本發(fā)明公開了一種車間底漆及其制備方法，屬于涂料制備
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：車間底漆，又被稱之為鋼材預(yù)處理底漆和保養(yǎng)底漆，是指鋼板經(jīng)噴射處理到一定級別后噴涂的第一道底漆，其主要作用是保護(hù)鋼板在制作（含焊接、切割、火工校正等）時少受大氣腐蝕，在船舶和大型鋼鐵結(jié)構(gòu)等建造中應(yīng)用非常廣泛。目前，對于車間底漆的質(zhì)量要求一般為：1、能采用高壓無氣噴涂并得到均勻的涂膜，漆膜厚度在20μm左右；2、在處于海洋大氣或工業(yè)大氣中其防銹能力至少應(yīng)有3個月；3、具有良好的耐沖擊和韌性，在焊接、切割和火工校正時漆膜熱影響區(qū)域較小和具有低毒性，尤其是漆膜受熱分解時不會產(chǎn)生過多的有害毒氣等。車間底漆種類繁多，目前常用的主要有環(huán)氧富鋅車間底漆、溶劑型無機(jī)富鋅車間底漆、水性無機(jī)富鋅車間底漆等，環(huán)氧富鋅車間底漆由鋅粉、環(huán)氧樹脂、聚酰胺固化劑等配制而成，主要優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)異的耐機(jī)械磨損性，同時焊割時漆膜燒損面?。蝗軇┬蜔o機(jī)富鋅車間底漆由鋅粉、正硅酸乙酯等配制而成，具有附著力強(qiáng)、機(jī)械性能優(yōu)良、熱加工時損傷面較小等突出性能；水性無機(jī)富鋅車間底漆則是由鋅粉、硅酸鹽水溶液等配制而成，具有優(yōu)異的焊接性能，能夠適應(yīng)先進(jìn)的焊接工藝的采用，提高生產(chǎn)效率，并能最大限度地減少焊縫的孔隙和氣孔，其耐高溫性能大大降低了火工矯正造成的鋼材變形并減少了熱影響面積和對背面涂層的影響。然而，這些常用的車間底漆在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)熱穩(wěn)定性差、耐候性不足以及底漆成膜后不穩(wěn)定等現(xiàn)象，極大的影響了底漆的防腐性能。尤其是在對油船及海上石油平臺中大型鋼鐵構(gòu)件預(yù)處理底涂用時，一種車間底漆及其制備方法情況較常見，底漆的防腐性能差對鋼結(jié)構(gòu)件的損害非常大。因此，亟待開發(fā)一種具有優(yōu)異防腐性、耐候性、熱穩(wěn)定性及成膜穩(wěn)定性的車間底漆產(chǎn)品。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的車間底漆在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)熱穩(wěn)定性差、耐候性不足以及底漆成膜后不穩(wěn)定的現(xiàn)象，影響底漆防腐性能的缺陷，提供了一種車間底漆及其制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種車間底漆，其特征在于，所述車間底漆由下述a組分和b組分混合而成：所述a組分的原料及其重量份為：1.5～2.0份有機(jī)膨潤土，10～15份石英粉，15～20份磷鐵粉，5～15份甲苯，8～20份異丁醇，30～40份復(fù)合膜片狀納米鋅粉；所述b組分的原料及其重量份為：15～30份硅酸乙酯-40，8～15份無水乙醇，1.0～1.2份甲基硅酸鈉，10～12份鹽酸。所述的石英粉為過800目篩的石英粉。所述的磷鐵粉為過1200目篩的磷鐵粉。所述的復(fù)合膜片狀納米鋅粉為鑭膜片狀納米鋅粉經(jīng)硅烷水解液浸泡處理2～3min后過濾干燥制得。所述的鑭膜片狀納米鋅粉為鋅粉蒸發(fā)冷凝后經(jīng)稀土鑭鹽處理液浸泡處理10～30min制得。所述的稀土鑭鹽處理液為5～15份過氧化氫，加入1000～1200份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～3%硝酸鑭溶液中混合均勻制得。所述的鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～3%。所述的車間底漆的制備方法，包括如下步驟：s1.