技术领域
[0001] 本
发明涉及一种高效防腐涂料体系，特别是涉及一种由
水性底漆、无
溶剂中涂、聚
氨酯面漆组成的高效防腐涂料体系。
背景技术
[0002]
船舶及普通
钢等材料在使用过程常因
海水等介质而受
腐蚀，导致船舶及普通钢等材料受损严重，影响其使用寿命。现有的解决方法多是在材料结构表面涂敷防腐涂层，利用涂层隔绝腐蚀介质，起到保护材料的效果。目前在氯
碱化工及多晶
硅行业中所应用的防腐涂料缺少标准及规范，防腐体系无法针对腐蚀环境和介质起到有效的防腐作用，导致防腐失败，造成维修周期较短，影响使用材料的使用寿命。
发明内容
[0003] 本发明提供了一种高效防腐涂料体系，以至少解决
现有技术中涂料体系的防腐性能弱、使用寿命短的问题。
[0004] 本发明提供了一种高效防腐涂料体系，包括底层漆、中层漆、
面层漆，所述底层漆为环
氧富锌漆，所述中层漆为环氧
云铁漆，所述面层漆为聚氨酯漆；
[0005] 所述环氧富锌底漆的组成成分及
质量份数配比为：环氧
树脂45-75份、锌粉30-70份、纳米氧化锌5-10份、纳米
二氧化硅5-10份、纳米二氧化
钛5-10份、乳化
沥青5-15份、甲基
硅酸钾5-10份、
固化剂10-20份、溶剂10-50份；
[0006] 所述环氧云铁漆的组成成分及质量份数配比为：
环氧树脂50-80份、云母氧化铁灰38-56份、超细滑石粉5-12份、钛白粉8-15份、固化剂15-30份、溶剂20-30份；
[0007] 所述聚氨酯面漆的组成成分及质量份数配比为：二异氰酸酯20-40份、阻燃型复合聚醚多元醇200-400份、含氟聚醚多元醇100-150份、聚二甲基硅氧烷50-100份、烷基
磷酸酯盐10-40份、氢醌一二(β一羟乙基)醚10-30份、聚乙烯吡咯烷
酮5-20份、硅微粉1-10份、pH缓冲剂30-60份、催化剂10-20份、聚
丙烯酸钾盐分散剂1-10份、去离子水20-40份。
[0008] 进一步地，所述阻燃型复合聚醚多元醇由下列重量份的原料构成：含卤环氧化合物
单体100-400份、起始剂1-10份、阻燃催化剂5-20份；所述含卤环氧化合物单体选自4,4,4-三氯-1,2-环氧
丁烷、4,4,4,-三溴-1,2-环氧丁烷或环氧氯丙烷中的一种或多种；所述阻燃催化剂选自三氯氧磷、五氧化二锑、四羟甲基氯化磷中的一种或多种；所述起始剂选自丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、木糖醇中的一种或多种；所述烷基磷酸酯盐选自十二烷基磷酸酯盐、十六烷基磷酸酯盐、十八烷基磷酸酯盐中的一种或多种；所述二异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯；所述催化剂选自三
乙醇胺、二乙醇胺、三乙烯二胺、三亚乙基三胺、三亚乙基二胺、辛酸亚
锡或二月桂酸二丁基锡中的一种或多种。
[0009] 进一步地，所述环氧富锌底漆的固化剂选自脂肪族二胺、芳香族多胺中的一种或多种；所述聚氨酯面漆的催化剂选自三乙醇胺、二乙醇胺、三乙烯二胺、三亚乙基三胺、三亚乙基二胺、辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡中的一种或多种。
[0010] 进一步地，所述溶剂选自丁酮、乙酸丁酯、水、丙酮中的一种或多种。
[0011] 进一步地，所述环氧树脂选自双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、溴改性二酚基丙烷环氧树脂中的一种或多种。
[0012] 进一步地，所述环氧云铁漆的组成成份中还含有脂肪族二异氰酸酯20-40重量份。
