[发明专利]一种硅氧烷杂化防腐蚀涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅氧烷杂化防腐蚀涂料。

背景技术

随着国民经济的快速发展，以及我国对海洋资源的大力开发，在海洋及其周边，建造钢结构的规模正日益扩大，特别是跨海大桥、海上平台等海洋钢结构，受到海洋性气候中高湿度、高盐雾和强烈紫外线等因素的影响，其钢结构的腐蚀速度和程度要远远高于内陆大气环境，为此制定了海洋工程防腐蚀标准。目前被业界广泛接受的海洋工程涂层标准是ISO20340。该标准要求海洋大气环境使用的有机涂层经过4200h循环老化试验后，以富锌涂料为底漆的配套涂层体系的腐蚀蔓延单边扩蚀≤3mm；以非富锌涂料为底漆的配套涂层体系的腐蚀蔓延单边扩蚀≤8mm。目前最常使用的高固体环氧防腐蚀涂料，其涂膜4200h循环老化后，其单边的涂膜腐蚀蔓延超过8mm，不符合该标准要求；在海洋大气环境中广泛用作底漆的富锌涂料，其中无机富锌涂料的耐腐蚀性优于环氧富锌涂料，其涂膜4200h循环老化后，单边的涂膜腐蚀蔓延≤3mm，符合该标准要求，但是其耐腐蚀性受下道涂层（例如，无机硅酸锌底漆的中间漆）的影响较大。

发明内容

本发明的目的是:提供一种硅氧烷杂化防腐蚀涂料，在钢材上有优异的附着力和耐腐蚀性能且用于无机硅酸锌底漆的中间漆，有良好渗透性、耐腐蚀性。

实现本发明目的的技术方案是：一种硅氧烷杂化防腐蚀涂料组合物，其特征在于，由A组分和B组分构成，A组分与B组分的质量份比为100:20；

A组分由环氧树脂、改性树脂、颜料、填料、助剂和溶剂组成，在每100质量份的A组分中，环氧树脂20份、改性树脂8～12份、颜料和填料50～55份、助剂1～3份、余量为混合溶剂，其中，环氧树脂为低分子量的双酚A型或双酚F型液体环氧的一种或几种；改性树脂为有机硅改性环氧树脂，它是以每100质量份物料中含有正硅酸乙酯42份、苯基三甲氧基硅烷8份、γ－氨基丙基三烷氧基硅烷4.5份、水4份、盐酸1.5份、异丙醇25份、E-51环氧树脂10份和丙酮5份为原料，将正硅酸乙酯、苯基三甲氧基硅烷、异丙醇加入反应容器中，升温至40℃，开始滴加盐酸和水的混合物，1h滴加完毕后，在60～70℃保温4h，然后加入γ－氨基丙基三烷氧基硅烷，保温1h，形成含有氨基的硅氧烷树脂，再于搅拌下分批加入环氧树脂和丙酮的溶液，继续搅拌反应4h，冷却到常温制得的；

B组分由聚酰胺、氨基硅氧烷树脂、有机溶剂组成，在每100质量份的B组分中，聚酰胺50份、氨基硅氧烷树脂10～15份、余量为混合溶剂，其中，聚酰胺是二聚酸与多乙烯多氨的低聚合度产物；氨基硅氧烷树脂为DOW CORNING

上述硅氧烷杂化防腐蚀涂料组合物中，所述A组分中的环氧树脂为E51、E44、F51中的一种或几种；颜料为二氧化钛、炭黑、中铬黄、酞箐蓝中的一种或几种；填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、石英粉、云母粉、长石粉、硅灰粉、煅烧瓷土中的一种或几种；助剂为分散剂、消泡剂、触变剂、防沉剂中的一种或几种。

上述硅氧烷杂化防腐蚀涂料组合物中，所述B组分中的聚酰胺为Versmide v-140、BS850A、350A中的一种，其胺值在300～400mgKOH/g。

上述硅氧烷杂化防腐蚀涂料组合物中，A组分和B组分中所使用的混合溶剂是二甲苯与丁醇的的混合物，两者的质量比为2:1。

本发明的技术效果是：本发明技术方案的硅氧烷杂化防腐蚀涂料与现有同类涂料比较主要改进是：①在A组分中采用了特定配方和方法制得的改性树脂，即有机硅改性环氧树脂。该改性树脂的主体组分是正硅酸乙酯，在制备过程正硅酸乙酯中的部分乙氧基与苯基三甲氧基硅烷发生水解缩合反应，随后用γ－氨基丙基三烷氧基硅烷封端，形成含氨基的硅氧烷树脂，接着加入的环氧树脂的环氧基与之前所形成的含氨基的硅氧烷树脂的氨基反应，制得改性树脂，即有机硅改性环氧树脂，其所含的环氧基在与B组分混合后，与构成B组分的氨基硅氧烷树脂的氨基进行反应，参与交联固化，形成交联网络结构，将改性树脂中的-O-Si-O-键引入网络中，形成有机-无机杂化涂层，增强了涂层的耐热性和耐化学品性，增加了附着力，提高了耐蚀性；A组分的改性树脂分子链上正硅酸乙酯中未水解的乙氧基在涂膜的固化过程中，可继续水解，形成硅羟基，与金属底材上的活性基团形成化学键，增加涂层间的附着力，进而改进了涂层在金属底材上的耐腐蚀性，使得杂化涂料通过化学键合牢固粘附在金属底材上，水分子或其他腐蚀介质很难在金属界面置换防腐蚀涂层，提高了涂层抵御腐蚀蔓延的能力；同时改性树脂的加入，提高了B组分中氨基硅氧烷树脂在涂料体系中的相容性，二者协同使用，增加了涂料的无机成分，提高了涂料的整体性能；