耐海水腐蚀的涂料组合物及其应用

本发明属于防腐涂料，具体涉及一种耐海水腐蚀的涂料组合物及其应用。

背景技术：

1、潮汐区和浪溅区的钢铁在飞溅的海水作用下，其腐蚀速度较快，比如对于跨海大桥来讲，其两侧的风屏障为金属设置，在海水的作用下，这些风屏障的被腐蚀速度较快，同时，现场施工人员在经过多次喷涂防腐漆后，比如常规的环氧防腐涂层等，这些材料屏障仍然被快速腐蚀，防腐涂层快速掉落。经过现场人员分析发现，这些风屏障主要受到电化学腐蚀、吸氧腐蚀和二氧化碳腐蚀，导致目前的常规涂料难以对这种腐蚀情况进行保护；虽然目前有一些特种涂料能够应对该情况，但是其价格高昂，且通常仅能在高温条件下固化，难以对风屏障进行实时喷涂。

技术实现思路

1、为解决至少一个上述问题，本发明提供了一种耐海水腐蚀的涂料组合物。

2、为了实现本发明这些目的和其它优点，一种耐海水腐蚀的涂料组合物，包括组分a、组分b、组分c、组分d、组分e，以质量份计，所述组分a包括：50~80份水性环氧树脂乳液，30~60份填料，0.5~2份增稠剂，0.2~0.8份分散剂，8~20份水；所述组分b包括：10~40份环氧树脂氨基固化剂；所述组分c为0.5~2份可溶性银盐，1~2份水；所述组分d包括：5~10份改性剂；所述组分e包括10~15份盐酸多巴胺，15~25份水；

3、其中，所述改性剂通过以下步骤制得：取摩尔比为1:1~1.1的二乙烯三胺和长链脂肪族缩水甘油醚分别溶解，后在50~80℃条件下，将长链脂肪族缩水甘油醚滴加至二乙烯三胺溶液中并持续反应3~8h，反应结束后，对其进行分离提纯即得。

4、在本发明中，之所以将整个涂料组合物分为5个部分，是考虑到组合物中各部分的化学特性，以及便于后续喷涂的灵活性设置。

5、在本发明中，组分a为环氧涂料的主要组成部分，其包括常见的水性环氧树脂乳液、填料、增稠剂、分散剂等，其中，水性环氧树脂乳液可以购买目前常规的商业品，比如e51水性环氧树脂乳液等，这些都属于本领域常规商业品，因此对其具体来源不予赘述。组分b为环氧树脂的固化剂，通常来讲，对于环氧树脂的固化剂，其可以采用氨基固化剂、羧酸酐固化剂，但是由于本发明需要在常温条件下固化，因此可以选用氨基固化剂。

6、对于组分c、组分d、组分e来讲，其为涂料的改性部分。其中，盐酸多巴胺是改性的主要组分，多巴胺具有自聚性能和二次反应性能，同时其自聚生成的聚多巴胺具有良好的粘附性能，能够增强涂料的强度；组分c为可溶性银盐，其能够被多巴胺还原以生成纳米银离子，同时在聚多巴胺的作用下，这些纳米银离子牢固的粘附在涂层上，其能够增加涂层的疏水性能；改性剂通过二乙烯三胺和长链脂肪族缩水甘油醚反应制得，在该过程中，长链脂肪族缩水甘油醚的环氧基团与二乙烯三胺的一个伯胺基团发生反应，将长链烷烃基团接枝在二乙烯三胺中，使得改性剂同时具有能够与聚多巴胺进行二次反应的氨基、具备较强疏水性能的长链烷烃基团，从而增强涂层的疏水性能。

7、本发明的一种实施方式在于，所述填料为钛白粉、纳米二氧化硅、滑石粉中的至少一种。这些填料属于本领域常见的填料，因此对其不予赘述。

8、本发明的一种实施方式在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素、聚氨酯增稠剂中的一种。此为本领域常见的增稠剂，在此对其不予赘述。

9、本发明的一种实施方式在于，所述环氧树脂氨基固化剂为乙二胺、对苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种。这些属于常见的氨基固化剂，其中，固化剂上的氨基基团越多，则其加量越少。

10、本发明的一种实施方式在于，所述环氧树脂氨基固化剂为所述改性剂。利用上述步骤制得的改性剂作为环氧树脂的固化剂，能够改善环氧树脂本身的耐水性能，从而延长涂层的寿命。

11、本发明的一种实施方式在于，所述分散剂为聚丙烯酸钠分散剂。

12、本发明的一种实施方式在于，所述长链脂肪族缩水甘油醚为十二烷基缩水甘油醚、十三烷基缩水甘油醚、十四烷基缩水甘油醚中的至少一种。之所以选择这些物质作为改性剂的原料，这是由于这些物质本身为液态，其和二乙烯三胺反应后的产物仍然为液态，便于添加；而对于其余的产物，比如目前常见的593固化剂（二乙烯三胺与丁基缩水甘油醚的反应产物），其虽然同样为液态，但是其疏水基团为丁基，疏水性较低。

