本發(fā)明屬于化工涂料，具體涉及一種埋地金屬構(gòu)件用高固體鱗片重防腐涂料及制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著國民經(jīng)濟和基本建設的持續(xù)發(fā)展，國家重點工程和大型工程防腐蝕的要求也越來越高，尤其是大型鋼構(gòu)件設備、橋梁、管道、儲罐、海洋工程設施、碼頭、井架等基礎設施、構(gòu)筑物等對涂料提出了更高的要求；長效防腐蝕工程“百年”項目越來越多。

2、傳統(tǒng)型的防銹防腐漆在金屬構(gòu)件的表面形成長效型防腐涂層是有限的，間隔一個周期就得檢修補修或重新涂裝等措施來防止鋼鐵生銹腐蝕。對于補修重新涂裝必須進行大規(guī)模地清理和除銹，會因復雜成型的金屬異形構(gòu)件項目而無法進行表面處理等因素，這些問題給施工帶來了極大的困難，尤其地下隱蔽工程、埋地管道及金屬構(gòu)件埋件等等維修更換難度更大、除維修成本高之外而且又給環(huán)境也帶來負面影響，所以開發(fā)長效型的防腐涂料勢在必行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是提供一種新的埋地金屬構(gòu)件用高固體鱗片重防腐涂料及制備方法與應用，在涂料在易生銹鋼結(jié)構(gòu)件、埋地金屬構(gòu)件管道表面施工具有優(yōu)異的防腐效果，能夠滿足特殊苛刻環(huán)境里金屬防腐涂層的長效防腐及特殊需要。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種埋地金屬構(gòu)件用高固體鱗片重防腐涂料，所述涂料包括a組分和b組分；

3、所述a組分中，包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：環(huán)氧樹脂30-50％，防銹顏料10-30％，鱗片材料10-30％，填料5-15％，助劑a?0-10％，余量為溶劑a；

4、所述b組分中，包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：固化劑50-70％，助劑b?0-15％，余量為溶劑b；

5、其中，所述防銹顏料中包括鋅粉。

6、在本發(fā)明中，助劑a、助劑b僅是為了區(qū)別其存在于a組分中還是b組分中，并無特殊含義，同樣，溶劑a、溶劑b也僅是為了區(qū)別其存在于a組分中還是b組分中，并無特殊含義。

7、為了使得體系中各個組分具有更好地配伍性，進一步地，所述a組分中，包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：環(huán)氧樹脂35-40％，防銹顏料17-21％，鱗片材料17-21％，填料8-10％，助劑a?2-4％，余量為溶劑a；所述b組分中，包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：固化劑55-60％，助劑b8-12％，余量為溶劑b。

8、環(huán)氧樹脂

9、環(huán)氧樹脂是涂料的基材，進一步地，所述環(huán)氧樹脂為雙酚a型環(huán)氧樹脂。

10、進一步地，所述雙酚a型環(huán)氧樹脂包括雙酚a型液體環(huán)氧樹脂和雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂，優(yōu)選所述雙酚a型液體環(huán)氧樹脂和雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1：(0.5-1.5)，例如為1：0.5、1：0.7、1：0.9、1：1.3、1：1.5，優(yōu)選為1：(1-1.4)。

11、雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂指半固體環(huán)氧樹脂或固體環(huán)氧樹脂分散于相應的溶劑中，現(xiàn)有技術(shù)中雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的粘結(jié)性，能夠增加涂料在金屬上的附著力，雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂中一般含有有機溶劑，在實驗過程中，發(fā)明人為了減少涂料中voc含量，使用雙酚a型液體環(huán)氧樹脂替換部分雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂，意外發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明體系中發(fā)明人發(fā)現(xiàn)本發(fā)明中使用雙酚a型液體環(huán)氧樹脂和雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂共同作為涂料的基材，相較單一的雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂能夠更進一步增加涂料的附著力，可能是因為兩者相互協(xié)同一方面能夠促進填料、鱗片材料和防銹顏料在體系中的分散性，另一方面能夠促進涂料在涂裝時形成的乳液顆粒更適中，能夠更好地增加涂層的附著力和均勻性。

