一種用于海洋腐蝕環(huán)境施工的環(huán)氧鋅合金涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于海洋腐蝕環(huán)境施工的環(huán)氧鋅合金涂 料。
【背景技術(shù)】
[0002] 海洋環(huán)境是一個(gè)嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境窗口，由于海洋腐蝕環(huán)境的苛刻性，特別是海上 采油平臺(tái)遠(yuǎn)離陸地，不便維修，因此對(duì)涂料提出的性能要求如下：
[0003] 涂層防腐期效長(zhǎng)、使用壽命至少為25年；
[0004] 方便維修、使用過(guò)程中只作少量的簡(jiǎn)單保養(yǎng)；
[0005] 要求涂料產(chǎn)品通過(guò)Norsok standard M-501標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其中Norsok standard M-501的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)可參照ISO 20340對(duì)大氣區(qū)涂料的性能要求：經(jīng)4200h循環(huán)老化試驗(yàn)其 富鋅涂層劃線處的腐蝕蔓延< 3_，非富鋅涂層劃線處的腐蝕蔓延< 8_。
[0006] 提高熱浸鋅涂層在海洋環(huán)境中的耐蝕性能，一直是一個(gè)研宄熱點(diǎn)。鋅合金化后，熱 浸鋅合金層的耐蝕性能得到了不同程度的提高，但是在熱浸鍍過(guò)程中，不同金屬的擴(kuò)散速 度不同，產(chǎn)生局部金屬相富集區(qū)往往會(huì)形成腐蝕薄弱點(diǎn)，如高含鎂區(qū)域氧化產(chǎn)生疏松的腐 蝕產(chǎn)物而導(dǎo)致防護(hù)效果減弱，在服役過(guò)程中容易造成鍍層提前失效從基材上剝落下來(lái)。
[0007] 張洪斌在《氯堿工業(yè)》1998年第6期中介紹了鋅鋁合金鱗片可替代玻璃鱗片在涂 料中大量使用。韓長(zhǎng)智等中《現(xiàn)代涂料與涂裝》2010年第13卷第8期中介紹了采用片狀鋅 粉、鋁粉制備的鋅鋁基重防腐涂料，具有較好的耐蝕性。但是單純?cè)谕苛现刑砑愉\粉和鋁粉 以及普通的鋅鋁合金制備的涂層，初期雖然具有較好的陰極保護(hù)效果，但是在服役一段時(shí) 間后涂層的開(kāi)路電位變化較大，陰極保護(hù)效果下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于海洋腐蝕環(huán)境施工的環(huán)氧鋅合金涂料， 該環(huán)氧鋅合金涂料具有良好的附著力、優(yōu)異的陰極保護(hù)效果和極佳的腐蝕屏蔽效果，其性 能通過(guò)ISO 20340標(biāo)準(zhǔn)對(duì)海洋工程用涂料的相關(guān)認(rèn)證試驗(yàn)，可應(yīng)用于海洋工程大氣區(qū)結(jié)構(gòu) 物的腐蝕防護(hù)，還可應(yīng)用于橋梁、船舶、碼頭、石油、化工、鐵路、煤礦及各類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)等諸多工 程的防腐保護(hù)。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0010] 一種用于海洋腐蝕環(huán)境施工的環(huán)氧鋅合金涂料，該環(huán)氧鋅合金涂料由甲組分和乙 組分構(gòu)成，甲組分中含有環(huán)氧樹(shù)脂、鋅合金粉末、體質(zhì)填料、納米二氧化硅、聚酰胺蠟、有機(jī) 溶劑及導(dǎo)電多壁碳納米管，乙組分中含有環(huán)氧聚酰胺類(lèi)固化劑及有機(jī)溶劑，本發(fā)明的特征 如下：
[0011] 按重量份計(jì)甲組分的配比是：環(huán)氧樹(shù)脂3~20、鋅合金粉末45~88、體質(zhì)填料 1~30、納米二氧化硅0. 1~2、聚酰胺蠟0. 3~2、有機(jī)溶劑0. 5~20、導(dǎo)電多壁碳納米管 0· 5 ~5 ;
[0012] 按重量份計(jì)乙組分的配比是：環(huán)氧聚酰胺類(lèi)固化劑20~80、有機(jī)溶劑20~80 ;
[0013] 上述環(huán)氧樹(shù)脂是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，要求雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的分子量介于200~ 1500而其環(huán)氧值介于0. 2~0. 67 ;
[0014] 上述鋅合金粉末的成分是Zn-Al-Mg-Si-Pb-Cd-Fe-Cu，要求鋅合金粉末經(jīng)50~ 800目篩網(wǎng)過(guò)篩，鋅合金粉末按重量百分比的構(gòu)成是：Al占0.5~10. 0%、Mg占1.0~ 8. 0%、Si 占 0· 02 ~2. 0%、Pb 彡 0· 04%、Cd 彡 0· 004%、Fe 彡 0· 002%、Cu 彡 0· 002%、其 余為鋅；
[0015] 上述體質(zhì)填料是滑石粉、長(zhǎng)石粉、硅灰石粉及云母粉中的任一種；
