本發(fā)明屬于水性涂料領(lǐng)域，特別是涉及一種水性環(huán)保型防腐涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)今世界環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，涂料的加工和生產(chǎn)過(guò)程中釋放出大量的有害物質(zhì)會(huì)造成環(huán)境污染和損害施工人員的身體健康。為了控制污染和保護(hù)施工人員的健康，我國(guó)制定一系列措施限制高VOC涂料的使用。所以環(huán)保型防腐涂料成為涂料發(fā)展的重點(diǎn)。在眾多環(huán)保型涂料中，水性涂料是發(fā)展的重要方向。然而當(dāng)前水性涂料還存在一些技術(shù)性的問(wèn)題，所以改善水性涂料的防腐性己成為環(huán)保涂料發(fā)展中的重點(diǎn)。

在性能要求較高的防腐蝕涂料行業(yè)，也逐步實(shí)現(xiàn)水性化。但是目前從防腐蝕性能方面來(lái)看，水性涂料相比溶劑型涂料還有一定差距，現(xiàn)在人們主要在樹脂的優(yōu)化，樹脂與固化劑的配合使用，無(wú)毒型顏填料的甄選方面努力。防腐蝕填料的加入對(duì)防腐性能有一個(gè)正面的影響作用，但是在涂層的粘結(jié)性等方面，它的作用卻是負(fù)面的，在保證防腐蝕性能的前提下，適當(dāng)降低填料的加入量，就能較大幅度的提升涂層的綜合性能。

馬利納等利用水性醇酸做出的水性醇酸底漆耐水24h、耐鹽霧240h均無(wú)異常；水性醇酸面漆耐人工老化性能可達(dá)到500h，跟溶劑型醇酸漆無(wú)差異。環(huán)保方面VOCs只有1688/L，不含有重金屬鉛、鉻、福和汞。但是水性醇酸存在一些明顯的缺點(diǎn):涂膜干燥緩慢、硬度低、耐水性和耐腐蝕性差、戶外耐候性不佳等；加之水性醇酸樹脂在儲(chǔ)存過(guò)程中鍵會(huì)發(fā)生水解，性能有待改進(jìn)。王瑞宏等《自干型丙烯酸改性醇酸涂料的研制》所做的水性防腐涂料采用丙烯酸改性醇酸樹脂改善了水性醇酸涂料干燥慢、硬度低、耐水耐腐蝕耐候性不佳的缺點(diǎn)，其耐水和耐人工老化分別達(dá)到94h和900h，但其干燥性能還是不能令人滿意。CN200710047452.5號(hào)申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于鋼帶的水性涂料，是由環(huán)氧改性聚酯樹脂，交聯(lián)劑，顏料，固化催化劑和水均勻混合而成。該水性涂料具有快速干燥，漆膜堅(jiān)硬，金屬附著力強(qiáng)，柔韌性好，耐溶劑性佳，防腐蝕優(yōu)良，重金屬含量符合ROHS環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)異的性能。且VOC含量低，消除對(duì)環(huán)境的污染，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品。但是該涂料耐溶劑性穩(wěn)定性還需進(jìn)一步提高。

從現(xiàn)有的水性涂料的研究來(lái)看，水性涂料相比溶劑型涂料在工業(yè)應(yīng)用方面還存在一定的差距，其綜合性能是限制其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素，因此，開發(fā)具有優(yōu)異涂裝性能、耐候、耐腐蝕等綜合性能優(yōu)異的涂料是現(xiàn)階段研究的重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水性環(huán)保型防腐涂料及其制備方法，本發(fā)明所制備的涂料一方面不會(huì)發(fā)生起泡、泛白、龜裂和脫層等問(wèn)題，可牢固附著在金屬表面，具有良好的柔韌性和附著力；另一方面為水性環(huán)保型涂料，對(duì)環(huán)境友好，具有十分好的防腐和耐候特性。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種水性環(huán)保型防腐涂料，由如下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液80-100份，胺改性環(huán)氧樹脂固化劑20-40份，聚乙二醇15-25份，石墨烯粉3-6份，納米二氧化硅1-2份，生物防腐劑0.5-1份，防銹顏料6-12份，顏填料15-25份，去離子水20-30份。

