一种磷酸盐疏水涂料及其制备方法与流程

本发明属于防腐涂料，具体地说，涉及一种磷酸盐疏水涂料及其制备方法。

背景技术：

1、磷酸盐涂料属于化学结合的胶凝材料，是一种耐高温氧化、耐腐蚀、耐磨损且无毒环保的无机涂料，其与金属具有良好的粘结力、较高的致密度、较高的力学性能以及优异的耐酸、碱、盐腐蚀的特性。当磷酸盐涂料经过涂装固化后，在材料表面就能形成耐腐蚀的涂层。

2、但是，磷酸盐涂料大多为无机物质通过混合制备得到，不同于有机涂料聚合物之间的交联成膜，无机物质长时间暴露在环境中，受到环境的影响特别是水的润湿和冲刷，无机成分之间的胶粘性下降，使得磷酸盐涂料涂层粉化，从而降低磷酸盐涂料涂层的耐腐蚀性。并且，磷酸盐涂层在户外长期暴露的过程中表面容易沾染灰尘，影响美观。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磷酸盐疏水涂料及其制备方法。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、一种磷酸盐疏水涂料，组分包括：

4、酸性胶体，所述酸性胶体的组分包括磷酸盐、碱性改性剂、酸性催化剂；

5、碱性胶体，所述碱性胶体的组分包括硅酸盐、碳酸盐、碱性催化剂；

6、疏水前体，所述疏水前体的组分包括纳米级的siox、有机硅疏水化合物，所述有机硅疏水化合物的通式为：

7、

8、其中，r1、r2、r3均选自-r5或-or5，且r1、r2、r3中至少一个为-or5，所述r5均选自烷基，所述r4选自疏水基团。

9、优选的，本技术中，有机硅疏水化合物选自十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、正-己基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、10-烯基十一烷基三甲氧基硅烷、7-辛烯基三甲氧基硅烷、正丁基甲基二甲氧基硅烷、十八烷基甲基二甲氧基硅烷、辛基甲基二甲氧基硅烷、二正辛基二甲氧基硅烷、二正丁基二甲氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、正癸二甲基甲氧硅烷、正丁基二甲基甲氧基硅烷、三正丁基甲氧基硅烷、十八烷基二甲基甲氧基硅烷、甲氧基(二甲基)辛基硅烷中的一种或者多种。

10、具体的，本技术中有机硅疏水化合物选用十二烷基三甲氧基硅烷。

11、优选的，还包括纳米金刚石，所述纳米金刚石表面通过偶联剂进行改性。

12、具体的，本技术中偶联剂选用1，6-双三甲氧基硅基己烷。

13、优选的，至少部分所述偶联剂的末端连接有磷酸根或磷酸氢根或磷酸二氢根。

14、优选的，所述纳米金刚石的平均粒径粒径10nm～100nm。

15、优选的，所述纳米金刚石的重量与酸性胶体、碱性胶体的重量和之比为1：(10～15)。

16、优选的，所述纳米级的siox包括纳米二氧化硅。

17、优选的，所述磷酸盐和碱性改性剂的质量比为(5～6)：(5～6)。

18、优选的，所述硅酸盐和所述碳酸盐的质量比为(2～3)：(1～2)。

19、优选的，所述酸性胶体、碱性胶体的质量总和与所述疏水前体的质量比为(7～9)：(3～4)。

20、优选的，所述磷酸盐选自磷酸钾、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾、磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠中的一种或多种。

21、优选的，所述碱性改性剂选自氧化镁、氢氧化镁、氧化铝、氢氧化铝、氧化铜、氢氧化铜、氧化钙、氢氧化钙、氧化锆、二氧化锰、二氧化钛、一氧化镍、三氧化二镍、一氧化钴、三氧化二钴、氧化钡、氧化锶中的一种或多种。

