一種聚天門冬氨酸酯聚脲鈦合金納米重防腐涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及防腐涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚天門冬氨酸酯聚脲鈦合金納米重 防腐涂料，可用于海洋平臺(tái)，海洋工程鋼結(jié)構(gòu)，跨海大橋，海防混凝土，海洋水閘，浮標(biāo)等涉 海環(huán)境下的耐候、防水、防腐、防污類涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的金屬表面的涂層防腐技術(shù)是指通過(guò)電鍍或噴涂等方法在金屬覆蓋一層涂 料，以阻止金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸，并利用涂層的耐蝕性、密封性、緩蝕性等性能來(lái)達(dá)到保 護(hù)金屬的目的。
[0003] 有機(jī)涂層主要由成膜物質(zhì)、顏填料和其他助劑組成。它的保護(hù)機(jī)制主要分為以下 幾個(gè)方面：
[0004] (1)屏蔽作用，涂層可屏蔽掉溶液中的腐蝕性離子或者降低其到達(dá)金屬/涂層界 面的速度，減緩形成腐蝕電池的時(shí)間；（2)電阻效應(yīng)，有機(jī)涂層的高電阻抗，可阻擋陰、陽(yáng)極 區(qū)域離子的運(yùn)動(dòng)，減緩腐蝕產(chǎn)物的生成；(3)陰極保護(hù)作用，涂料中加入可以作為陽(yáng)極的金 屬粉，腐蝕過(guò)程中，外加的金屬粉可以作為犧牲陽(yáng)極而被腐蝕，延緩基體腐蝕的發(fā)生。
[0005] 盡管有機(jī)防腐涂料已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展趨于成熟，但存在一些問(wèn)題導(dǎo)致有機(jī)涂層在長(zhǎng) 期使用之后的失效，上述三種作用，在傳統(tǒng)的涂料中無(wú)法組合實(shí)現(xiàn)，如富鋅涂料，用的是陰 極保護(hù)作用，但涂層導(dǎo)電，加之填料間隙較大，造成抗陰極剝離能力不強(qiáng)，又加之一旦形成 劃痕，就產(chǎn)生了原電池，雖形成了大陽(yáng)極小陰極腐蝕模型，一定程度上延緩腐蝕進(jìn)程，但一 旦腐蝕產(chǎn)生，腐蝕產(chǎn)物的導(dǎo)電性下降，則陰極保護(hù)能力減弱直至消失，而在陰極剝離情況 下，形成漆膜起泡，附著力喪失。
[0006] 隨著近年來(lái)納米技術(shù)的發(fā)展，納米防腐涂料受到廣泛關(guān)注，主要是指是將納米粒 子和涂料復(fù)合，以提升涂料防腐性能。目前，用于涂料的納米粒子主要有金屬氧化物（如 Ti02)、無(wú)機(jī)鹽（如CaC03)、納米金屬粉末（如納米Cr、Nd、Mo等）和層狀娃酸鹽。納米防 腐涂料中，由于納米粒子的加入，降低了腐蝕介質(zhì)在涂層中的擴(kuò)散速率、并降低了腐蝕過(guò)程 的速率，加之涂層阻抗較大，抗陰極剝離能力強(qiáng)，因而對(duì)腐蝕起到了有效的防止。
[0007] 采用各種表面處理是有效防腐手段之一。即盡可能隔絕與氧、電解質(zhì)的接觸。其 中簡(jiǎn)便、行之有效廣泛采用的防腐涂層已有數(shù)千年的歷史。隨著科學(xué)的進(jìn)步，尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā) 展帶來(lái)市場(chǎng)巨大需求，防腐涂料和重防腐涂料經(jīng)歷快速發(fā)展。我國(guó)改革開(kāi)放，大量國(guó)際品牌 進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，推動(dòng)了我國(guó)防腐涂料的發(fā)展，2010年產(chǎn)量已達(dá)300萬(wàn)噸/年。但也造成了市 場(chǎng)在低水平上的惡性競(jìng)爭(zhēng)。一般防腐涂層壽命1-2年，短則數(shù)月。5-10年以上重防腐品牌 較少。
[0008] 鈦合金納米重防腐涂料的防腐機(jī)理