作為優(yōu)選，環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液90份，胺改性環(huán)氧樹脂固化劑30份，聚乙二醇20份，石墨烯粉5份，納米二氧化硅1.5份，生物防腐劑0.6份，防銹顏料8份，顏填料20份，去離子水25份。

其中，所述生物防腐劑為選自香精油和者茶多酚中的一種或其組合。

所述防銹顏料為磷酸鋅、三聚磷酸鋁、磷酸鋅鋁、離子交換型防銹顏料和磷硅酸鋅中的一種或兩種以上的混合。

所述聚乙二醇的分子量為2000-6000。

所述顏填料選自金紅石型鈦白、沉淀硫酸鋇、滑石粉、碳酸鈣中的一種或幾種。

所述胺改性環(huán)氧樹脂固化劑為聚酰胺改性環(huán)氧樹脂固化劑。

并且，本發(fā)明還提供了所述水性環(huán)保型防腐涂料的制備方法，具體包括如下步驟：

(1)環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液的制備：按重量份數(shù)取10-20份的乳化劑OP-10、10-20份的丙烯酸類單體、適量NaHCO3以及20-30份的去離子水加入到反應(yīng)容器中，快速攪拌升溫至70-80℃后保溫0.5-1h；然后再取40-60份丙烯酸類單體、10-30份環(huán)氧樹脂E-44與30-60份有機(jī)硅VTES配制成混合溶液，將此混合溶液和適量引發(fā)劑同時(shí)滴加到前述混合液中，并升溫至80-85℃后保溫1-2h，之后降溫至30℃，加氨水調(diào)節(jié)pH值后即得所述環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液；

(2)水性環(huán)保型防腐涂料的制備：首先將石墨烯粉、納米二氧化硅加入去離子水中進(jìn)行分散處理，然后加入胺改性環(huán)氧樹脂固化劑、生物防腐劑、防銹顏料和顏填料進(jìn)行混合得到混合液A；然后將步驟(1)制備的環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液與聚乙二醇混合均勻得到混合液B；最后將混合液A和混合液B進(jìn)行攪拌混合一定的時(shí)間即得所述水性環(huán)保型防腐涂料。

其中，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨溶液，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2％。

本發(fā)明的技術(shù)效果為：(1)本發(fā)明使用高品質(zhì)的硅丙乳液，其本身具有耐候、耐水以及耐化學(xué)品性，并且還具有較好的成膜屬性，所形成的膠膜致密、堅(jiān)韌、光澤、附著力好，且本發(fā)明進(jìn)一步利用環(huán)氧對(duì)硅丙乳液進(jìn)行改性，使得硅丙乳液比水性聚合物乳液類的成膜物對(duì)基材的滲透能力更強(qiáng)，能深入滲透銹蝕底層，與銹蝕層作用而起到極佳的防腐效果；(2)本發(fā)明選擇環(huán)境友好型防腐顏料及功能助劑，無(wú)毒環(huán)保，滿足企業(yè)安全生產(chǎn)以及施工人員的健康的需求；(3)本發(fā)明采用水性多元胺固化劑對(duì)環(huán)氧硅丙乳液進(jìn)行交聯(lián)改性，有效提高漆膜初期耐水性、耐腐蝕性，漆膜綜合性能達(dá)到同類型溶劑型產(chǎn)品行業(yè)指標(biāo)；(4)本發(fā)明添加生物防腐劑，其環(huán)保特性優(yōu)異，不污染環(huán)境，進(jìn)一步加強(qiáng)了本發(fā)明涂料的防腐性能；(5)本發(fā)明通過(guò)選擇合適的原料，調(diào)整原料的含量處于最優(yōu)的比例，使各原料的性能相互協(xié)調(diào)配合，得到綜合性能十分優(yōu)異的防腐涂料，其性能十分接近于工業(yè)溶劑型涂料，為水性涂料的應(yīng)用提供了可能。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述：