取有機(jī)膨潤土、石英粉、磷鐵粉、甲苯、異丁醇裝入研磨機(jī)中研磨20～30min后，轉(zhuǎn)入高速分散機(jī)中分散10～20min，再加入復(fù)合膜片狀納米鋅粉，繼續(xù)分散20～30min，得a組份；s2.取硅酸乙酯-40、無水乙醇、甲基硅酸鈉裝入燒杯中，在50～55℃恒溫水浴下，以200～300r/min攪拌20～30min，再加入鹽酸，繼續(xù)攪拌1～2h，冷卻至室溫后得b組份；s3.按質(zhì)量比2.0:1～2.5:1，將a組份與b組份以200～300r/min攪拌混合5～8min，得車間底漆。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過將鋅粉蒸發(fā)冷凝成粉，活化并控制鋅粉的形貌，并利用稀土對鋅層的緩蝕作用，用稀土鹽處理液浸泡覆膜，再用硅烷水解液浸泡，封閉處理鑭膜，制得復(fù)合膜片狀納米鋅粉，改善鋅粉的熱穩(wěn)定性能和耐腐蝕性能，再通過硅酸乙酯中的烷氧基發(fā)生水解反應(yīng)，交聯(lián)固化成硅酸鋅鐵和硅酸鋅的復(fù)鹽，牢固地附著在鋼材表面，通過生成鋅的各種難溶堿式鹽，填沒涂層中的空隙，增加屏蔽性，起到犧牲陽極的保護(hù)作用，當(dāng)涂膜局部出現(xiàn)機(jī)械損傷或漏涂等缺陷時，在一定幾何尺寸范圍內(nèi)由于電流的流動可以對鋼基材起到保護(hù)作用，在防腐蝕電流流過的同時，鋅的產(chǎn)物沉積到漏出的鋼鐵表面上，可填充涂膜的孔隙，封閉涂膜的損傷部位，形成保護(hù)膜，避免大氣對鋼鐵構(gòu)件的腐蝕，有效延長鋼鐵構(gòu)件的使用壽命。具體實(shí)施方式量取100～150ml乙醇，加入1.0～1.5l去離子水中，以300～400r/min攪拌20～30min，得乙醇溶液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%乙酸溶液調(diào)節(jié)乙醇溶液ph至4.0～4.5后，再加入60～75ml乙烯基三乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌5～6h，得硅烷水解液，稱取300～500g鋅粉裝入真空爐中，抽至爐內(nèi)真空度為10～100pa后，加熱至700～800℃，再以200～300ml/min速率向爐內(nèi)持續(xù)通入氮?dú)?，保持爐內(nèi)壓力為8～10kpa，并加熱至800～850℃，保持溫度蒸發(fā)30～40min，得鋅蒸汽，以200～300ml/min速率持續(xù)向真空爐內(nèi)通入氮?dú)?，將所得鋅蒸汽導(dǎo)入鋪有陶瓷纖維布的冷凝管中冷凝成粉，待冷凝結(jié)束后，刮取并收集陶瓷纖維布表面的粉末，再將收集的粉末裝入研磨機(jī)中研磨，過600目篩，得片狀納米鋅粉，量取8～12ml過氧化氫，加入1.0～1.2l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%硝酸鑭溶液中，以300～400r/min攪拌20～30min，得鑭鹽處理液，再在65～70℃恒溫水浴下，將150～200g片狀納米鋅粉浸泡在鑭鹽處理液中10～30min后過濾得濾餅，用去離子水洗滌濾餅3～5次，得鑭膜片狀納米鋅粉，稱取100～120g鑭膜片狀納米鋅粉，加入硅烷水解液中，在40～45℃下浸泡處理2～3min，得混合液，再將混合液過濾，得濾渣，將濾渣置于干燥箱中，在60～70℃下干燥1～2h，得復(fù)合膜片狀納米鋅粉，再稱量1.5～2.0g有機(jī)膨潤土，10～15g過800目篩的石英粉，15～20g過1200目篩的磷鐵粉，5～10ml甲苯，10～15ml異丁醇裝入研磨機(jī)中研磨20～30min后，轉(zhuǎn)入高速分散機(jī)中分散10～20min，再加入30～40g復(fù)合膜片狀納米鋅粉，繼續(xù)分散20～30min，得a組份，量取20～25ml硅酸乙酯-40，10～15ml無水乙醇，1.0～1.2ml甲基硅酸鈉裝入500ml燒杯中，在50～55℃恒溫水浴下，以200～300r/min攪拌20～30min，再加入10～12ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%鹽酸，繼續(xù)攪拌1～2h，冷卻至室溫后得b組份，最后按質(zhì)量比2.0:1～2.5:1將a組份與b組份以200～300r/min攪拌混合5～8min，得車間底漆。