本发明涉及水性涂料领域,具体涉及一种水性建筑防腐涂料及其制备方法。
背景技术:
1、船舶、海洋平台的生活舱室和建筑钢结构通常都会采用大量防腐涂料进行涂装,主要为了钢板的表面装饰和腐蚀防护。目前的防腐涂料均以溶剂型涂料为主,且存在大量的挥发性有机物,在涂装过程中往往存在构件复杂、涂装操作不便、通风不畅等诸多问题,故其施工过程中不可避免的存在火灾、中毒等安全隐患。并给舱内工作人员及钢结构使用人员的身体健康造成威胁。
2、建筑防腐涂料在建筑物内部及其表面起着重要的保护作用,每年因为建筑物内部钢材等金属腐蚀,造成的损失多达上百亿,因此对建筑物的防腐具有重要意义。水性防腐涂料,由于其组份中挥发性组份为水,相对于有机溶剂类防腐涂料,具有无挥发性voc产生等优势,由此,水性防腐涂料已经成为了涂料领域的研究热点。
3、新型的水性防腐涂料以水为分散介质,具有挥发性有机物(voc)排放少、环境污染少、施工时火灾和中毒风险低的特点,可显著改善涂料施工环境,因而成为未来防腐涂料的发展趋势之一。然而,由于水性树脂自身具有一定的亲水性,往往导致其服役寿命短,单一的水性防腐涂料在海洋大气等极端腐蚀环境下仍然难以满足使用要求。且大部分防腐涂料的主要原料是线性聚合物,具有线性结构,存在力学性能不稳定、耐溶剂性差等缺点因此,在一些船舶舱室及腐蚀环境等级较高的钢结构内表面,对防腐涂层的环保升级往往需要通过高固体分或溶剂型底漆与水性涂料组成的复合涂层体系来实现。虽然通常情况下,水性涂料在水性底漆上的配套性不存在问题,但在水性涂料和高固体分或溶剂型涂料混用涂装的过程中,由于水的表面张力较低,往往会出现水性涂料和溶剂型涂料润湿性不足,并导致漆膜层间附着力下降及缩孔、油坑等漆膜弊端。
技术实现思路
1、基于此,本发明提出了一种水性建筑防腐涂料及其制备方法,解决了目前单一的水性防腐涂料服役寿命短的问题。
2、根据本发明的第一方面,一种水性建筑防腐涂料,按照重量分数计,包括以下材料组分:
3、叠氮化两性环氧树脂 35-44份;
4、缓冲剂 0.1-1.5份;
5、纳米二氧化硅 1-5份;
6、中和剂 0.5-2.8份;
7、钛白粉 15-20份;
8、消泡剂 0.1-0.5份;
9、水性环氧乳液 10-20份;
10、分散剂 1-1.8份;
11、成膜助剂 1-2份;
12、防腐剂 1-3份。
13、根据本发明的实施例,所述叠氮化两性环氧树脂为通过叠氮化钠对双酚a型环氧树脂进行改性,以及通过与短链聚丙交酯共聚,形成的接枝有叠氮基和短链聚丙交酯的环氧树脂。
14、根据本发明的实施例,所述消泡剂为矿物油、聚醚和有机硅树脂中的一种或两种。
15、根据本发明的实施例,通过添加二氧化硅能够有效增强涂料的力学性能和耐磨性能。
16、根据本发明的实施例,所述水性环氧乳液的固含量为40-70%,环氧当量为600-1000g/mol。
17、根据本发明的实施例,所述成膜助剂包括硅藻土、硅胶和三乙二醇单甲醚的组合物,所述硅藻土、所述硅胶和所述三乙二醇单甲醚的质量比为(40-60):100:(1-2)。
18、根据本发明的实施例,所述氨基酸为谷氨酸和脯氨酸中的一种或两种。
19、根据本发明的第二方面,提供了一种上述的水性建筑防腐涂料的制备方法,包括以下步骤:
20、步骤1、制备叠氮化两性环氧树脂;
21、步骤2、将溶剂、缓冲剂、分散剂、成膜助剂、防腐剂以及混合作为a组分,搅拌均匀;
22、步骤3、向所述a组分中加入纳米二氧化硅以及钛白粉,搅拌研磨,得到b组分