12、進一步地，所述雙酚a型環(huán)氧樹脂與雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂的軟化點的差值為20-60℃，例如為10℃、15℃、20℃、21℃、237℃、24℃、26℃、28℃、41℃、55℃、60℃。

13、進一步地，所述雙酚a型液體環(huán)氧樹脂的軟化點為10-30℃，優(yōu)選為12-20℃。

14、本發(fā)明中的雙酚a型液體環(huán)氧樹脂可通過市售得到，可以列舉的雙酚a型液體環(huán)氧樹脂的種類有上海元邦樹脂廠生產(chǎn)的ype6101、江蘇三木集團公司生產(chǎn)的sm6101(99％)環(huán)氧樹脂液、巴陵石化公司的cyd6101。

15、進一步地，所述雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂的軟化點為50-80℃，優(yōu)選為60-78℃。

16、進一步地，所述雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂的固含量為70-80％，例如為70％、75％、85％。

17、本發(fā)明中的雙酚a溶劑稀釋型環(huán)氧樹脂可通過市售得到，例如上海元邦樹脂廠生產(chǎn)的ype-011x75、江蘇三木集團公司生產(chǎn)的sm601-75、巴陵石化公司的cyd601-75。

18、防銹顏料

19、防銹顏料是指具有防銹作用的物質(zhì)，進一步地，所述鋅粉的平均粒徑為800-1200目，本發(fā)明中的鋅粉可通過市售得到，例如江蘇揚州雙盛鋅粉廠的1000目鋅粉。

20、進一步地，所述防銹顏料中還包括磷鐵粉、磷酸鋅、磷鍶酸鋅與三聚磷酸鋁。

21、進一步地，所述磷鐵粉的平均粒徑為500-1000目。

22、進一步地，所述鋅粉、磷鐵粉、磷酸鋅、磷鍶酸鋅與三聚磷酸鋁的質(zhì)量比為1：(0.1-0.5)：(0.1-0.5)、(0.3-0.7)：(0.2-0.6)，優(yōu)選為1：(0.2-0.3)：(0.3-0.4)、(0.4-0.5)：(0.3-0.4)，進一步優(yōu)選為1：0.25：0.375：0.475：0.375。

23、經(jīng)過大量研發(fā)試驗，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的整體體系中，使用以上幾種特定的防銹顏料相互協(xié)同作用具有更好的防銹效果，可能是因為上述幾種特定的防銹顏料在本發(fā)明的涂料體系中能夠從協(xié)同物理、化學、電化學三方面共同發(fā)揮防腐的作用。

24、本發(fā)明中具體的防腐原料可通過市售得到，例如磷鐵粉、磷酸鋅可購自河南匯金公司；磷鍶酸鋅可購自上海君江科技有限公司的d900磷鍶酸鋅；三聚磷酸鋁可購自上海君江科技有限公司的jp-b800高純-三聚磷酸鋁。

25、鱗片材料

26、鱗片材料通常呈現(xiàn)出一種層次化的結(jié)構(gòu)，由多個薄片或?qū)盈B的片層組成，進一步地，所述鱗片材料包括無機非金屬鱗片材料或其改性物，與金屬型鱗片材料或其改性物。

27、進一步地，所述無機非金屬鱗片材料或其改性物，與金屬型鱗片材料或其改性物的質(zhì)量比為(1-3):1，優(yōu)選為(1.5-2.5):1，例如為1.5:1、1.6:1、1.8:1、1.9:1、2:1。

28、在本發(fā)明中，經(jīng)過大量研發(fā)試驗后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當使用無機非金屬鱗片材料或其改性物，與金屬型鱗片材料或其改性物同時存在體系中時能夠更好地增加涂料的防腐性和耐磨性，可能是因為不同種類的鱗片材料在體系中能夠更好地形成“迷宮”，阻礙外部物質(zhì)進入涂層內(nèi)部，二者與體系中的其組分相互協(xié)同作用，能夠更好地提高硬質(zhì)相的存在。