[0013] 更进一步地，所述环氧富锌底漆的制备方法如下：取环氧树脂于溶剂中搅拌，在室温条件下依次加入锌粉、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、甲基硅酸钾、
乳化沥青，并剪切搅拌，在室温条件下加入固化剂，并30-70℃下反应2-6小时，得到环氧富锌底漆。
[0014] 更进一步地，所述环氧云铁中层漆的制备方法如下：取环氧树脂于溶剂中，在室温条件下加入云母氧化铁灰、超细滑石粉、钛白粉并剪切搅拌，在室温条件下加入固化剂，并50-80℃下反应6-8小时；将反应体系降温至0℃，加入脂肪族二异氰酸酯，并在40-60℃条件下搅拌1-2小时，得到环氧云铁中层漆。
[0015] 进一步地，所述聚氨酯面漆的制备方法如下：
[0016] 步骤1：取阻燃型复合聚醚多元醇、含氟聚醚多元醇的混合溶液加入带搅拌器和
真空泵的密闭反应釜中，抽真空至0.09-0.1MPa，在95-100℃条件下搅拌除水100-150分钟，得到脱水多元醇溶液；
[0017] 步骤2：将催化剂加入到步骤1的脱水多元醇溶液中，滴加二异氰酸酯，然后加入聚二甲基硅氧烷，在氮气保护下升温至75-80℃，保温反应250-300分钟，得到聚氨酯预聚体；
[0018] 步骤3：向步骤2得到的聚氨酯预聚体中加入去离子水、烷基磷酸酯盐、氢醌一二(β一羟乙基)醚、聚乙烯吡咯烷酮、经高速搅拌乳化处理40-60分钟，制得水性聚氨酯乳化物；
[0019] 步骤4：取硅微粉、聚丙烯酸钾盐分散剂、pH缓冲剂加入去离子水中，在30-45℃和pH为6-8的条件下，高速剪切搅拌处理后加入步聚3中的聚氨酯乳化物，搅拌65-80分钟，即可得到聚氨酯面漆。
[0020] 本发明还公开了上述高效防腐涂料体系的制备方法，包括步骤如下：
[0021] 步骤1：在基材表面环氧富锌底漆，在20℃下成膜，并在120℃烘箱中交联
烘烤12小时，得到环氧富锌底漆涂敷的基材；
[0022] 步骤2：向步骤1所得基材的环氧富锌底漆表面涂敷环氧云铁漆，在20℃下成膜，并在120℃烘箱中交联烘烤12小时，得到环氧云铁漆涂敷的基材；
[0023] 步骤3：向步骤2所得基材的环氧云铁漆表面涂敷聚氨酯面漆，并在50℃下固化12小时，成膜，得到高效防腐涂料体系涂敷的基材。
[0024] 本发明相对于现有技术，依次采用环氧富锌漆、环氧云铁漆、聚氨酯漆形成复合型防腐体系，有效提高基材在氯碱化工及
多晶硅行业的使用寿命。此外，本发明的环氧富锌漆、环氧云铁漆可形成牢固的涂层结构，使涂层与基材表面紧密结合，而聚氨酯漆具有较好的防腐
阻燃性能，有效确保基材的使用安全，延长防腐涂料体系的使用寿命。
具体实施方式
[0025] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。
[0026] 本发明实施例1-3及对照例1-2所用阻燃型复合聚醚多元醇的制备方法如下：
[0027] 步骤1：取丙二醇10份于带搅拌器和
真空泵的密闭反应釜中，抽真空至0.09-0.1MPa，在60℃条件下搅拌除水200分钟，得到脱水丙二醇；
[0028] 步骤2：将四羟甲基氯化磷20份加入到步骤1的脱水丙二醇中，在氮气保护下升温至80℃，保温反应200分钟后降温至60℃；
[0029] 步骤3：将4,4,4,-三溴-1,2-环氧丁烷360份滴加入步骤2的反应液中，在氮气保护下保持反应液
温度在60℃，恒温反应360分钟，制得阻燃型复合聚醚多元醇。
[0030] 本发明实施例1-3及对照例1-2的环氧富锌底漆制备方法如下：
[0031] 取环氧树脂于溶剂中搅拌，在室温条件下依次加入锌粉、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、甲基硅酸钾、乳化沥青，并剪切搅拌，在室温条件下加入固化剂，并30℃下反应6小时，得到环氧富锌底漆。
