本發(fā)明涉及一種重防腐涂料，尤其涉及一種海洋工程重防腐涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

重防腐涂料是指相對常規(guī)防腐涂料而言，能在相對苛刻腐蝕環(huán)境里應(yīng)用，并具有能達(dá)到比常規(guī)防腐涂料更長保護(hù)期的一類防腐涂料。重防腐涂料主要應(yīng)用領(lǐng)域有：①新興海洋工程：海上設(shè)施、海岸及海灣構(gòu)造物、海上石油平臺；②現(xiàn)代交通運(yùn)輸：高速公路護(hù)欄、橋梁、船艇、集裝箱、火車及鐵道設(shè)施、汽車、機(jī)場設(shè)施；③能源工業(yè)：水工設(shè)備、水罐、石油精制設(shè)備、石油貯存設(shè)備(油管、油罐)、輸變電設(shè)備、核電、煤礦；④大型工業(yè)企業(yè)：造紙?jiān)O(shè)備、醫(yī)藥設(shè)備、食品化工設(shè)備、金屬容器內(nèi)外壁、化工、鋼鐵、石化廠的管道、貯槽、礦山冶煉、水泥廠設(shè)備、有腐蝕介質(zhì)的地面、墻壁水泥構(gòu)件；⑤市政設(shè)施：煤氣管道及其設(shè)施(如煤氣柜)、天然氣管道、飲水設(shè)施、垃圾處理設(shè)備等。

海洋防腐涂料是指在海洋環(huán)境中使用的防腐蝕涂料。由于海洋環(huán)境非常嚴(yán)酷并且具有強(qiáng)腐蝕性，因此，海洋防腐蝕是我國海洋工程發(fā)張中急需認(rèn)真研究的課題。

目前上述的市面上常規(guī)的防腐涂料在新工程、新領(lǐng)域中已經(jīng)不能滿足需求，主要表現(xiàn)在：例如耐鹽霧性能不高，一般不超過1000小時(shí)；綜合防腐性能單一，耐酸堿差；防腐涂料中含有大量重金屬(鉛、鉻等)，對人體及對環(huán)境造成污染等缺陷。

cn103205181a公開了一種納米重防腐涂料，按重量分?jǐn)?shù)含有以下組份：雙酚a環(huán)氧乙烯基酯20～70份，聚胺1～30份，聚吡咯基納米復(fù)合導(dǎo)電纖維1～20份，納米二氧化硅1～15份，分散劑0.1～10份，改性膨潤土0.1～6份，有機(jī)溶劑5～30份。其所提供的涂料不含任何重金屬材料，且耐鹽霧時(shí)間大于3000小時(shí)，耐酸堿大于1000小時(shí)，然而，將其用于海洋工程中，仍會在較短時(shí)間內(nèi)被腐蝕，而且，其力學(xué)性能較差，不耐海水沖刷、海冰碰撞、船舶?？繒r(shí)的磨損等。

因此，如何提升重防腐涂料的力學(xué)性能，并保證其優(yōu)異的耐腐蝕性已成為目前研究的重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種海洋工程重防腐涂料，本發(fā)明所提供的涂料的耐鹽霧時(shí)間大于4100小時(shí)，耐濕熱時(shí)間大于4100小時(shí)，并具有優(yōu)異的力學(xué)性能。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種海洋工程重防腐涂料，按重量份由以下原料組成：

本發(fā)明通過在涂料中增加聚苯并嗪和mn-zrc復(fù)合粉體以及二硫化鉬微粉、膠體石墨微粉和快壓出炭黑，能夠使涂料適應(yīng)海洋工程環(huán)境，除了具有優(yōu)異的防腐性能外，其耐鹽霧時(shí)間大于4100小時(shí)，耐濕熱時(shí)間大于4100小時(shí)，而且，還具有優(yōu)異的力學(xué)性能，能夠耐海水沖刷、海冰碰撞、船舶?？繒r(shí)的磨損等。

本發(fā)明的海洋工程重防腐涂料中，按重量分?jǐn)?shù)含有以下組份：雙酚a環(huán)氧乙烯基酯20～70份，例如為22份、25份、28份、33份、36份、40份、43份、48份、54份、59份、63份、66份、69份等，優(yōu)選為30～65份，進(jìn)一步優(yōu)選為40～60份；聚胺1～30份，例如為3份、6份、9份、14份、18份、20份、25份、27份等，優(yōu)選為5～25份，進(jìn)一步優(yōu)選為5～20份；聚苯并嗪1～20份，例如為2份、5份、8份、10份、14份、16份、18份等，優(yōu)選為3～15份，進(jìn)一步優(yōu)選為3～10份；納米二氧化硅1～15份，例如為3份、5份、8份、10份、12份、14份等，優(yōu)選為3～10份，進(jìn)一步優(yōu)選為3～7份；mn-zrc復(fù)合粉體5～15wt％，例如為5份、6份、8份、10份、14份、15份等；分散劑0.1～10份，例如為0.3份、0.6份、1份、3份、6份、8份等；改性膨潤土0.1～6份，例如為0.3份、0.6份、0.9份、1.5份、2份、3份、3.5份、4.4份、5.2份、5.7份等；有機(jī)溶劑5～30份，例如為7份、9份、13份、16份、19份、22份、27份、29份等。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的涂料，按重量分?jǐn)?shù)由以下原料組成：