29、進一步地，所述鱗片材料包括無機非金屬鱗片材料的改性物與金屬型鱗片材料的改性物，所述無機非金屬鱗片材料的改性物與金屬型鱗片材料的改性物均為多巴胺型聚丙烯酸酯改性。

30、在本發(fā)明中，可以理解的是，無機非金屬鱗片材料的改性物為多巴胺型聚丙烯酸酯改性無機非金屬鱗片材料，金屬型鱗片材料的改性物為多巴胺型聚丙烯酸酯改性金屬型鱗片材料，因其改性物相同，故本發(fā)明中可以直接制備為多巴胺型聚丙烯酸酯改性鱗片材料，即無機非金屬鱗片材料的改性物與金屬型鱗片材料的改性物的制備方法為：

31、s1在n2保護下，將丙烯酸單體、多巴胺甲基丙烯酰胺、n,n-二甲基甲酰和引發(fā)劑混合，之后在70-80℃下反應4-6小時得到預聚物；

32、s2將無機非金屬鱗片材料、金屬型鱗片材料、n,n-二甲基甲酰與0.2-0.5mo?l/l的磷酸水溶液混合，之后在70-80℃反應1-3小時，之后加入預聚物升溫至150-160℃下反應30-60分鐘，之后冷卻、過濾、干燥至恒重，即得。

33、現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂類涂料本身具有較好的附著力，但是鱗片材料等組分的加入，反而會影響其附著力，因為鱗片材料等組分與環(huán)氧樹脂的相容性不好，會使得其附著力降低，目前一般在涂料中加入偶聯(lián)劑助劑改性其相容性，但是偶聯(lián)劑的添加量不能過大，過多時會影響涂料的綜合性能，且體系中不僅僅存在鱗片材料等無機組分，還有填料等無機組分，偶聯(lián)劑并不能很大程度上改善其相容性，在本發(fā)明中，經(jīng)過大量研發(fā)實驗發(fā)明人多巴胺型聚丙烯酸酯改性鱗片材料不但能夠增加涂料的附著力，而且還能增加涂料的儲存穩(wěn)定性、沖擊強度，可能是因為多巴胺型聚丙烯酸酯改性鱗片材料能夠較好地分散在環(huán)氧樹脂體系中，多巴胺型聚丙烯酸酯改性鱗片材料與體系中的其他組分能夠形成均勻致密的交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡避免涂層微納結(jié)構(gòu)在外力沖擊下受到破壞的問題，使得更致密能夠更好地提高耐磨性和沖擊強度。

34、進一步地，步驟s1中，所述丙烯酸單體、多巴胺甲基丙烯酰胺、n,n-二甲基甲酰和引發(fā)劑的質(zhì)量比為1：(0.5-0.6)：(15-20)：(0.1-0.2)，優(yōu)選為1：0.55：18：0.15。

35、進一步地，步驟s1中，所述丙烯酸單體選自丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸甲酯，優(yōu)選為丙烯酸丁酯。

36、發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當使用丙烯酸丁酯時能夠更好地增加涂料的綜合性能。

37、進一步地，步驟s1中，引發(fā)劑選自過硫酸銨、過氧化苯甲酰、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環(huán)己酯和偶氮二異丁腈中的至少一種，優(yōu)選為偶氮二異丁腈。

38、進一步地，步驟s2中，無機非金屬鱗片材料與金屬型鱗片材料的總質(zhì)量與n,n-二甲基甲酰、磷酸水溶液、預聚物的質(zhì)量比為(8-12)：(20-40)：(10-30)：100，優(yōu)選為10：30：20：100。

39、進一步地，所述無機非金屬鱗片材料選自玻璃鱗片與石墨鱗片粉，其重量比為1：(0.2-0.5)，優(yōu)選為1：(0.2-0.4)，進一步優(yōu)選為1：0.35。