[0009] 1、化學(xué)健合與化學(xué)吸附：鈦合金納米粒子的高活性懸空鍵，用高分子樹脂材料配 位，形成化學(xué)鍵合與化學(xué)吸附，同時(shí)將高分子閉環(huán)打開(kāi)，形成開(kāi)環(huán)的羥基與醚鍵進(jìn)一步與樹 脂形成化學(xué)鍵合與化學(xué)吸附，并形成新的活性開(kāi)環(huán)，與涂覆面發(fā)生化學(xué)健合與化學(xué)吸附，這 大大改善了填料與樹脂間的結(jié)合力，同時(shí)也大大改善了樹脂分子間的結(jié)合力。
[0010] 2、抗?jié)B透能力強(qiáng)：一、涂料中的填料與樹脂分子之間形成了化學(xué)鍵合與化學(xué)吸附， 阻塞滲透通道；二、微小的鈦合金納米高分子復(fù)合材料粒子具有填充空穴的作用，由于鈦合 金納米高分子復(fù)合材料不溶于水、水、氧和其它離子不能透過(guò)顆粒本身，只能繞道滲透，延 長(zhǎng)了滲透路線，起迷宮效應(yīng)。鈦合金納米高分子復(fù)合材料表面積很大又有化學(xué)作用，所以加 入少量就能起到顯著效果。三、鈦合金納米高分子復(fù)合材料有憎水性，通常的極性介質(zhì)和離 子很難通過(guò)涂膜。
[0011] 3、附著力高：鈦合金納米重防腐涂料的對(duì)于金屬、混凝土、木材、玻璃等均有優(yōu)良 附著力，其一因?yàn)殁伜辖鸺{米高分子復(fù)合材料的引入增加了活性羥基、醚鍵數(shù)量對(duì)涂覆面 形成了化學(xué)吸附。其二，所選樹脂固化時(shí)體積收縮很小，內(nèi)應(yīng)力不高，其三，樹指中的醚鍵使 分子鏈柔軟例于旋轉(zhuǎn)，可消除內(nèi)應(yīng)力，所以附著力高。
[0012]4、耐腐蝕性能好：其一，一般涂料的破壞都是由于腐蝕介質(zhì)沿分子和填料間的界 面或樹脂分子間的界面而進(jìn)行的，鈦合金納米重防腐涂料用化學(xué)鍵合與化學(xué)吸附阻塞了這 些通道；其二，涂層抗?jié)B透能力強(qiáng)，減緩腐蝕速度；其三鈦本身耐蝕性好；其四，化學(xué)鍵合與 化學(xué)吸附作用，阻止水、氧及其它腐蝕介質(zhì)的取代作用，使其不易發(fā)生腐蝕反應(yīng)，所以耐腐 蝕性能好。通常濕氣煤氣柜，刷3~4道粒狀顏料的環(huán)氧漆（約150~200ym)才能不銹 蝕，現(xiàn)刷一道純鈦合金納米重防腐涂料（約50-60ym)就可不再銹蝕，也就說(shuō)一道純鈦合金 納米重防腐涂料可代表3-4道粒狀顏料的環(huán)氧漆。
[0013] 試設(shè)想，100ym的鈦合金涂層，如果被納米顆粒飽和填充，則形成5000層20nm的 鈦合金顆粒立體網(wǎng)陣。而如果是2ym的顏填涂料則只有50層。且前者是化學(xué)鍵合形態(tài)， 后者是物理結(jié)合形態(tài)。可以推測(cè)水溶液分子要突破穿越網(wǎng)狀5000層的100ym鈦合金納米 重防腐涂料所遇到的"層障"和路徑至少是后者100倍甚至數(shù)百倍之多！

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是提供一種聚天門冬氨酸酯聚脲鈦合金納米重防腐涂料。
[0015]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0016]本發(fā)明的聚天門冬氨酸酯聚脲鈦合金納米重防腐涂料是由組份A和組份B組成， 組份A是由以下重量份的原料組成：PEA-lb1-40份、PEA-2b1-40份、流平劑0-1份、消泡 劑0-0. 2份、鈦白粉0-30份、硅微粉0-8份、高嶺土 0-8份、二甲苯0-5份、醋酸丁酯0-5份； 組份B是鈦合金納米粉體；組份A與組份B的重量比為2:1 ;PEA-lb與PEA-2b是聚天冬氨 酸酯聚脲類化合物。
[0017]優(yōu)選組份A是由以下重量份的原料組成：PEA-lb20份、PEA-2b20份、流平劑0. 5 份、消泡劑〇. 1份、鈦白粉15份、硅微粉5份、高嶺土 5份、二甲苯3份、醋酸丁酯3份。
[0018] 所述的PEA-lb的合成方法如下：
[0019] (1)室溫下將馬來(lái)酸二乙酯緩慢滴加到肪族伯胺4, 4' -二氨基環(huán)己基甲烷中，兩 者的摩爾比為1:1，滴加過(guò)程中控制溫度不超過(guò)60°C;在60~80°C加熱20h;
[0020] (2)脂肪胺與環(huán)氧樹脂的加成反應(yīng)：往步驟⑴的混合物中加入E-51雙酚A型環(huán) 氧樹脂，環(huán)氧樹脂與馬來(lái)酸二乙酯的摩爾