實(shí)施例1

一種水性環(huán)保型防腐涂料，由如下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液90份，聚酰胺改性環(huán)氧樹脂固化劑30份，聚乙二醇10份，石墨烯粉5份，納米二氧化硅1.5份，生物防腐劑香精油0.8份，防銹顏料磷酸鋅9份，顏填料金紅石型鈦白20份，去離子水25份。

實(shí)施例2

一種水性環(huán)保型防腐涂料，由如下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液80份，聚酰胺改性環(huán)氧樹脂固化劑20份，聚乙二醇15份，石墨烯粉3份，納米二氧化硅1份，生物防腐劑香精油0.5份，防銹顏料磷酸鋅6份，顏填料滑石粉15份，去離子水20份。

實(shí)施例3

一種水性環(huán)保型防腐涂料，由如下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液100份，聚酰胺改性環(huán)氧樹脂固化劑40份，聚乙二醇25份，石墨烯粉6份，納米二氧化硅2份，生物防腐劑茶多酚1份，防銹顏料三聚磷酸鋁12份，顏填料金紅石型鈦白25份，去離子水30份。

實(shí)施例4

一種水性環(huán)保型防腐涂料，由如下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液85份，聚酰胺改性環(huán)氧樹脂固化劑25份，聚乙二醇18份，石墨烯粉4份，納米二氧化硅1.2份，生物防腐劑茶多酚0.7份，防銹顏料三聚磷酸鋁8份，顏填料滑石粉18份，去離子水24份。

實(shí)施例5

一種水性環(huán)保型防腐涂料，由如下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液95份，聚酰胺改性環(huán)氧樹脂固化劑35份，聚乙二醇22份，石墨烯粉5份，納米二氧化硅1.6份，生物防腐劑茶多酚0.8份，防銹顏料磷酸鋅鋁10份，顏填料沉淀硫酸鋇22份，去離子水28份。

實(shí)施例6

一種水性環(huán)保型防腐涂料，由如下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液87份，聚酰胺改性環(huán)氧樹脂固化劑32份，聚乙二醇19份，石墨烯粉5份，納米二氧化硅1.7份，生物防腐劑香精油0.8份，防銹顏料磷硅酸鋅11份，顏填料沉淀硫酸鋇17份，去離子水23份。

對(duì)比例1

一種水性環(huán)保型防腐涂料，由如下重量份的原料組成：硅丙乳液90份，聚酰胺改性環(huán)氧樹脂固化劑30份，聚乙二醇10份，石墨烯粉5份，納米二氧化硅1.5份，生物防腐劑香精油0.8份，防銹顏料磷酸鋅9份，顏填料金紅石型鈦白20份，去離子水25份。

實(shí)施例7

實(shí)施例1-6以及對(duì)比例1所述水性環(huán)保型防腐涂料的制備方法，包括如下步驟：

(1)環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液的制備：按重量份數(shù)取15份的乳化劑OP-10、15份的丙烯酸類單體、適量NaHCO3以及25份的去離子水加入到反應(yīng)容器中，快速攪拌升溫至75℃后保溫0.7h；然后再取50份丙烯酸類單體、20份環(huán)氧樹脂E-44與50份有機(jī)硅VTES配制成混合溶液，將此混合溶液和適量引發(fā)劑過(guò)硫酸銨溶液同時(shí)滴加到前述混合液中，并升溫至82℃后保溫1.5h，之后降溫至30℃，加氨水調(diào)節(jié)pH值后即得所述環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液；

(2)水性環(huán)保型防腐涂料的制備：按配方比例首先將石墨烯粉、納米二氧化硅加入去離子水中進(jìn)行分散處理，然后加入胺改性環(huán)氧樹脂固化劑、生物防腐劑、防銹顏料和顏填料進(jìn)行混合得到混合液A；然后將步驟(1)制備的環(huán)氧樹脂改性硅丙乳液與聚乙二醇混合均勻得到混合液B；最后將混合液A和混合液B進(jìn)行攪拌混合一定的時(shí)間即得所述水性環(huán)保型防腐涂料。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1-6以及對(duì)比例1所述涂料的性能進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果如下表1：

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。