40、進一步地，所述玻璃鱗片的平均粒徑為500-700目，所述石墨鱗片粉的平均粒徑為700-900目。

41、本發(fā)明中的玻璃鱗片、石墨鱗片粉均可通過市售得到，例如玻璃鱗片購自南京諾微細粉體工業(yè)公司，石墨鱗片粉購自浙江凱諾恩新材料。

42、進一步地，所述金屬型鱗片材料選自云母氧化鐵與鋁粉漿，其質(zhì)量比為(1-5):1，優(yōu)選為(2-3):1，進一步優(yōu)選為2.5:1。

43、進一步地，所述云母氧化鐵的平均粒徑為200-1000目，優(yōu)選為300-500目。

44、本發(fā)明中的云母氧化鐵與鋁粉漿均可通過市售得到，例如云母氧化鐵購自河南匯金公司的400目云母氧化鐵，鋁粉漿購自安徽旭陽集團的n110鋁粉漿。

45、填料

46、進一步地，所述填料選自石英粉、重鈣粉、滑石粉、硫酸鋇、鈦白粉和二氧化鈦中的至少一種，優(yōu)選為沉淀硫酸鋇、滑石粉和鈦白粉，優(yōu)選其質(zhì)量比為(0.5-1.5)：(0.5-1.5)：1，優(yōu)選為(0.6-0.8)：(0.6-0.8)：1。

47、本發(fā)明中的填料組分的粒徑為涂料中常用的填料組分的大小，本發(fā)明對此無特殊限定，例如沉淀硫酸鋇的平均粒徑為600-1000目，滑石粉為納米級即可，例如10-30nm，鈦白粉為常用的218鈦白粉。

48、本發(fā)明中的填料可通過市售得到，例如沉淀硫酸鋇購自湖北谷城新和有限公司，滑石粉購自廣西桂林龍勝滑石粉廠。

49、固化劑

50、進一步地，所述固化劑選自脂肪胺環(huán)氧固化劑和/或聚酰胺環(huán)氧固化劑。

51、進一步地，所述固化劑選自脂肪胺環(huán)氧固化劑與聚酰胺環(huán)氧固化劑，其質(zhì)量比為(0.5-1)：1，例如為0.5：1、0.6：1、0.7：1、0.8：1、0.9：1、1：1。

52、進一步地，所述脂肪胺環(huán)氧固化劑的胺值為500-600mgkoh/g。

53、本發(fā)明中的脂肪胺環(huán)氧固化劑可通過市售得到，例如無錫品華化工公司生產(chǎn)的593脂肪胺環(huán)氧固化劑。

54、進一步地，所述聚酰胺環(huán)氧固化劑的胺值為200-240mgkoh/g。

55、本發(fā)明中的聚酰胺環(huán)氧固化劑可通過市售得到，例如江蘇長江化工公司生產(chǎn)650聚酰胺環(huán)氧固化劑。

56、助劑a、助劑b

57、在本發(fā)明中可根據(jù)需要選擇助劑的種類，例如偶聯(lián)劑、防沉觸變劑、分散劑、防紫外線助劑、促進劑。

58、進一步地，所述助劑a與助劑b各自獨立地選自偶聯(lián)劑、防沉觸變劑、分散劑、防紫外線助劑和促進劑中的至少一種。

59、本發(fā)明中的偶聯(lián)劑、防沉觸變劑、分散劑、防紫外線助劑和流平劑均可為本領域常規(guī)的種類，例如偶聯(lián)劑可以為kh-550偶聯(lián)劑，防沉觸變劑可以為bengel?828防沉觸變劑、108有機膨潤土，防紫外線助劑可以為uv1000tf防紫外線助劑、分散劑可以為byk-104s分散劑，促進劑可以為dmp-30促進劑。

60、進一步地，所述助劑a為bengel?828防沉觸變劑、108有機膨潤土、byk-104s分散劑，其質(zhì)量比為(0.5-1)：(0.2-0.5):1。

