[发明专利]一种自防腐水性有机富锌涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种自防腐水性有机富锌涂料及其制备方法，包括如下重量份原料：30‑50份水性有机树脂，3‑5份导电填料，0.05‑1.0份消泡剂，1‑3份固化剂，46‑70份改性锌粉；采用水性有机树脂代替高溶剂型有机树脂，所制备的涂料有机含量低，挥发性小，安全性高，环境相融性好；锌粉占比更高，涂层导电性更优，可迅速将腐蚀产生的电流快速传至外界环境中，防止腐蚀进一步的发生，以插层水滑石改性锌粉代替普通球状锌粉，水滑石层间阴离子与腐蚀阴离子发生离子交换，防止了腐蚀离子进一步下渗。

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，具体地，涉及一种自防腐水性有机富锌涂料及其制备方法。

背景技术

溶剂型有机富锌涂料凭借着优异的物理阻隔、阴极电化学保护及施工便捷性，使其作为一种重防腐底漆广泛用于钢结构表面大气防腐。该类涂料多以有机溶剂为稀释剂，以有机环氧类树脂为主要成膜物质，以高目数球状锌粉为主要颜填料制备而成。

有机富锌涂料凭借着优异的物理屏蔽性及阴极电化学保护作用为基材提供长时有效的防护。在腐蚀前期，涂层优异的屏障性可有效延缓腐蚀介质及离子，如H₂O、Cl^-、H⁺、Na⁺的腐蚀渗透，在腐蚀中后期，高含量锌粉可替代铁基材发生电化学腐蚀，进而实现对钢结构设备的有效防护。

近年来，随着环保意识的提高，对涂料的环保性、碳排放指标、防腐性提出了新的要求。在此大背景下，传统有机富锌涂料表现出多种弊端：其一，该类涂料锌粉含量一般在30％-50％，锌粉含量较低导致涂层电化学防护性能有限；其二，球状锌粉彼此交错重叠形成的孔隙结构为腐蚀介质下渗提供了渠道；其三，作为一种有机涂料，其本身的有机溶剂及树脂含量较高，涂层有机小分子(VOCs) 排放值高，对环境造成一定的污染性。

因此，如何降低有机富锌涂料的溶剂占比，降低VOCs排放，在提高锌粉含量的同时有效避免因球状锌粉重叠引起孔隙率的增加的问题是开发新型有机富锌涂料研究的重点和难点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种自防腐水性有机富锌涂料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种自防腐水性有机富锌涂料，包括如下重量份原料：30-50份水性有机树脂，3-5份导电填料，0.05-1.0份消泡剂，1-3份固化剂，46-70份改性锌粉；

所述导电填料包括如下步骤制成：

步骤S1、将氧化石墨烯加入质量分数10％稀盐酸溶液中，超声分散2h，之后加入聚乙烯吡咯烷酮，继续超声分散1h，制得悬浮液，控制氧化石墨烯、稀盐酸溶液和聚乙烯吡咯烷酮的用量比为0.5g∶100mL∶0.5g；

步骤S2、将制成的悬浮液置于冰水浴中，加入质量分数15％吡咯水溶液，高速搅拌1h，制得混合液a，之后加入引发剂溶液，磁力搅拌10h，之后静置12h，分别用丙酮和去离子水洗涤三次，制得混合液b，控制悬浮液、吡咯水溶液和引发剂溶液的用量比为100mL∶50mL∶100mL；

步骤S3、将混合液b超声1h后滴加质量分数10％氨水溶液调节pH，直至pH＝11，之后加入水合肼，继续超声1h，之后升温回流24h，洗涤、烘干，制得导电填料，控制混合液b和水合肼的体积比为1∶1。

进一步地：所述水性有机树脂为水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性氨基丙烯酸树脂等中的一种或多种。

进一步地：所述引发剂溶液为过硫酸钠和质量分数10％稀盐酸溶液按照 5g∶100mL的用量比混合而成。

进一步地：所述改性锌粉为插层水滑石改性锌粉，包括如下步骤制成：