22、优选的，所述酸性催化剂选自盐酸、磷酸、草酸中的一种或多种。

23、优选的，所述硅酸盐选自硅酸钙、硅酸钾、硅酸钠、硅酸镁、硅酸铝中的一种或多种。

24、优选的，所述碳酸盐为碳酸钡、碳酸锶中的一种或两种。

25、优选的，所述碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种。

26、优选的，还包括增稠剂。

27、优选的，还包括缓凝剂。

28、优选的，所述r4含有-f。

29、具体的，有机硅疏水化合物选用十三氟辛基三甲氧基硅烷。

30、一种磷酸盐疏水涂料的制备方法，包括：

31、制备酸性胶体：将磷酸盐、碱性改性剂、酸性催化剂与水混合反应得到酸性胶体；

32、制备碱性胶体，硅酸盐、碳酸盐、碱性催化剂与水混合反应得到碱性胶体；

33、混合反应，将酸性胶体、碱性胶体和疏水前体混合均匀即得磷酸盐疏水涂料。

34、优选的，所述制备酸性胶体的反应温度为15～25℃。

35、本发明中主要原料的介绍如下：

36、纳米二氧化硅：本发明中，纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，不溶于水，可改善涂料的悬浮稳定性、触变性、耐候性、耐洗刷性等，使涂膜与基体结合强度大幅提高，增加涂膜硬度，改善涂膜表面光洁度和自洁能力。

37、十二烷基三甲氧基硅烷：本发明中，十二烷基三甲氧基硅烷分子一端具有si-o键，能够与siox结合形成o-si-o键，从而使得siox表面能够结合多个十二烷基三甲氧基硅烷分子；十二烷基三甲氧基硅烷分子另一端具有憎水性，有利于提高涂膜的憎水性；同时，siox表面能够结合多个十二烷基三甲氧基硅烷分子可在涂膜体系中形成三维网状结构，涂膜固化后，能够使涂膜形成一种硅石结构，使之具有憎水性。

38、纳米金刚石：本发明中，纳米金刚石能够提高涂膜强度、耐腐蚀性能和抗热老化，纳米金刚石具有疏水性，能够提高涂膜的疏水性能。

39、1，6-双三甲氧基硅基己烷：本发明中，1，6-双三甲氧基硅基己烷分子两端均具有si-o键，1，6-双三甲氧基硅基己烷分子能够与纳米金刚石结合，使得纳米金刚石表面能够接枝多个1，6-双三甲氧基硅基己烷分子；1，6-双三甲氧基硅基己烷分子另一端能够与涂层体系中的siox结合，在涂层体系内形成三维网状结构，使得纳米金刚石、siox颗粒能够稳定得存在于三维网状结构中，提高涂膜固化后的抗沉降能力；通过1，6-双三甲氧基硅基己烷分子能够将纳米金刚石和磷酸根结合，磷酸根可参与体系中的磷酸盐形成耐腐蚀膜，并且，1，6-双三甲氧基硅基己烷分子端部结合磷酸盐后不参与形成体系内的三维网状结构，长链能够微微伸出磷酸盐膜，使得磷酸盐膜表面形成凸起的结构，进一步提高涂层的疏水性能。

40、十三氟辛基三甲氧基硅烷：本发明中，十三氟辛基三甲氧基硅烷上含有多个氟原子，使得十三氟辛基三甲氧基硅烷不易与其他物质结合，能够进一步提高涂层的疏水性。

41、与现有技术相比，本发明的优点包括：

42、(1)本发明提供的一种磷酸盐疏水涂料及其制备方法，疏水前体与碳酸盐发生水解反应，并且能与siox、磷酸盐发生复杂的物理变化和化学变化，从而形成常温固化改性磷酸盐无机防腐涂层。

43、(2)本发明提供的一种磷酸盐疏水涂料及其制备方法，因为疏水二氧化硅颗粒表面硅醇基的存在，使得原料疏水材料前体能够稳定形成在图层中，并且和磷酸盐复合，十二烷基三甲氧基硅烷含大量亲水基团，能够很好地与涂层表面结合。

44、(3)本发明提供的一种磷酸盐疏水涂料及其制备方法，十二烷基三甲氧基硅烷具有疏水基团，使得涂层具有优异的疏水性。