[发明专利]含锌涂层

说明书

本发明的目的是为了解决现有的用于防腐领域的含锌涂层中锌消耗速率过快，导致的含锌涂层的防腐性能容易发生迅速劣化的问题。通过添加阻隔材料并调节其在涂层中的含量，精心控制涂层的干燥条件，使阻隔材料在涂层表面形成一层致密的阻隔层，从而使含锌涂层对水、氧气等的阻隔能力大幅提升，有效降低了涂料中锌的消耗速度，提升了含锌涂料的耐盐雾时间，并保持漆膜韧性，适合实际应用。根据本发明，可以通过简单步骤、低成本的原料制备得到高性能的防腐涂料，应用前景更为广泛。

技术领域

本发明涉及防腐涂料及涂层领域，具体涉及一种具有阻隔层的含锌涂层。

背景技术

金属作为重要工程材料被广泛使用的同时，也一直面临着金属腐蚀的严峻课题。每年仅因腐蚀所造成的直接经济损失约占各国国民经济总产值的1～4％，腐蚀生锈的钢铁约占各国钢铁年产量的20％。在中国的情况不容乐观，每年因金属腐蚀造成的经济损失接近国民生产总值的4％，甚至超过了火灾、风灾和地震造成损失的总和。由于金属的腐蚀，造成了资源和能源的大量浪费和损失，更是给长期使用的机械装置和设备带来巨大的安全隐患。因此对于高性能防腐涂料的需求始终迫切。

为了实现苛刻使用条件下的金属防腐，解决办法之一是通过在防腐涂料中添加锌从而达到延长防腐时间的效果。对于锌在涂料中的防腐机理，业界比较流行的主要有两种，即金属锌的阳极牺牲效果以及提供涂料的阻隔性能。

关于金属锌的阳极牺牲效果而言，在防腐涂料的实际应用中一般添加锌粉作为阳极优先于被保护的金属被氧化，从而提升防腐时间。但是，非专利文献1中指出含锌涂料中，锌粉含量达到一定值后，防腐时间不会随着锌粉含量的增加而延长。如果锌粉含量高，还可能导致漆膜起泡，因此有必要考虑通过牺牲阳极以外的方法提高防腐时间。

另一提高防腐性能延长涂层的防腐时间的方法为提升涂层对水和氧气的阻隔性。一般的解决方法为通过添加无机填料并使其均匀分散在涂层中，在涂层中对水分子、氧气分子等的侵入形成迷宫效应，延长水分子、氧气分子等侵入涂层的路径，从而减缓对底层金属的腐蚀。例如，专利文献1中，通过制备一种表面改性的多层石墨微片，使石墨微片表面含有丰富的羧基基团，无需剧烈搅拌就能均匀稳定地分散于防腐涂料中，进而制备得到均匀含有石墨微片的防腐涂层。该方法的问题在于，由于石墨微片在防腐涂层中呈均匀分散的状态，因此仅能提供有限的阻隔效果。

因此上述方法仍然存在防腐时间有限的问题。为了节约能源与材料，也为了降低因反复涂刷带来的成本，有必要进一步降低防腐涂层的水氧透过率并进一步延长其耐盐雾时间。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：谢德明等.富锌漆研究进展.中国腐蚀与防护学报,2004,24,5:314-320

专利文献

专利文献1：CN110105846A

发明内容

鉴于以上现有技术，本发明的目的是提供一种具有低水透过率、低氧气透过率、低锌消耗速度、长耐盐雾时间及高漆膜韧性的含锌涂层。对此，本发明人发现通过使涂层的上表面形成为具有特定厚度的阻隔层，能够实现上述目的。

本发明中的含锌涂层具有以下构成。

本发明提供一种含锌涂层，其上表面为一层阻隔层，所述阻隔层的厚度占整个含锌涂层的厚度的1％至6.5％。

本发明中，涂层的上表面是指涂层的远离被保护的金属基板一侧的表面。本发明中的阻隔层是指对水、氧气具有阻隔效果的层状构造，主要由树脂和阻隔材料构成。涂层中阻隔层下面为涂层基层，主要由树脂、锌粉和其他添加剂组成，其阻隔效果相比阻隔层较弱。