61、進一步地，所述助劑b為kh-550偶聯(lián)劑、uv1000tf防紫外線助劑、dmp-30促進劑，其質(zhì)量比為(0.3-0.5)：(0.5-0.7):1。

62、溶劑a、溶劑b

63、進一步地，所述溶劑a與溶劑b各自獨立地選自活性稀釋劑、芳香烴類溶劑和醇類溶劑中的至少一種。

64、所述活性稀釋劑可以為本領域常規(guī)的種類，例如l?i?te513活性稀釋劑。

65、進一步地，所述芳香烴類溶劑選自苯、甲苯和二甲苯中的至少一種，優(yōu)選為二甲苯。

66、進一步地，所述醇類溶劑選自乙醇、甲醇、丙醇、正丁醇和乙二醇中的至少一種，優(yōu)選為正丁醇。

67、進一步地，所述溶劑a選自l?i?te513活性稀釋劑、二甲苯、正丁醇，其質(zhì)量比為7:2:1。

68、進一步地，所述溶劑b選自二甲苯與正丁醇，其質(zhì)量比為7:3。

69、進一步地，所述a組分與b組分的質(zhì)量比為(4-6)：1，優(yōu)選為5:1。

70、本發(fā)明第二方面提供了所述埋地金屬構(gòu)件用高固體鱗片重防腐涂料的制備方法，該制備方法包括：

71、(1)將溶劑a分為兩部分，第一部分與第二部分的質(zhì)量比為(3-4):1，將第一部分溶劑a、環(huán)氧樹脂、防銹顏料、鱗片材料、填料、助劑a經(jīng)過第一分散后砂磨分散至粒度≦50um時停止砂磨分散，之后加入第二部分溶劑a混合得到a組分；

72、(2)將固化劑、助劑b與溶劑進行第二分散，之后使用100-150目濾網(wǎng)過濾得b組分。

73、進一步地，步驟(1)中，所述第一分散的條件包括800-850轉(zhuǎn)/分鐘攪拌30-45min。

74、步驟(1)中，混合的條件沒有特殊限制，只要能夠混合均勻即可。

75、進一步地，步驟(2)中，第二分散的條件包括：60-80轉(zhuǎn)/分鐘攪拌20-40min。

76、本發(fā)明中的涂料在使用時，可把a組分與b組分按照重量比進行配比混合，攪拌均勻待10-15分鐘熟化后在4個小時內(nèi)用完。

77、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的涂料至少具有下述有益效果：

78、1、埋地金屬構(gòu)件用高固體鱗片重防腐涂料形成的涂層中形成的多層鱗片結(jié)構(gòu)的涂層具有緩蝕效能，通過鱗片材料、防銹顏料、填料與環(huán)氧樹脂合理的組織，能夠更好地增加涂膜致密度高對封閉金屬表面其屏蔽效果更好，且非機非金屬鱗片材料例如石墨鱗片與金屬型鱗片材料例如云母氧化鐵與防銹顏料在體系中相互協(xié)同作用能夠促使陰極防腐協(xié)同效應更加完善，具有優(yōu)異的耐鹽霧性，使得本發(fā)明的涂料具有涂膜致密度高、封閉性強，能夠在金屬表面建立起長效防腐涂層體系、屏蔽效果，在大型鋼構(gòu)件設備、橋梁、管道、油罐、埋地金屬構(gòu)件管道等設施項目配套(環(huán)氧煤瀝青重防腐涂料)涂裝后牢固附著于金屬表面的涂層，苛刻環(huán)境里運行十多年甚至幾十年不需要維修重新涂裝

79、2、本發(fā)明中的埋地金屬構(gòu)件用高固體鱗片重防腐涂料，有機溶劑含量少、固體含量≧90％、厚漿型、具有voc排量低等特點，同時使得涂料在存儲、運輸?shù)入A段具有更高的安全性，同時也降低涂料對人體和環(huán)境的危。