23、步骤4、向所述b组分中加入叠氮化两性环氧树脂和水性环氧乳液,分散均匀后,加入消泡剂和中和剂,得到水性建筑防腐涂料。
24、根据本发明的实施例,所述制备叠氮化两性环氧树脂包括:
25、通过叠氮化钠对双酚a型环氧树脂进行改性,形成的接枝有叠氮基的叠氮基环氧树脂;
26、通过聚丙交酯与所述叠氮基环氧树脂交联,形成所述叠氮化两性环氧树脂。
27、根据本发明的实施例,所述通过叠氮化钠和丙交酯对双酚a型环氧树脂进行改性,形成的接枝有叠氮基的叠氮基环氧树脂包括:
28、将所述双酚a型环氧树脂溶于二甲基甲酰胺中,升温至85-95℃;
29、将所述叠氮化钠溶解,滴加于所述双酚a型环氧树脂溶液中,滴加完毕后反应得到粗反应液;
30、将粗反应液过滤去除溶剂,用乙酸乙酯溶解过滤除杂后,干燥得到所述叠氮基环氧树脂;
31、其中,所述叠氮化钠与所述双酚a型环氧树脂的摩尔比为1:1-2。
32、根据本发明的实施例,所述通过聚丙交酯与所述叠氮基环氧树脂交联,形成所述叠氮化两性环氧树脂包括:
33、制备线性短链聚丙交酯;
34、将质量分数为3.5%-5.5%的聚丙交酯以及质量分数为3.5%-5.5%的多烯化合物与所述叠氮基环氧树脂加热至180-210℃,共聚得到所述叠氮化两性环氧树脂。
35、从上述技术方案可以看出,本发明提供的水性建筑防腐涂料及其制备方法具有以下有益效果:
36、本发明提供的水性建筑防腐涂料及其制备方法,通过对常用的环氧树脂聚合物进行改性,提高涂料的附着性能,且能够提高涂料的强度和水下张力,有效的延长使用寿命,且在水性底漆和油性底漆上均能使用,均具有很好的附着力。
1.一种水性建筑防腐涂料,其特征在于,按照重量分数计,包括以下材料组分:
2.根据权利要求1所述的一种水性建筑防腐涂料,其特征在于,所述叠氮化两性环氧树脂为通过叠氮化钠对双酚a型环氧树脂进行改性,以及通过与短链聚丙交酯共聚,形成的接枝有叠氮基和短链聚丙交酯的环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种水性建筑防腐涂料,其特征在于,所述消泡剂为矿物油、聚醚和有机硅树脂中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种水性建筑防腐涂料,其特征在于,所述水性环氧乳液的固含量为40-70%,环氧当量为600-1000g/mol。
5.根据权利要求1所述的一种水性建筑防腐涂料,其特征在于,所述成膜助剂包括硅藻土、硅胶和三乙二醇单甲醚的组合物,所述硅藻土、所述硅胶和所述三乙二醇单甲醚的质量比为(40-60):100:(1-2)。
6.根据权利要求1所述的一种水性建筑防腐涂料,其特征在于,所述氨基酸为谷氨酸和脯氨酸中的一种或两种。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的一种水性建筑防腐涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述制备叠氮化两性环氧树脂包括:
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述通过叠氮化钠和丙交酯对双酚a型环氧树脂进行改性,形成的接枝有叠氮基的叠氮基环氧树脂包括:
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述通过聚丙交酯与所述叠氮基环氧树脂交联,形成所述叠氮化两性环氧树脂包括: