本發(fā)明涉及一種涂料，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、防腐底漆是以中分子環(huán)氧樹(shù)脂、特種樹(shù)脂、鐵紅、防銹顏料、助劑和溶劑等組成的漆料為一組分，另一組分為胺固化劑的雙組分自干涂料。主要特性鐵紅及鋅粉的保護(hù)作用使涂膜具有十分突出的防銹性能；漆膜硬度高；耐高溫；干燥性能超群；高附著力，良好的機(jī)械性能。

2、溶劑型涂料中含有大量的溶劑，溶劑通常為揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)。這些揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)在涂料成膜時(shí)會(huì)揮發(fā)掉，這不僅造成了資源浪費(fèi)，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。另外，涂料成膜時(shí)，溶劑的揮發(fā)會(huì)使涂層形成針孔、縮孔等缺陷；水、氧氣及腐蝕介質(zhì)會(huì)通過(guò)涂層的針孔、縮孔等滲透到基材中，使基材發(fā)生腐蝕；而腐蝕產(chǎn)物的膨脹又會(huì)使涂層破裂，造成涂層脫落、起泡等現(xiàn)象，最終使涂料失去防腐作用。

3、目前，防腐底漆多為溶劑型涂料，存在因溶劑揮發(fā)產(chǎn)生的“資源浪費(fèi)、對(duì)環(huán)境造成破壞、容易失去防腐作用”的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有溶劑型防腐底漆存在的“資源浪費(fèi)、對(duì)環(huán)境造成破壞、容易失去防腐作用”的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆及其制備方法和應(yīng)用。

2、本發(fā)明研究制備了一種硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚。進(jìn)一步，在環(huán)氧樹(shù)脂、增韌劑、稀釋劑和活性稀釋劑的基礎(chǔ)上，添加所制備的硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚作為基料，開(kāi)發(fā)出一種低粘度、超高固含的環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆。再進(jìn)一步，利用腰果酚改性脂肪胺作為固化劑，制備出一種揮發(fā)性物質(zhì)含量低、固含量高、力學(xué)性能優(yōu)異、耐腐蝕能力強(qiáng)的環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆。

3、本發(fā)明的目的之一在于提供一種環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆。

4、所述環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆由主劑和固化劑組成；

5、所述主劑是由包含以下組分的原料攪拌混合而得：以原料總重為100％計(jì)，

6、

7、所述硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚的結(jié)構(gòu)式如式(i)所示；

8、

9、式(i)中，n＝1、2或3，r為-c15h31-n；

10、所述環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆中，主劑和固化劑各自封裝。使用的時(shí)候按照常規(guī)比例混合即可。所述主劑和固化劑的質(zhì)量比可以為100：(10～20)，例如100：15。

11、所述環(huán)氧樹(shù)脂可以選自現(xiàn)有任意一種以上可以用于底漆的環(huán)氧樹(shù)脂，例如：雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂。雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂的涂料硬度較高、價(jià)格低；雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂的涂料韌性較好、價(jià)格高；優(yōu)選采用雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂混用。

12、所述增韌劑可以選自現(xiàn)有任意一種以上可以用于底漆的增韌劑，優(yōu)選選用腰果酚改性環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑(腰果殼油改性增韌劑)。例如，卡德萊公司的腰果殼油改性環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑nc-514。

13、所述稀釋劑可以選自現(xiàn)有任意一種以上可以用于底漆的稀釋劑，優(yōu)選選用腰果酚基活性環(huán)氧稀釋劑。例如，卡德萊公司的腰果殼油改性環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑，nc-514。

14、所述活性稀釋劑為1.6己二醇二縮水甘油醚。

15、所述硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚的結(jié)構(gòu)式中n的取值不同，所制備的底漆的耐腐蝕性能、柔韌性、與基材間附著力性能會(huì)有差異。相對(duì)于硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚中包含n＝3的結(jié)構(gòu)式，硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚中僅包含n＝1或2的結(jié)構(gòu)式時(shí)所制備的底漆耐腐蝕性能、柔韌性、與基材間附著力性能明顯提高。因此，作為優(yōu)選方案，所述硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚的結(jié)構(gòu)式中n＝1或2。

16、所述硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚的制備方法包括：不飽和度小于等于2的腰果酚縮水甘油醚和五甲基二硅氧烷，在卡斯特催化劑催化作用下，于110-130℃反應(yīng)2-4h，然后降溫至70-80℃，繼續(xù)反應(yīng)1-2h，過(guò)濾，濾液經(jīng)過(guò)減壓蒸餾，得到淡黃色液體；所述淡黃色液體即為所述硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚。所用不飽和度小于等于2的腰果酚縮水甘油醚可以通過(guò)市購(gòu)?fù)緩将@得。

17、例如：取不飽和度小于等于2腰果酚縮水甘油醚90g置于500ml燒瓶中，再加入64g五甲基二硅氧烷及適量卡斯特催化劑，將反應(yīng)物攪拌升溫至120℃反應(yīng)3h，然后降溫至75℃，繼續(xù)反應(yīng)1.5h后過(guò)濾，濾液經(jīng)過(guò)減壓蒸餾得到淡黃色液體即為所述硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚。