[0016] 上述納米二氧化娃的粒度要求控制在5~IOOnm ;
[0017] 上述有機(jī)溶劑是二甲苯、正丁醇、苯甲醇、醋酸丁酯中的任一種，或是其任兩種，或 是其任二種；
[0018] 上述導(dǎo)電多壁碳納米管的外壁管徑要求控制在10~100nm，其長(zhǎng)度要求控制在 10 ~40 μ m〇
[0019] 上述環(huán)氧聚酰胺類(lèi)固化劑是將環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)聚酰胺進(jìn)行預(yù)加成反應(yīng)而合成的環(huán)氧 聚酰胺類(lèi)固化劑，要求環(huán)氧聚酰胺類(lèi)固化劑中的胺值介于40~600mg KOH/g之間，其活潑 氫當(dāng)量介于50~450之間；
[0020] 按上述甲組分的重量份配比將環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)溶劑、導(dǎo)電多壁碳納米管分別加入 到分散Il中進(jìn)行分散，分散盤(pán)的線速度控制在3~20m/s并分散攪拌IOmin~2h，然后依次 加入鋅合金粉末、體質(zhì)填料、納米二氧化硅、聚酰胺蠟，之后分散盤(pán)在6~20m/s的線速度下 分散攪拌20~50min即可得到甲組分；
[0021] 按上述乙組分的重量份配比將環(huán)氧聚酰胺類(lèi)固化劑及有機(jī)溶劑加入到分散罐中 攪拌升溫至45~80°C并在此溫度下保溫0. 5~2h即可得到乙組分；
[0022] 使用時(shí)按重量份將甲組分：乙組分=10:1進(jìn)行勾兌即可制備出環(huán)氧鋅合金涂料。
[0023] 上述鋅合金粉末的制備方法是將鋅錠放在熔煉爐中加熱熔化，按重量百分比加入 0. 5~10. 0 %的Al、I. 0~8. 0 %的Mg及0. 02~2. 0 %的Si，經(jīng)爐前分析其它雜質(zhì)的控制 范圍是：Pb彡0. 04%、Cd彡0. 004%、Fe彡0. 002%、Cu彡0. 002%，待溶解并攪拌均勻后 即可出爐制備出鋅合金，待該鋅合金自然冷卻至室溫時(shí)進(jìn)行粉碎即可制備出鋅合金粉末。
[0024] 上述環(huán)氧聚酰胺類(lèi)固化劑的優(yōu)選胺值介于60~400mg KOH/g之間，其活潑氫當(dāng)量 介于85~300之間。
[0025] 由于采用如上所述技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生如下積極效果：
[0026] 1、本發(fā)明的環(huán)氧鋅合金涂料具有優(yōu)異的陰極保護(hù)效果和防腐性能，涂層經(jīng)4200h 鹽霧試驗(yàn)其開(kāi)路電位變化較小，具有很好的防腐效果。
[0027] 2、本發(fā)明的環(huán)氧鋅合金涂料具有優(yōu)異的柔韌性和防腐性，根據(jù)IS020340標(biāo)準(zhǔn)其 涂層在耐4200h循環(huán)老化試驗(yàn)的單邊剝離小于3. 0mm，滿(mǎn)足海洋工程涂料的認(rèn)證使用要求。
[0028] 3、本發(fā)明的環(huán)氧鋅合金涂料其體積固體分> 60 %，具有固體分高、黏度低、有機(jī)溶 劑的使用量少的優(yōu)點(diǎn)，可大幅降低環(huán)氧鋅合金涂料的生產(chǎn)、施工、固化過(guò)程中的VOCs揮發(fā)， 是一種環(huán)境友好型涂料。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明是一種用于海洋腐蝕環(huán)境施工的環(huán)氧鋅合金涂料，該環(huán)氧鋅合金涂料具有 優(yōu)異的陰極保護(hù)效果和防腐性能，涂層經(jīng)4200h鹽霧試驗(yàn)其開(kāi)路電位變化較小，具有很好 的防腐效果。
[0030] 本發(fā)明的環(huán)氧鋅合金涂料由甲組分和乙組分構(gòu)成，甲組分中含有環(huán)氧樹(shù)脂、鋅合 金粉末、體質(zhì)填料、納米二氧化硅、聚酰胺蠟、有機(jī)溶劑及導(dǎo)電多壁碳納米管，乙組分中含有 環(huán)氧聚酰胺類(lèi)固化劑及有機(jī)溶劑，其中：
[0031] 環(huán)氧樹(shù)脂是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，要求雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的分子量介于200~1500 而其環(huán)氧值介于〇. 2~0. 67。
[0032] 鋅合金粉末的成分是Zn-Al-Mg-Si-Pb-Cd-Fe-Cu，要求鋅合金粉末50~800目篩 網(wǎng)過(guò)篩，鋅合金粉末按重量百分比的構(gòu)成是：Al占0. 5~10. 0%、Mg占 I. 0~8. 0%、Si 占 0· 02 ~2. 0%、Pb 彡 0· 04%、Cd 彡 0· 004%、Fe 彡 0· 002%、Cu 彡 0· 002%、其余為鋅， 將鋅錠放在熔煉爐中加熱熔化，按重量百分比加入0. 5~10. 0%的Al、1. 0~8. 0%的Mg 及0. 02~2. 0%的Si，經(jīng)爐前分析其它雜質(zhì)的控制范圍是：Pb彡0. 04%、Cd彡0. 004%、