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的涂料，按重量分?jǐn)?shù)由以下原料組成：

本發(fā)明中，所述改性膨潤土為有機(jī)改性膨潤土。

本發(fā)明中，所述有機(jī)溶劑為苯類溶劑。

本發(fā)明中，所述的有機(jī)溶劑為苯、甲苯或二甲苯，或其混合物，優(yōu)選為二甲苯。

雙酚a環(huán)氧乙烯基樹脂是由甲基丙烯酸與雙酚a環(huán)氧樹脂通過反應(yīng)合成的乙烯基樹脂。由于在分子鏈兩端存在不飽和雙鍵使其極其活潑，具有高反應(yīng)活性，能迅速固化，很快得到高強(qiáng)度的制品；同時(shí)采用甲基丙烯酸合成，酯鍵邊的甲基可起保護(hù)作用，提高耐水解性；而且樹脂含酯鍵量少，耐堿性能高。

本發(fā)明中，所述mn-zrc復(fù)合粉體是由mo粉體、zrc粉體按質(zhì)量比為3:(1-2)通過機(jī)械球磨法實(shí)現(xiàn)均勻混合而制備得到，其中，所述mo粉體的粒徑為50-100μm，純度大于95份；zrc粉體的粒徑為10-100μm，純度大于95份。

納米二氧化硅粒徑很小，表面吸附力強(qiáng)，表面能大，化學(xué)純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方面具有特異的性能，而且具有優(yōu)越的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性、增稠性和觸變性。納米二氧化硅具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，擁有龐大的比表面積，表現(xiàn)出極大的活性，能在涂料干燥時(shí)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加了涂料的強(qiáng)度和光潔度，而且提高了顏料的懸浮性，能保持涂料的顏色長期不退色。

涂料中分散劑的分散、潤濕原理，一是分散劑吸附于粉料顆粒，將凝聚的粉料顆粒濕潤；二是高分子分散劑吸附在粉料顆粒表面，增加顏料和填充料粒子間的表面電荷，提高粒子間的靜電斥力，并有效增加了粒子間的空間位阻，使液體中粉料顆粒穩(wěn)定的分散成為可能。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)劃分，分散劑一般分為兩大類：無機(jī)分散劑和有機(jī)分散劑。無機(jī)分散劑中以聚磷酸鹽類居多，如六偏磷酸鈉、三聚磷酸鉀、多聚磷酸鈉和焦磷酸四鉀。其作用的機(jī)理是通過氫鍵和化學(xué)吸附，起靜電斥力穩(wěn)定作用。其優(yōu)點(diǎn)是對無機(jī)顏料和填充料分散效果好，但隨ph值和溫度的升高，多聚磷酸鹽容易水解，對長期儲存穩(wěn)定性不佳。有機(jī)分散劑包括聚丙烯酸鹽類，聚聚胺/順丁烯二酸鹽類、聚異丁烯/順丁烯二酸鹽類等。他們的特點(diǎn)是，在粉料表面產(chǎn)生強(qiáng)吸附或錨固作用，具有較長的分子鏈以形成空間位阻，鏈端具有水溶性，有的還輔有靜電斥力，達(dá)到穩(wěn)定的結(jié)果。

有機(jī)分散劑因其分子量不同，表現(xiàn)會有所不同；低分子量型分散劑具有一個(gè)或多個(gè)空間上相接近的極性基團(tuán)，它們吸附在顏料表面，以空間屏蔽作用來穩(wěn)定粉料粒子，從而使粘度下降，這類分散劑主要用于無機(jī)顏料，因無機(jī)顏料是離子型結(jié)構(gòu)，有較高的表面極性，分散劑易于吸附。而有機(jī)顏料因其表面含c、h、o基團(tuán)，無離子活性，所以往往用高分子量的分散劑，有較多的黏附基團(tuán)吸附在有機(jī)顏料的表面，它可以在有機(jī)顏料上形成持久的吸附層。但分散劑的分子量太大易絮凝。所以選擇分散劑的類型時(shí)應(yīng)根據(jù)顏料和填充料類型而選擇。本發(fā)明所用的分散劑可以為有機(jī)分散劑，優(yōu)選為丙烯酸類共聚物溶液，進(jìn)一步優(yōu)選為byk2020的分散劑。

本發(fā)明中添加改性的膨潤土可賦予涂料一定的觸變性和結(jié)構(gòu)粘度，起增稠防沉作用。本發(fā)明改性膨潤土所用的有機(jī)胺可以為正辛胺、十二胺、十六胺、十八胺、十六烷基三甲基溴化銨或丙烯酰胺等。

