海上风电塔架用石墨烯改性钛基纳米重防腐配套涂料体系、海上风电塔架部件及应用的制作方法

本技术涉及涂料，特别是涉及一种海上风电塔架用石墨烯改性钛基纳米重防腐配套涂料体系、海上风电塔架部件及应用。

背景技术：

1、应用于海洋环境中的工程装备面临着比陆地环境更严苛的挑战，海洋环境中的高温、高湿、高盐、强紫外线、海泥、海水、浪花飞溅、海洋大气以及持续的机械损伤、磨蚀、腐蚀等严重威胁着海洋工程装备的服役安全。传统技术中采用的适用于常规陆地环境的金属表面用涂料海洋环境中难以实现长时间不失效。因此，亟需开发一种具备较好耐腐蚀效果和长服役周期的防腐复合涂层。

技术实现思路

1、基于此，本技术的目的包括提供一种海上风电塔架用石墨烯改性钛基纳米重防腐配套涂料体系，可以应用于海洋环境下金属底材的防腐蚀涂覆，耐海水腐蚀效果较好。

2、本技术的第一方面，提供一种海上风电塔架用石墨烯改性钛基纳米重防腐配套涂料体系，包括冷涂锌底漆、重防腐底漆、厚涂型中间漆、重防腐面漆和仿生拒止防污涂料中的至少一种；

3、所述冷涂锌底漆、所述重防腐底漆、所述厚涂型中间漆和所述重防腐面漆中至少一种包括钛基料和石墨烯分散浆料。

4、在其中一个实施例中，其满足如下特征中的一个或多个：

5、（1）所述钛基料为纳米钛合金杂化聚合物；

6、（2）所述石墨烯分散浆料的固含量为15wt%~25wt%，所述石墨烯分散浆料采用包括如下步骤方法制备的得到：制备包含15wt%~25wt%的石墨烯粉体、40wt%~50wt%的活性稀释剂己二醇二丙烯酸酯、5wt%~10wt%的纳米分散剂、2wt%~5wt%的硅烷偶联剂、1wt%~5wt%的防沉降剂、1~5wt%的增稠剂的浆料以及余量溶剂，所述溶剂包含水和助溶剂，所述助溶剂选自丙二醇醚、二丙酮醇、四氢呋喃中的至少一种；将所述浆料于行星式球磨机内球磨0.8h~1.2h，过筛，收集得到固含量为15wt%~25wt%的石墨烯分散浆料；其中，所述纳米分散剂选自kyc-913纳米超分散剂、winsperse4900分散剂、xf001w分散剂中的至少一种；

7、（3）所述仿生拒止防污涂料包括paz/n-pmi树脂和魔鬼辣椒浆；所述魔鬼辣椒浆采用包括如下步骤的方法制备得到：按质量份计，称取30份～40份魔鬼辣椒粉，将其浸于15份～25份乙醇和35份～45份水组成的混合液中，再加入1份～5份乳化剂、1份～5份水性分散剂和2份～6份聚乙烯醇混合后球磨得到。

8、在其中一个实施例中，所述冷涂锌底漆包括a1组分和b1组分；

9、其中，按照质量百分比，所述a1组分包括：5wt%~10wt%的活性稀释剂、10wt%~15wt%的钛基料、4wt%~8wt%的固含量15wt%~25wt%石墨烯分散浆料、10wt%~15wt%的辅助成膜树脂、3wt%~8wt%的漆膜增韧剂、0.5wt%~1.0wt%的涂料分散剂、0.2wt%~1wt%的涂料消泡剂、0.2wt%~1wt%的涂料流平剂、0.5wt%~2wt%的触变剂、0.5wt%~1wt%的防沉剂、1wt%~2wt%的固化促进剂以及40wt%~50wt%的片状锌粉；

10、所述b1组分包括20wt%~25wt%的改性胺固化剂；

11、所述冷涂锌底漆中所述a1组分和所述b1组分的质量比为(4~5)∶1。

12、在其中一个实施例中，所述重防腐底漆包括a2组分和b2组分；

13、其中，按照质量百分比，所述a2组分包括：5wt%~10wt%的活性稀释剂、20wt%~25wt%的钛基料、4wt%~8wt%的固含量15wt%~20%石墨烯分散浆料、20wt%~25wt%的辅助成膜树脂、3wt%~5wt%的增韧剂、0.5wt%~1.0wt%的涂料分散剂、12wt%~18wt%的磷酸盐类防锈颜料、5wt%~15wt%的云母粉、0.1wt%~0.3wt%的色素炭黑、0.2wt%~1wt%的涂料消泡剂、0.2wt%~1wt%的涂料流平剂、0.5wt%~2wt%的触变剂、0.5wt%~1wt%的防沉剂、1wt%~2wt%的固化促进剂；

14、所述b2组分包括无溶剂低粘度改性胺固化剂20wt%~25wt%；

15、所述重防腐底漆中所述a2组分和所述b2组分的质量比为(4~5)∶1。

16、在其中一个实施例中，所述厚涂型中间漆包括a3组分和b3组分；

17、其中，按照质量百分比，所述a3组分包括：5wt%~10wt%的活性稀释剂、15wt%~20wt%的钛基料、4wt%~8wt%的15wt%~20%石墨烯分散浆料、15wt%~20wt%的辅助成膜树脂、3wt%~5wt%的增韧剂、0.5wt%~1wt%的涂料分散剂、20wt%~40wt%的片状填料、3wt%~10wt%的着色颜料、0.2wt%~1wt%的涂料消泡剂、0.2wt%~1wt%的涂料流平剂、1wt%~2wt%的触变剂、0.5wt%~1wt%的防沉剂、1wt%~2wt%的固化促进剂；