實(shí)例1量取100ml乙醇，加入1.0l去離子水中，以300r/min攪拌20min，得乙醇溶液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%乙酸溶液調(diào)節(jié)乙醇溶液ph至4.0后，再加入60ml乙烯基三乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌5h，得硅烷水解液，稱取300g鋅粉裝入真空爐中，抽至爐內(nèi)真空度為10pa后，加熱至700℃，再以200ml/min速率向爐內(nèi)持續(xù)通入氮?dú)?，保持爐內(nèi)壓力為8kpa，并加熱至800℃，保持溫度蒸發(fā)30min，得鋅蒸汽，以200ml/min速率持續(xù)向真空爐內(nèi)通入氮?dú)猓瑢⑺娩\蒸汽導(dǎo)入鋪有陶瓷纖維布的冷凝管中冷凝成粉，待冷凝結(jié)束后，刮取并收集陶瓷纖維布表面的粉末，再將收集的粉末裝入研磨機(jī)中研磨，過600目篩，得片狀納米鋅粉，量取8ml過氧化氫，加入1.0l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%硝酸鑭溶液中，以300r/min攪拌20min，得鑭鹽處理液，再在65℃恒溫水浴下，將150g片狀納米鋅粉浸泡在鑭鹽處理液中10min后過濾得濾餅，用去離子水洗滌濾餅3次，得鑭膜片狀納米鋅粉，稱取100g鑭膜片狀納米鋅粉，加入硅烷水解液中，在40℃下浸泡處理2min，得混合液，再將混合液過濾，得濾渣，將濾渣置于干燥箱中，在60℃下干燥1h，得復(fù)合膜片狀納米鋅粉，再稱量1.5g有機(jī)膨潤土，10g過800目篩的石英粉，15g過1200目篩的磷鐵粉，5ml甲苯，10ml異丁醇裝入研磨機(jī)中研磨20min后，轉(zhuǎn)入高速分散機(jī)中分散10min，再加入30g復(fù)合膜片狀納米鋅粉，繼續(xù)分散20min，得a組份，量取20ml硅酸乙酯-40，10ml無水乙醇，1.0ml甲基硅酸鈉裝入500ml燒杯中，在50℃恒溫水浴下，以200r/min攪拌20min，再加入10ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%鹽酸，繼續(xù)攪拌1h，冷卻至室溫后得b組份，最后按質(zhì)量比2.0:1將a組份與b組份以200r/min攪拌混合5min，得車間底漆。實(shí)例2量取125ml乙醇，加入1.3l去離子水中，以350r/min攪拌25min，得乙醇溶液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%乙酸溶液調(diào)節(jié)乙醇溶液ph至4.3后，再加入67ml乙烯基三乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌5h，得硅烷水解液，稱取400g鋅粉裝入真空爐中，抽至爐內(nèi)真空度為55pa后，加熱至750℃，再以250ml/min速率向爐內(nèi)持續(xù)通入氮?dú)?，保持爐內(nèi)壓力為9kpa，并加熱至825℃，保持溫度蒸發(fā)35min，得鋅蒸汽，以250ml/min速率持續(xù)向真空爐內(nèi)通入氮?dú)?，將所得鋅蒸汽導(dǎo)入鋪有陶瓷纖維布的冷凝管中冷凝成粉，待冷凝結(jié)束后，刮取并收集陶瓷纖維布表面的粉末，再將收集的粉末裝入研磨機(jī)中研磨，過600目篩，得片狀納米鋅粉，量取10ml過氧化氫，加入1.1l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%硝酸鑭溶液中，以350r/min攪拌25min，得鑭鹽處理液，再在68℃恒溫水浴下，將175g片狀納米鋅粉浸泡在鑭鹽處理液中20min后過濾得濾餅，用去離子水洗滌濾餅4次，得鑭膜片狀納米鋅粉，稱取110g鑭膜片狀納米鋅粉，加入硅烷水解液中，在43℃下浸泡處理2min，得混合液，再將混合液過濾，得濾渣，將濾渣置于干燥箱中，在65℃下干燥1h，得復(fù)合膜片狀納米鋅粉，再稱量1.8g有機(jī)膨潤土，13g