[0032] 本发明实施例1-3及对照例1-2的环氧云铁中层漆制备方法如下：
[0033] 实施例1-2及对照例1的环氧云铁中层漆制备方法如下：
[0034] 取环氧树脂于溶剂中，在室温条件下加入云母氧化铁灰、超细滑石粉、钛白粉并剪切搅拌，在室温条件下加入固化剂，并50℃下反应6-8小时得到环氧云铁中层漆。
[0035] 实施例3及对照例2的环氧云铁中层漆制备方法如下：
[0036] 取环氧树脂于溶剂中，在室温条件下加入云母氧化铁灰、超细滑石粉、钛白粉并剪切搅拌，在室温条件下加入固化剂，并50℃下反应6-8小时，将反应体系降温至0℃，加入脂肪族二异氰酸酯，并在60℃条件下搅拌2小时，得到实施例3及对照例2的环氧云铁中层漆。
[0037] 本发明实施例1-3及对照例1-2的聚氨酯面漆制备方法如下：
[0038] 步骤1：取阻燃型复合聚醚多元醇、含氟聚醚多元醇的混合溶液加入带搅拌器和真空泵的密闭反应釜中，抽真空至0.09-0.1MPa，在95-100℃条件下搅拌除水100分钟，得到脱水多元醇溶液；
[0039] 步骤2：将催化剂加入到步骤1的脱水多元醇溶液中，滴加二异氰酸酯，然后加入聚二甲基硅氧烷，在氮气保护下升温至75-80℃，保温反应250分钟，得到聚氨酯预聚体；
[0040] 步骤3：向步骤2得到的聚氨酯预聚体中加入去离子水、烷基磷酸酯盐、氢醌一二(β一羟乙基)醚、聚乙烯吡咯烷酮、经高速搅拌乳化处理60分钟，制得水性聚氨酯乳化物；
[0041] 步骤4：取硅微粉、聚丙烯酸钾盐分散剂、pH缓冲剂加入去离子水中，在45℃和pH为6-8的条件下，高速剪切搅拌处理后加入步聚3中的聚氨酯乳化物，搅拌80分钟，即可得到聚氨酯面漆。
[0042] 实施例1
[0043] 所述环氧富锌底漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂45份、锌粉30份、纳米氧化锌5份、纳米二氧化硅5份、纳米二氧化钛5份、乳化沥青5份、甲基硅酸钾5份、固化剂10份、丁酮10份；其中，环氧树脂为双酚F环氧树脂，乳化沥青的pH为10-12，固含量20-40％，固化剂为乙二胺。
[0044] 所述环氧云铁漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂50份、云母氧化铁灰38份、超细滑石粉5份、钛白粉8份、固化剂15份、丁酮20份；其中，环氧树脂为双酚F环氧树脂，固化剂为乙二胺。
[0045] 所述聚氨酯面漆的组成成分及质量份数配比为：二异氰酸酯20份、阻燃型复合聚醚多元醇200份、含氟聚醚多元醇100份、聚二甲基硅氧烷50份、烷基磷酸酯盐10份、氢醌一二(β一羟乙基)醚10份、聚乙烯吡咯烷酮5份、硅微粉1份、pH缓冲剂30份、催化剂10份、聚丙烯酸钾盐分散剂1份、去离子水20份。其中二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，烷基磷酸酯盐为十二烷基磷酸酯盐，pH缓冲剂为
碳酸氢钠，催化剂为三乙醇胺。
[0046] 实施例2
[0047] 所述环氧富锌底漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂75份、锌粉70份、纳米氧化锌10份、纳米二氧化硅10份、纳米二氧化钛10份、乳化沥青15份、甲基硅酸钾10份、固化剂20份、溶剂50份；其中，环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂，乳化沥青的pH为10-12，固含量20-40％，固化剂为乙二胺。
[0048] 所述环氧云铁漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂80份、云母氧化铁灰56份、超细滑石粉12份、钛白粉15份、固化剂30份、溶剂30份；其中，环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂，固化剂为乙二胺。
[0049] 所述聚氨酯面漆的组成成分及质量份数配比为：二异氰酸酯40份、阻燃型复合聚醚多元醇400份、含氟聚醚多元醇150份、聚二甲基硅氧烷100份、烷基磷酸酯盐40份、氢醌一二(β一羟乙基)醚30份、聚乙烯吡咯烷酮20份、硅微粉10份、pH缓冲剂60份、催化剂20份、聚丙烯酸钾盐分散剂10份、去离子水40份。其中二异氰酸酯为
甲苯二异氰酸酯，烷基磷酸酯盐为十六烷基磷酸酯盐，pH缓冲剂为
碳酸氢钠，催化剂为二乙醇胺。
[0050] 实施例3
[0051] 所述环氧富锌底漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂45份、锌粉30份、纳米氧化锌5份、纳米二氧化硅5份、纳米二氧化钛5份、乳化沥青5份、甲基硅酸钾5份、固化剂10份、丁酮10份；其中，环氧树脂为双酚F环氧树脂，乳化沥青的pH为10-12，固含量20-40％，固化剂为乙二胺。
[0052] 所述环氧云铁漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂50份、云母氧化铁灰38份、超细滑石粉5份、钛白粉8份、固化剂15份、丁酮20份，异佛尔酮二异氰酸酯20份；其中，环氧树脂为双酚F环氧树脂，固化剂为乙二胺。
[0053] 所述聚氨酯面漆的组成成分及质量份数配比为：二异氰酸酯20份、阻燃型复合聚醚多元醇200份、含氟聚醚多元醇100份、聚二甲基硅氧烷50份、烷基磷酸酯盐10份、氢醌一二(β一羟乙基)醚10份、聚乙烯吡咯烷酮5份、硅微粉1份、pH缓冲剂30份、催化剂10份、聚丙烯酸钾盐分散剂1份、去离子水20份。其中二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，烷基磷酸酯盐为十二烷基磷酸酯盐，pH缓冲剂为碳酸氢钠，催化剂为三乙醇胺。
[0054] 对照例1
[0055] 所述环氧富锌底漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂45-75份、锌粉30-70份、纳米氧化锌5-10份、纳米二氧化硅5-10份、纳米二氧化钛5-10份、乳化沥青5-15份、甲基硅酸钾5-10份、固化剂10-20份、溶剂10-50份；其中，环氧树脂为双酚F环氧树脂，乳化沥青的pH为10-12，固含量20-40％，固化剂为乙二胺。
[0056] 所述聚氨酯面漆的组成成分及质量份数配比为：二异氰酸酯20-40份、阻燃型复合聚醚多元醇200-400份、含氟聚醚多元醇100-150份、聚二甲基硅氧烷50-100份、烷基磷酸酯盐10-40份、氢醌一二(β一羟乙基)醚10-30份、聚乙烯吡咯烷酮5-20份、硅微粉1-10份、pH缓冲剂30-60份、催化剂10-20份、聚丙烯酸钾盐分散剂1-10份、去离子水20-40份。其中，环氧树脂为双酚F环氧树脂，固化剂为乙二胺。其中二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，烷基磷酸酯盐为十二烷基磷酸酯盐，pH缓冲剂为碳酸氢钠，催化剂为三乙醇胺。
[0057] 对照例2
