[发明专利]应用磷酸锌系复合防锈颜料的水性环氧防腐涂料制备方法

说明书

本发明涉及金属防腐领域，旨在提供一种应用磷酸锌系复合防锈颜料的水性环氧防腐涂料制备方法。该方法包括：往分散机的料缸中依次加入去离子水、助溶剂、助剂、防锈颜料、颜填料，转速1000～2000rpm下分散30～60min；降低分散机的转速至300～800rpm，然后加入水性环氧树脂，继续搅拌20～40min，得A组分；在使用时将B组分环氧固化剂加入A组分中，搅拌均匀后得到水性环氧防腐涂料。本发明能克服现有技术中溶解度低、水解性差，防锈活性不高，显效延时，防“闪锈”能力差等缺陷；通过共同研磨能提高有机防锈颜料在无机防锈颜料表面负载效率，能充分发挥出有机‑无机、无机‑无机等防锈颜料间协同增强作用。轻易实现工业化生产，适用于港口、码头工程机械及船舶、海洋钢构等领域。

技术领域

本发明涉及一种应用磷酸锌系复合防锈颜料的水性环氧防腐涂料制备方法，属于金属防腐领域。

背景技术

金属材料以其优良的机械性能和工艺性能在材料领域占有重要的地位，但金属腐蚀也给人类社会造成了巨大的损失，如金属材料制造的储运装备、石化设备、钢构厂房、船舶、工程机械等，由于长期受化学或电化学作用而被损失破坏，造成大量的经济损失。针对金属腐蚀问题，可采用多种技术进行保护，减缓或阻止金属的腐蚀，其中最有效、最常用的方法是在金属表面涂覆防腐蚀涂层，以隔绝腐蚀介质与金属基底接触，达到防腐的目的。当前，金属防腐蚀涂料主要以油性涂料为主，涂装过程有大量的有机溶剂挥发，严重污染大气，影响人类身体健康。如今，环境保护日益受到重视，无污染，无公害，节约能源已成为今后涂料的发展原则，而水性防腐蚀涂料因其挥发物少，对环境、人体危害小，正逐渐取代传统油性涂料，成为未来发展的主流，但目前水性防腐涂料性能仍落后于油性涂料。

水性防腐涂料防腐性能强弱主要依赖于水性树脂和防锈颜料。而目前主要使用的防锈颜料是磷酸锌。磷酸锌无毒性，对皮肤无刺激作用，不含铅、铬等有害重金属元素，热稳定性好，能显著改善涂料的耐磨、耐腐蚀性能。但磷酸锌存在溶解度低、水解性差，防锈活性不高，显效延时，形成有效保护膜时间太长，不能用于临时性保护涂料和克服“闪锈”问题，导致磷酸锌防锈颜料开发应用受到了很大限制。为实现磷酸锌防锈颜料全面取代传统有毒重金属防锈颜料的目的，必须对磷酸锌进行改性，提高磷酸锌系防锈颜料活性。

当前，将磷酸锌系防锈颜料粒径纳米化以及将磷酸锌系防锈颜料与有机防锈颜料复合(称之为“第四代”磷酸锌系防锈颜料)是两大研究方向，如CN201210569946.0公开了一种高效磷酸锌微纳米防腐剂的制备方法，该方法采用循环超声空化效应和高温高压水浴热效应同步协同调控，制备出高效的磷酸锌微纳米防腐剂，产品纯度高、结晶度完整，粒径分布范围窄且分散性好，有效防腐时间长达1056h，远远优于市售磷酸锌防腐材料。F.Askariet al(Synthesis and characterization of the fourth generation of zincphosphate pigment in the presence of benzotriazole,Dyes and Pigments,124(2016),18-26)通过共沉淀法制备了磷酸锌钾/苯并三氮唑(BTA)复合防锈填料，研究结果表明BTA通过物理吸附和N-Zn配位作用与磷酸锌钾结合在一起，其防腐性能优于磷酸锌和磷酸锌钾。

现有技术虽然在将磷酸锌系防锈颜料粒径纳米化方面虽然取得了较好的效果，但它们都存在一定缺陷。例如，有的在制备过程中采取了超声辅助，有的采取了三级串联研磨反应。首先，超声辅助法制备纳米材料时发热量大，设备要求高，很难实现大规模生产，且超声结束后，粒子容易团聚，颗粒尺寸分散范围较宽；其次，三级串联研磨反应法制备纳米磷酸锌，设备复杂，投资大，且反应原料磷酸是强酸，对设备腐蚀性大，制备的磷酸锌粒径也主要在数百纳米左右。此外，上述公开的磷酸锌系/BTA复合防锈颜料都是通过在磷酸锌系盐合成过程中原位复合BTA制备而成的，但BAT会导致磷酸锌系防锈颜料晶体缺陷，且制备的复合防锈颜料粒径仍较大(10μm左右)，磷酸锌系盐的活性仍较低。

发明内容