13、本发明的一种实施方式在于，所述可溶性银盐为硝酸银。

14、本发明的另一个目的是公开如上任一所述的耐海水腐蚀的涂料组合物的应用，包括以下步骤：将所述增稠剂、分散剂、组分a的水、水溶性环氧树脂乳液混合并搅拌均匀，随后加入填料、组分e、组分b、组分c、组分d混合并搅拌均匀，随后采用喷涂机将其喷涂于待防腐部件上，常温条件下养护至少15h。利用该方法得到的涂层，其具有较强的附着力和较高的防腐蚀性能，但是疏水性略低。

15、本发明的另一个目的是公开如上任一所述的耐海水腐蚀的涂料组合物的应用，包括以下步骤：取组分a，将所述增稠剂、分散剂、水、水溶性环氧树脂乳液混合并搅拌均匀，随后加入填料、组分b混合并搅拌均匀形成第一混合物；将所述组分c、所述组分d和所述组分e搅拌并混合均匀形成第二混合物；将所述第一混合物喷涂于待防腐部件上形成基底涂层，常温条件下养护1~3h后，将第二混合物喷涂于基底涂层上，常温条件下养护至少18h。利用该方法得到的涂层，其具有较强的防腐蚀性能和较高的疏水性，但是其附着力相对较低。同时，需要注意的是，对于第二混合物，需要在其制备后，尽快喷涂，制备和喷涂时间的间隔不大于1h，这主要是因为，将盐酸多巴胺和改性剂混合后，其ph为中性或者碱性，而在该条件下，盐酸多巴胺会发生自聚，因此，需要快速将其进行喷涂。

16、本发明的有益之处在于：

17、本发明的耐海水腐蚀的涂料组合物中，利用水性环氧树脂本身的成膜性质，加上多巴胺的自聚性能，将水性环氧树脂和多巴胺进行组合，使得最终制得的涂料的粘附性更好。

18、考虑到电化学腐蚀、吸氧腐蚀和二氧化碳腐蚀的特性，在三种腐蚀方式中，水的参与是其中一个重要的因素。因此，本发明中，考虑到多巴胺的还原性以及二次反应特性，在涂料中加入了改性剂和可溶性银盐，改性剂含有多个氨基基团，不仅能够和聚多巴胺进行二次反应，同时由于改性剂的另一端为长链的疏水基团，因此其能够增加涂层的疏水性能；在多巴胺的还原作用下，可溶性银盐会被还原为纳米银离子，这些纳米银离子进一步增强了涂料形成的涂层的疏水性能，从而能够降低海水的腐蚀，延长金属的寿命。

技术特征：

1.一种耐海水腐蚀的涂料组合物，其特征在于，包括组分a、组分b、组分c、组分d、组分e，以质量份计，所述组分a包括：50~80份水性环氧树脂乳液，30~60份填料，0.5~2份增稠剂，0.2~0.8份分散剂，8~20份水；所述组分b包括：10~40份环氧树脂氨基固化剂；所述组分c为0.5~2份可溶性银盐，1~2份水；所述组分d包括：5~10份改性剂；所述组分e包括10~15份盐酸多巴胺，15~25份水；

2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述填料为钛白粉、纳米二氧化硅、滑石粉中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素、聚氨酯增稠剂中的一种。

4.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述环氧树脂氨基固化剂为乙二胺、对苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种。

5.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述环氧树脂氨基固化剂为所述改性剂。

6.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸钠分散剂。

7.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述长链脂肪族缩水甘油醚为十二烷基缩水甘油醚、十三烷基缩水甘油醚、十四烷基缩水甘油醚中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述可溶性银盐为硝酸银。

9.如权利要求1~8任一所述的耐海水腐蚀的涂料组合物的应用，其特征在于，包括以下步骤：将所述增稠剂、分散剂、组分a的水、水溶性环氧树脂乳液混合并搅拌均匀，随后加入填料、组分e、组分b、组分c、组分d混合并搅拌均匀，随后采用喷涂机将其喷涂于待防腐部件上，常温条件下养护至少15h。

10.如权利要求1~8任一所述的耐海水腐蚀的涂料组合物的应用，其特征在于，包括以下步骤：取组分a，将所述增稠剂、分散剂、水、水溶性环氧树脂乳液混合并搅拌均匀，随后加入填料、组分b混合并搅拌均匀形成第一混合物；将所述组分c、所述组分d和所述组分e搅拌并混合均匀形成第二混合物；将所述第一混合物喷涂于待防腐部件上形成基底涂层，常温条件下养护1~3h后，将第二混合物喷涂于基底涂层上，常温条件下养护至少18h。

技术总结本发明公开了一种耐海水腐蚀的涂料组合物及其应用，涉及防腐涂料技术领域。该组合物包括组分A、组分B、组分C、组分D、组分E，其中，所述组分A包括：水性环氧树脂乳液，填料，增稠剂，分散剂，水；所述组分B包括：环氧树脂氨基固化剂；所述组分C为可溶性银盐，水；所述组分D包括：改性剂；所述组分E包括盐酸多巴胺，水。使用时，可以将所有物料共同混合后，进行喷涂；也可将组分A、组分B混合进行喷涂后，再将组分C、组分D、组分E混合进行喷涂。本发明的耐海水腐蚀的涂料组合物，具有良好的疏水性能和耐盐性能，同时可以在常温条件下喷涂固化。技术研发人员：卿大咏,郑祯国,温国春,陈邦开,周衡,徐亚松,李昶,黄存国,郑永盛,付旭受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26