18、所述b3组分包括固含量20wt%~25wt%的改性胺固化剂；

19、所述厚涂型中间漆中所述a3组分和所述b3组分的质量比为(4~5)∶1。

20、在其中一个实施例中，所述重防腐面漆分为海水上用面漆和海水下用面漆，所述海水上用面漆包括a4组分和b4组分；

21、其中，按照质量百分比，所述a4组分包括：5wt%~10wt%的活性稀释剂、20wt%~25wt%的钛基料、4wt%~8wt%的15wt%~20%石墨烯分散浆料、30wt%~40wt%的辅助成膜树脂、3wt%~8wt%的增韧剂、0.5wt%~1.0wt%的涂料分散剂、15wt%~20wt%的金红石钛白粉、10wt%~15wt%的白色片状填料、0.2wt%~1wt%的涂料消泡剂、0.2wt%~1wt%的涂料流平剂、0.5wt%~2wt%的触变剂、0.5wt%~1wt%的防沉剂、1wt%~2wt%的固化促进剂；

22、所述b4组分包括hdi三聚体异氰酸酯固化剂20wt%~25wt%；

23、所述海水上用面漆中所述a4组分和所述b4组分的质量比为(4~5)∶1；

24、所述海水下用面漆包括a5组分和b5组分；

25、其中，按照质量百分比，所述a5组分包括：5wt%~10wt%的丙二醇甲醚醋酸酯、20wt%~25wt%的钛基料、4wt%~8wt%的15wt%~20%石墨烯分散浆料、30wt%~40wt%的辅助成膜树脂、3wt%~8wt%的增韧剂、0.5wt%~1.0wt%的涂料分散剂、15wt%~20wt%的金红石钛白粉、10wt%~15wt%的白色片状填料、0.1wt%~0.5wt%的色素炭黑、0.2wt%~1wt%的涂料消泡剂、0.2wt%~1wt%的涂料流平剂、0.5wt%~2wt%的触变剂、0.5wt%~1wt%的防沉剂、1wt%~2wt%的固化促进剂和余量碳酸二甲酯；

26、所述b5组分包括hdi三聚体异氰酸酯固化剂20wt%~25wt%；

27、所述海水下用面漆中所述a5组分和所述b5组分的质量比为(4~5)∶1。

28、在其中一个实施例中，所述仿生拒止防污涂料包括a6组分；

29、其中，按照质量百分比，所述仿生拒止防污涂料由以下成分组成：30wt%~40wt%的paz/n-pmi树脂、3wt%~8wt%的松香、15wt%~25wt%的20%固含量的纳米cuscn分散浆料、5wt%~15wt%的40%固含量的魔鬼辣椒浆、3wt%~8wt%的三苯基氯化锡、1wt%~5wt%的吡啶硫酮铜、0.5wt%~1wt%的防藻防霉杀菌剂、5wt%~10wt%的着色颜料、2wt%~5wt%的增稠触变剂、0.2wt%~0.5wt%的润湿分散剂、0.1wt%~0.5wt%的消泡剂、0.1wt%~0.5wt%的流平剂、5wt%~15wt%的共溶剂。

30、在其中一个实施例中，所述冷涂锌底漆、重防腐底漆、厚涂型中间漆、重防腐面漆和仿生拒止防污涂料满足如下表1和表2的技术性能指标：

31、表1冷涂锌底漆、重防腐底漆、厚涂型中间漆和重防腐面漆涂层的性能指标

32、

33、表2仿生拒止型防污涂料的性能指标

34、

35、其中，

36、表1中，10%hcl耐液体介质性、10%h2so4耐液体介质性和10%naoh耐液体介质性、耐水性、耐湿热性、耐盐雾性和耐人工老化性的检测对象均为冷涂锌底漆、重防腐底漆、厚涂型中间漆和重防腐面漆构成的复合涂层；

37、表1中，表干干燥时间和实干干燥时间的测试温度为23±2℃；

38、表1中，10% hcl耐液体介质性、10% h2so4耐液体介质性和10% naoh耐液体介质性的测试温度为常温，测试时间为1天。

39、本技术的第二方面，提供一种第一方面所述石墨烯改性钛基纳米重防腐配套涂料体系在制备海上风电塔架中的应用，所述的应用包括：将所述石墨烯改性钛基纳米重防腐配套涂料体系涂装于一个或多个海上风电塔架部件的至少一部分表面；

40、所述海上风电塔架部件包括下述部件中的一种或多种：塔筒、套管架、桩基以及其它金属配件。

41、本技术的第三方面，提供一种海上风电塔架部件，在所述海上风电塔架部件的至少一部分表面设置有防护复合涂层，所述防护复合涂层采用第一方面所述石墨烯改性钛基纳米重防腐配套涂料体系中的至少一种经涂布而形成。

42、海上风电塔架用石墨烯改性钛基纳米重防腐配套涂料体系，施用过程的干燥速度较快，可以获得具有较好附着力、硬度的防腐复合涂层，涂层的耐久性较好。应用于海上工程设备表面处理时，施用工艺简单，可以耐受海洋环境的挑战，防腐保护效果较好且工程成本较低。