14-15％。
23、进一步地，流平剂为丙烯酸类流平剂，如glp588、pv88、p67、p200。
24、进一步地，脱气剂为安息香。
25、本发明的有益效果：
26、1、本发明提供一种以环氧树脂为主料的粉末涂料，不仅具有高附着力，还具有优异的耐候性和耐腐蚀性能，非常适用于金属表面防腐处理。
27、2、本发明将磷酸改性超支化聚醚加入涂料基体中，有诸多优点，首先是柔性聚醚链结构的引入能够替代易水解的聚酯树脂对环氧树脂起到增韧增强作用，并且醚键较为稳定，能够克服聚酯树脂削弱涂层防腐性能的难题，其次该磷酸改性超支化聚醚含有受阻胺结构，能够分解氢过氧化物，淬灭基发态氧，捕获自由基，提高涂层的耐候性能，再者磷酸改性超支化聚醚结构中存在大量的空腔，空腔一方面能够对自由基起到温度、包覆的作用，抑制涂层的老化，另一方面空腔通过吸收分散能量起到增韧效果；最后磷酸改性超支化聚醚末端含有大量活性基团(羟基、环氧基、磷酸基)，这些活性基团的引入一方面增加了涂料中极性基团的含量，提高涂层对金属基材的结合性，尤其是磷酸基，其能够与金属材料反应，形成离子键，提高附着力；另一方面提供良好的界面相互作用并参与固化反应形成交联网络，增韧增强涂层。
28、3、本发明将改性氟化石墨烯加入涂料基体中，基于氟化石墨烯的二维结构，其能够在涂层中形成“迷宫效应”，延长氧气、水、离子和电解质传输的渗透路径，增强涂层的阻隔性能；氟化石墨烯自身具有低表面能，在涂层中形成疏水网络，增强涂层的防水性能，其表面负载的氧化锌一方面发挥氧化锌自身的耐候除菌特性，另一方面作为微型填充颗粒，分散于氟化石墨烯无法填充的微小空间中，提高涂层致密性、增强涂层阻隔性能。