[0058] 所述环氧云铁漆的组成成分及质量份数配比为：环氧树脂50-80份、云母氧化铁灰38-56份、超细滑石粉5-12份、钛白粉8-15份、固化剂15-30份、溶剂20-30份；其中，环氧树脂为双酚F环氧树脂，固化剂为乙二胺。
[0059] 所述聚氨酯面漆的组成成分及质量份数配比为：二异氰酸酯20-40份、阻燃型复合聚醚多元醇200-400份、含氟聚醚多元醇100-150份、聚二甲基硅氧烷50-100份、烷基磷酸酯盐10-40份、氢醌一二(β一羟乙基)醚10-30份、聚乙烯吡咯烷酮5-20份、硅微粉1-10份、pH缓冲剂30-60份、催化剂10-20份、聚丙烯酸钾盐分散剂1-10份、去离子水20-40份。其中二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，烷基磷酸酯盐为十二烷基磷酸酯盐，pH缓冲剂为碳酸氢钠，催化剂为三乙醇胺。
[0060] 本发明实施例1-3防腐涂料体系的制备方法如下：
[0061] 步骤1：在基材表面环氧富锌底漆，在20℃下成膜，并在120℃烘箱中交联烘烤12小时，得到环氧富锌底漆涂敷的基材；
[0062] 步骤2：向步骤1所得基材的环氧富锌底漆表面涂敷环氧云铁漆，在20℃下成膜，并在120℃烘箱中交联烘烤12小时，得到环氧云铁漆涂敷的基材；
[0063] 步骤3：向步骤2所得基材的环氧云铁漆表面涂敷聚氨酯面漆，并在50℃下固化12小时，成膜，得到高效防腐涂料体系涂敷的基材。
[0064] 本发明对照例1防腐涂料体系的制备方法如下：
[0065] 步骤1：在基材表面环氧富锌底漆，在20℃下成膜，并在120℃烘箱中交联烘烤12小时，得到环氧富锌底漆涂敷的基材；
[0066] 步骤2：向步骤1所得基材的环氧富锌底漆表面涂敷聚氨酯面漆，并在50℃下固化12小时，成膜，得到本发明对照例1涂料体系涂敷的基材。
[0067] 本发明对照例2防腐涂料体系的制备方法如下：
[0068] 步骤1：在基材表面涂敷环氧云铁漆，在20℃下成膜，并在120℃烘箱中交联烘烤12小时，得到环氧云铁漆涂敷的基材；
[0069] 步骤2：向步骤1所得基材的环氧云铁漆表面涂敷聚氨酯面漆，并在50℃下固化12小时，成膜，得到本发明对照例2涂料体系涂敷的基材。
[0070] 上述实施例1-3及对照例1-2制备的防腐涂料体系性能比较如下表所示：
[0071]
[0072]
[0073] 本发明实施例1-3相对于对照例1-2，依次采用环氧富锌漆、环氧云铁漆、聚氨酯漆形成复合型防腐体系，具有较好的耐酸性能，有效提高基材在氯碱化工及多晶硅行业的使用寿命。同时，本发明实施例1-3的环氧富锌漆、环氧云铁漆可形成牢固的涂层结构，使涂层与基材表面紧密结合，而聚氨酯漆具有较好的防腐阻燃性能，有效确保基材的使用安全，延长防腐涂料体系的使用寿命。此外，实施例3中环氧云铁漆中含有过量的异佛尔酮二异氰酸酯，利用异佛尔酮二异氰酸酯分别与环氧富锌漆的环氧树脂羟基与环氧云铁漆的环氧树脂羟基形成稳定的酰胺键，使环氧富锌漆层与环氧云铁漆层紧密连接，而环氧云铁漆中的异佛尔酮二异氰酸酯与聚氨酯面漆中的活泼氢反应，形成稳定的酰胺键，使聚氨酯面漆与环氧云铁漆层紧密连接，进而确保环氧富锌漆、环氧云铁漆、聚氨酯漆形成稳定的复合防腐体系，有效避免漆面的脱落，提高防腐涂料体系的使用寿命。
[0074] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本
申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行
修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批
权利要求保护范围之内。
