[发明专利]水性无机防腐涂料、防腐涂层及其应用

说明书

本发明提供了一种水性无机防腐涂料、防腐涂层及其应用。该水性无机防腐涂料包括A组分和B组分，A组分包括酸性磷酸盐、石墨烯和水，B组分包括碱性原料和水，碱性原料为碱性金属氧化物和/或碱性金属氢氧化物。将酸性磷酸盐作为组分A保存，将碱性原料作为组分B保存，这能够控制水性无机防腐涂料的固化时间。石墨烯具有超强的屏蔽性、3D结构、高强度等特点，酸性磷酸盐和碱性金属氧化物/氢氧化物及石墨烯的共同使用有利于提高水性无机防腐涂料形成的涂层的耐腐蚀性、防火性、耐磨性和柔韧性，抑制涂层的收缩和龟裂，进而提高涂层的整体强度和附着力。同时由于A组分和B组分中均含有水，这使得上述涂料还具有粘度低，适合喷涂的优点。

技术领域

本发明涉及防腐涂料领域，具体而言，涉及一种水性无机防腐涂料、防腐涂层及其应用。

背景技术

磷酸盐水泥具有优异的强度和硬度，并对金属具有良好的附着力。磷酸盐水泥也具有优异的化学稳定性和抗压强度，其柔韧性优于硅酸盐水泥。另外，磷酸盐水泥很少或根本没有开孔率，因而可以用来防水和密封。与陶瓷一样，磷酸盐水泥都是防火的，电阻很高，而且通常是非导电的，因而也是很好的隔热和隔音材料。

在固化过程中，磷酸盐水泥会经历酸-碱反应。一般来说，酸成分是磷酸或磷酸盐，例如磷酸镁、磷酸钙或磷酸铵。碱成分是煅烧氧化镁。混合时，酸与碱快速反应形成水泥状金属磷酸盐。磷酸盐水泥通过放热反应形成，并快速凝固凝聚。

传统上，磷酸盐水泥几乎完全用于牙科、生物、道路修补和特种耐火材料。这是因为磷酸盐水泥的价格比硅酸盐水泥高很多，而且无法大量使用。因为磷酸盐反应的高放热性会导致磷酸盐水泥快速凝固并凝聚成团，同时产生大量的热量。硅酸盐水泥在水化过程产生的热量会慢慢消散，而磷酸盐水合反应的热量会迅速上升，且伴随着巨大的热量变化。这就导致磷酸盐水泥凝固太快，除了道路修补之外，其它应用都不可行。

虽然磷酸盐水泥的优越性具备广泛的应用，但是它们的反应性不适合大规模混合、浸涂、刷涂、辊涂和喷涂，因为增稠太快会堵塞喷嘴、针阀、柔管和容器。磷酸盐水泥不适合喷涂，主要是因为喷涂装置的孔径和管道太小，无法容纳高密度和高粘度磷酸盐水泥的流动。而且，喷涂设备都很昂贵，会被喷枪软管、喷嘴和容器中的磷酸盐水泥凝固所破坏。此外，由于喷射磷酸盐水泥是消散酸碱反应产生多余废热的主要方法，堵塞的喷涂管线或喷嘴会导致喷涂系统过热，从而增加火灾危险和密闭容器的爆炸。另外，喷涂设备中水泥混合物过热也会提高反应速率，从而产生更多的热量，并有可能造成喷枪和软管中进一步聚集，从而导致灾难性失控反应。

目前，还没有一种磷酸盐水泥可以通过传统的喷涂、浸涂或刷涂方式进行薄涂施工。因此，有必要开发一种反应速度可控的磷酸盐水泥材料，具有稳定的低粘度，适用于喷涂设备施工，可涂装在无需高要求表面处理的钢铁上，以满足高腐蚀性环境中钢铁长期保护的严酷需求，施工时无VOC排放，从而确保其符合极其严格的安全和环保法规。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水性无机防腐涂料、防腐涂层及其应用，以解决现有的磷酸盐水泥固化速度不可控且粘度较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种水性无机防腐涂料，该水性无机防腐涂料包括A组分和B组分，其中，A组分包括酸性磷酸盐、石墨烯和水，B组分包括碱性原料和水，碱性原料为碱性金属氧化物和/或碱性金属氢氧化物。

进一步地，按重量份计，A组分还包括20～30份酸性磷酸盐，0.1～1份石墨烯和12～22份水，B组分包括12～23份碱性原料和12～24份水。

进一步地，A组分还包括酸性pH调节剂、第一助剂和第一填料，B组分还包括碱性pH调节剂、第二填料和第二助剂。

进一步地，按重量份计，A组分还包括0.1～0.3份酸性pH调节剂，0.3～1.2份第一助剂和3～7份第一填料，B组分还包括0.04～0.15份碱性pH调节剂，0.05～0.2份第二助剂和5～18份第二填料。