18、所述固化劑可以選自現(xiàn)有任意一種以上可以用于底漆的固化劑，優(yōu)選為脂肪胺固化劑，更優(yōu)選選用腰果酚改性脂肪胺。例如，常熟耐素生物材料科技有限公司生產(chǎn)的718c型腰果酚改性脂肪胺固化劑。相對(duì)于其他脂肪胺固化劑，選用腰果酚改性脂肪胺后獲得的防腐底漆的耐腐蝕性能、柔韌性、與基材間附著力性能有所提升。

19、所述主劑還包括助劑，所述助劑選自分散劑、消泡劑、流平劑、偶聯(lián)劑、顏填料中的一種以上；所述顏填料包括氣相二氧化硅、鈦白粉和絹云母。以原料總重為100％計(jì)，分散劑、消泡劑、流平劑、偶聯(lián)劑、顏填料的用量如下：

20、

21、一種環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆，由主劑和固化劑按照質(zhì)量比為100：(10～20)組成；所述主劑是由包含以下組分的原料攪拌混合而得：以原料總重為100％計(jì)，

22、雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂35～55％；

23、硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚5～10％；

24、腰果酚改性環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑10～20％；

25、腰果酚基活性環(huán)氧稀釋劑2～5％；

26、1.6己二醇二縮水甘油醚2～5％；

27、分散劑0.1～0.5％；

28、消泡劑0.1～0.5％；

29、流平劑0.1～0.5％；

30、偶聯(lián)劑0.1～0.5％；

31、氣相二氧化硅1～2％；

32、鈦白粉10～15％；

33、絹云母3～6％；

34、其中，氣相二氧化硅、鈦白粉和絹云母為顏填料；

35、固化劑為腰果酚改性脂肪胺；

36、所述硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚的結(jié)構(gòu)式如式(i)所示；

37、

38、式(i)中，n＝1或2，r為-c15h31-n。

39、本發(fā)明的配方中，還可以添加本領(lǐng)域的常規(guī)助劑。其用量為常規(guī)用量，技術(shù)人員可以依據(jù)實(shí)際情況選擇添加。

40、本發(fā)明的的目的之二在于提供一種發(fā)明目的之一所述的環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆的制備方法。

41、所述環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆的制備方法包括：

42、按照所述原料的質(zhì)量百分比，將除助劑以外的主劑拌均勻后，加入助劑攪拌至60-75℃，充分活化助劑，得到所述主劑；將助劑與固化劑按照所述質(zhì)量比混合均勻，獲得所述環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆。

43、一種環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆的制備方法包括：將硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚、1.6己二醇二縮水甘油醚、腰果酚基活性環(huán)氧稀釋劑、腰果殼油改性環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑、雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂、加入攪漆罐，攪拌5～10分鐘，均勻后，加入流平劑，高速攪拌20分鐘；攪拌下加入顏填料、偶聯(lián)劑、分散劑、消泡劑，高速攪拌至60-75℃，充分活化助劑，測(cè)細(xì)度達(dá)到60微米以下出料。

44、本發(fā)明的目的之三在于提供一種發(fā)明目的之一所述的環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆的應(yīng)用。發(fā)明目的之一所述的環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆在船舶、海洋鉆井平臺(tái)等重腐領(lǐng)域的應(yīng)用。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

46、本發(fā)明利用五甲基二硅氧烷對(duì)腰果酚縮水甘油醚進(jìn)行改性，合成了一種硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚；并利用合成的硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚，制備了一種揮發(fā)性物質(zhì)含量低、固含量高、力學(xué)性能優(yōu)異、耐腐蝕能力強(qiáng)的環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆。

47、本發(fā)明所制備環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆經(jīng)過(guò)4200h循環(huán)老化測(cè)試后，涂料附著力相較于老化前下降了21％，人工劃線處腐蝕蔓延為6.1mm，并且無(wú)起泡、裂紋及剝落等異常狀況，滿足iso?12944-9:2018中循環(huán)老化后的指標(biāo)

48、與不添加硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚的底漆進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明所制備環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆的力學(xué)性能、耐腐蝕性能較優(yōu)。本發(fā)明所制備環(huán)保型無(wú)溶劑防腐底漆性能的提升可能與添加改性物具有長(zhǎng)碳鏈、si-o-si鍵的結(jié)構(gòu)有關(guān)。因?yàn)楣柩跬楦男匝涌s水甘油醚具有si-o-si鍵，該化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，并且鍵斷裂需要的能量大，因此使得涂料的強(qiáng)度增加。并且硅氧烷改性腰果酚縮水甘油醚具有長(zhǎng)碳鏈，這種結(jié)構(gòu)可以降低涂料成膜后的內(nèi)應(yīng)力和交聯(lián)密度，提高了漆膜的力學(xué)性能，使得漆膜的附著力更強(qiáng)，提高了涂料的防腐性能。