本發(fā)明中所用有機(jī)溶劑主要起稀釋作用，以調(diào)節(jié)涂料粘度。

本發(fā)明提供的海洋工程重防腐涂料，還可以包括涂料中的常規(guī)助劑，如顏料，增稠劑，防腐劑，消泡劑等中的一種或兩種以上的混合物。

常規(guī)助劑的加入可以使得制得的涂料性能更加優(yōu)秀。顏料可以使涂料具有預(yù)定的色澤，本發(fā)明的顏料優(yōu)選不含重金屬的防腐顏料，如紅丹、鋅黃、磷酸鋅、鍶鉻黃和鉬酸鋅。增稠劑可以使得涂料具有較好的觸變性，本發(fā)明選用非離子型聚氨酯類化合物。防腐劑能夠抑制涂料中的霉菌生長，使涂料保持質(zhì)量穩(wěn)定。本發(fā)明防腐劑優(yōu)選為異噻唑啉酮。消泡劑可以抑制泡沫，使涂料涂刷時(shí)不易產(chǎn)生縮孔和魚眼，本發(fā)明的消泡劑可采用疏水二氧化硅及礦物油的混合物。常規(guī)助劑的添加量可根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識進(jìn)行添加。

本發(fā)明中所述涂料的制備方法，包括以下步驟：

先將雙酚a環(huán)氧乙烯基酯、聚胺、聚苯并嗪和分散劑進(jìn)行混合，再將得到的混合物與納米二氧化硅、mn-zrc復(fù)合粉體、改性膨潤土、二硫化鉬微粉、膠體石墨微粉、快壓出炭黑和有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，從而得到所述涂料。

本發(fā)明所提供的涂料也可通過常規(guī)的制備方法制得。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的海洋工程重防腐涂料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，耐海水沖刷、海冰碰撞、船舶?？繒r(shí)的磨損能力強(qiáng)，并且具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，耐鹽霧時(shí)間大于4100小時(shí)，耐濕熱時(shí)間大于4100小時(shí)，并具有優(yōu)異的力學(xué)性能。

具體實(shí)施方式

為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。

如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可以通過市售得到；或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。

下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照國家標(biāo)準(zhǔn)測定。若沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，則按照通用的國際標(biāo)準(zhǔn)、常規(guī)條件、或按照制造廠商所建議的條件進(jìn)行。除非另外說明，否則所有的份數(shù)為重量份，所有的百分比為重量百分比。

本發(fā)明中所述的涂料的制備方法，包括以下步驟：

先將雙酚a環(huán)氧乙烯基酯、聚胺、聚苯并嗪和分散劑進(jìn)行混合，再將得到的混合物與納米二氧化硅、mn-zrc復(fù)合粉體、改性膨潤土、二硫化鉬微粉、膠體石墨微粉、快壓出炭黑和有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，從而得到所述涂料。

實(shí)施例1

一種海洋工程重防腐涂料，其按重量份由以下原料組成：

所述涂料的制備方法為：

先將雙酚a環(huán)氧乙烯基酯、聚胺、聚苯并嗪和分散劑進(jìn)行混合，再將得到的混合物與納米二氧化硅、mn-zrc復(fù)合粉體、改性膨潤土、二硫化鉬微粉、膠體石墨微粉、快壓出炭黑和有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，從而得到所述涂料。

實(shí)施例2

一種海洋工程重防腐涂料，其按重量份由以下原料組成：

所述涂料的制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例3

一種海洋工程重防腐涂料，其按重量份由以下原料組成：

所述涂料的制備方法同實(shí)施例1。

對比例1

一種海洋工程重防腐涂料，其按重量份由以下原料組成：

所述涂料的制備方法同實(shí)施例1。

對比例2

一種海洋工程重防腐涂料，其按重量份由以下原料組成：

所述涂料的制備方法同實(shí)施例1。

對比例3

一種海洋工程重防腐涂料，其按重量份由以下原料組成：

所述涂料的制備方法同實(shí)施例1。

性能測試：

按照iso12944、norsokm501、nacesp0108和iso20340相關(guān)防腐標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。

經(jīng)測試，實(shí)施例1-3的涂料經(jīng)耐鹽霧(鹽水)試驗(yàn)4000h、耐濕熱試驗(yàn)4000h和循環(huán)腐蝕試驗(yàn)4200h的測試，結(jié)果顯示均無異常，并且其顯示所提供的涂料不含任何重金屬材料，且耐鹽霧時(shí)間大于4100小時(shí)，耐濕熱時(shí)間大于4100小時(shí)，并具有優(yōu)異的力學(xué)性能；而對比例1-3的涂料經(jīng)同樣的測試后，結(jié)果均表現(xiàn)異常。

由此可以看出，本發(fā)明中的海洋工程重防腐涂料具有優(yōu)異的防腐蝕性能，能夠很好地應(yīng)用于海洋工程中，可大大提高海工設(shè)施的安全性，具有重大的應(yīng)用價(jià)值。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。