過800目篩的石英粉，18g過1200目篩的磷鐵粉，8ml甲苯，13ml異丁醇裝入研磨機(jī)中研磨25min后，轉(zhuǎn)入高速分散機(jī)中分散15min，再加入35g復(fù)合膜片狀納米鋅粉，繼續(xù)分散25min，得a組份，量取23ml硅酸乙酯-40，13ml無水乙醇，1.1ml甲基硅酸鈉裝入500ml燒杯中，在53℃恒溫水浴下，以250r/min攪拌25min，再加入11ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%鹽酸，繼續(xù)攪拌1h，冷卻至室溫后得b組份，最后按質(zhì)量比2.3:1將a組份與b組份以250r/min攪拌混合6min，得車間底漆。實(shí)例3量取150ml乙醇，加入1.5l去離子水中，以400r/min攪拌30min，得乙醇溶液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%乙酸溶液調(diào)節(jié)乙醇溶液ph至4.5后，再加入75ml乙烯基三乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌6h，得硅烷水解液，稱取500g鋅粉裝入真空爐中，抽至爐內(nèi)真空度為100pa后，加熱至800℃，再以300ml/min速率向爐內(nèi)持續(xù)通入氮?dú)?，保持爐內(nèi)壓力為10kpa，并加熱至850℃，保持溫度蒸發(fā)40min，得鋅蒸汽，以300ml/min速率持續(xù)向真空爐內(nèi)通入氮?dú)猓瑢⑺娩\蒸汽導(dǎo)入鋪有陶瓷纖維布的冷凝管中冷凝成粉，待冷凝結(jié)束后，刮取并收集陶瓷纖維布表面的粉末，再將收集的粉末裝入研磨機(jī)中研磨，過600目篩，得片狀納米鋅粉，量取12ml過氧化氫，加入1.2l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%硝酸鑭溶液中，以400r/min攪拌30min，得鑭鹽處理液，再在70℃恒溫水浴下，將200g片狀納米鋅粉浸泡在鑭鹽處理液中30min后過濾得濾餅，用去離子水洗滌濾餅5次，得鑭膜片狀納米鋅粉，稱取120g鑭膜片狀納米鋅粉，加入硅烷水解液中，在45℃下浸泡處理3min，得混合液，再將混合液過濾，得濾渣，將濾渣置于干燥箱中，在70℃下干燥2h，得復(fù)合膜片狀納米鋅粉，再稱量2.0g有機(jī)膨潤土，15g過800目篩的石英粉，20g過1200目篩的磷鐵粉，10ml甲苯，15ml異丁醇裝入研磨機(jī)中研磨30min后，轉(zhuǎn)入高速分散機(jī)中分散20min，再加入40g復(fù)合膜片狀納米鋅粉，繼續(xù)分散30min，得a組份，量取25ml硅酸乙酯-40，15ml無水乙醇，1.2ml甲基硅酸鈉裝入500ml燒杯中，在55℃恒溫水浴下，以300r/min攪拌30min，再加入12ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%鹽酸，繼續(xù)攪拌2h，冷卻至室溫后得b組份，最后按質(zhì)量比2.5:1將a組份與b組份以300r/min攪拌混合8min，得車間底漆。分別將實(shí)例1～3制得的車間底漆和溶劑型無機(jī)富鋅車間底漆（對比例1）、水性無機(jī)富鋅車間底漆（對比例2）噴涂在除油、拋丸除銹后的鋼板表面，控制底漆噴涂厚度均為20μm，待噴漆完成后，將鋼板于溫度為35～45℃條件下干燥60～80s，并對車間底漆進(jìn)行性能測試，其檢測結(jié)果如下表：檢測項(xiàng)目實(shí)例1實(shí)例2實(shí)例3對比例1對比例2耐高溫溫度/℃650720750620700干膜時間（s）457040100120耐中性鹽霧性能無無無有無附著力/級11012防銹期/月87976備注：耐中性鹽霧性能是分別將涂有不同車間底漆的鋼板用5%的氯化鈉鹽水溶液浸泡96h，觀察鋼板表面車間底漆有、無起泡、生銹現(xiàn)象。從上表可以看出，本發(fā)明制得的車間底漆具有較好的熱穩(wěn)定性、成膜穩(wěn)定性以及較強(qiáng)的附著力，且本發(fā)明車間底漆耐候性較好，能有效提高底漆防銹性能，具有較好的使用前景。當(dāng)前第1頁12