CN111218171A - 岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents

岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料及其制备方法，包括主剂和固化剂，所述主剂与固化剂的份数比为10：1，其中：所述主剂包括如下质量份数的配方：氟碳树脂36‑40份，有机硅树脂8‑10份，混合溶剂13‑16份，功能型填料25‑28份，颜填料16‑20份，耐盐雾助剂0.2‑0.3份，耐老化助剂0.3‑0.4份，抗紫外吸收剂0.2‑0.3份，消泡剂0.3‑0.4份，流平剂0.3‑0.4份，润湿分散剂0.3‑0.4份。本发明的涂料固含量≥75％，比重轻，涂刷工艺性好，可与常用环氧类底漆、环氧云铁中间漆、环氧玻璃鳞片底、中漆、环氧富锌底漆、无机富锌底漆等配套使用，具有优异的耐盐雾、耐老化性能以及隔热保温性能，适用于南海岛礁“三高”环境使用要求，具有较高的性价比，便于推广应用。

Description

岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别涉及岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术
我国的南海岛礁环境是典型的三高(“高盐雾、高湿热、高日照”)环境，具备加速腐蚀的所有条件，由于岛礁设施设备长期处于高日照环境，导致其钢质基材表面温度较高，像钢质储罐这类物体的表面温度可以达到50-60℃甚至更高，当它内部温度达到某一值时还会有发生***的危险。由于C-F键具有较高的键能，为提高岛礁环境防护涂料耐候性，以氟碳树脂为基料的氟碳面涂料在岛礁环境得到广泛应用，但在实际应用过程中，由于白天高温以及日夜温差交变作用的影响，导致氟碳涂料在岛礁环境的耐久性明显低于内陆地区，岛礁环境下涂料涂层的早期失效一般都是从面涂料老化开始，再逐渐向中间层及底涂层渗透，且在高温状态下服役的以环氧树脂为基料的底涂及中间层涂料，其C-O键也更易因高温造成快速失效，从而影响整个防腐涂料体系的防护效能。为了解决这一问题，需要针对岛礁高日照环境进行隔热保温设计，降低高日照对防腐涂料体系的不利影响，提升传统氟碳涂料在高日照环境下的耐盐雾性耐候性等综合性能。
近几年来，太阳热反射隔热涂料的研究得到快速发展，该涂料采用空心玻璃微珠等功能性填料以及金红石型钛白粉等颜填料，实现对太阳光的高效反射，起到有效的隔热保温作用，但该涂料多为水性涂料，且作为建筑类涂料使用，基料采用苯丙乳液、硅丙乳液等胶黏剂。
对于钢质基材防腐面涂料，通过加入功能性填料，不让太阳辐射所产生的热量在物体表面进行累积升温，从而改善涂层体系服役微环境，可有效提高现有防腐面涂料在高日照环境下的耐久性。
发明内容
本发明的目的在于提供岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料及其制备方法，该涂料固含量≥75％，比重轻，涂刷工艺性好，可与常用环氧类底漆、环氧云铁中间漆、环氧玻璃鳞片底、中漆、环氧富锌底漆、无机富锌底漆等配套使用，具有优异的耐盐雾、耐老化性能以及隔热保温性能，适用于南海岛礁“三高”环境使用要求，具有较高的性价比，便于推广应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，包括主剂和固化剂，所述主剂与固化剂的份数比为10：1，其中：
所述主剂包括如下质量份数的配方：氟碳树脂36-40份，有机硅树脂8-10份，混合溶剂13-16份，功能型填料25-28份，颜填料16-20份，耐盐雾助剂0.2-0.3份，耐老化助剂0.3-0.4份，抗紫外吸收剂0.2-0.3份，消泡剂0.3-0.4份，流平剂0.3-0.4份，润湿分散剂0.3-0.4份；
进一步地，所述混合溶剂由二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯组成，各组分的质量份数比为二甲苯：醋酸丁酯：乙酸乙酯＝8-12：2-5：2-5。
进一步地，所述功能性填料由1200目玻璃微粉、325目空心玻璃微珠、400目空心玻璃微珠组成，各组分的质量份数比为：1200目玻璃微粉：325目空心玻璃微珠：400目空心玻璃微珠＝5-7：17-19：7-9。
进一步地，所述颜填料由纳米金红石钛白粉、气相二氧化硅粉、绢云母粉、耐高温高岭土组成，各组分的质量份数比为：纳米金红石钛白粉：气相二氧化硅粉：绢云母粉：耐高温高岭土＝10-12：2-5：3-5：3-5。
进一步地，所述耐盐雾助剂为391耐盐雾助剂，该助剂由氧化锌与磷酸锌按51：49复配而成。
进一步地，所述防老化剂为一种D防老化剂，所述抗紫外吸收剂为一种UV9抗紫外吸收剂，所述消泡助剂为一种BK 066助剂，所述润湿分散助剂为一种BK104S助剂，所述流平助剂为一种BK358N助剂。
本发明要解决的另一种技术方案为：提供岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料的制备方法，包括如下步骤：
S101：选材，按照质量份数选取氟碳树脂，有机硅树脂，混合溶剂，功能型填料，颜填料，耐盐雾助剂，耐老化助剂，抗紫外吸收剂，消泡剂，流平剂，润湿分散剂，固化剂直接选用脂肪族丙烯酸聚氨酯固化剂进行灌装；
S102：将氟碳树脂、有机硅树脂倒入由二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯溶剂组成的混合溶液中，高速搅拌、分散约2小时，使其全部溶解；
S103：依次加入功能性填料、颜填料、耐盐雾助剂、耐老化助剂、抗紫外吸收剂、消泡剂、流平剂和润湿分散剂等，高速搅拌1h，并经砂磨机研磨至所需细度与粘度；
S104：将步骤S103的细粉灌装。
进一步地，所述步骤S102和步骤S103中的搅拌速率均为1200-1400r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料及其制备方法，在传统氟碳面涂料基料基础上，增加了有机硅树脂基料，利用硅树脂优异的耐高温性，提高氟碳面漆料本身的耐高温能力；通过对纳米级1200目玻璃微粉、325目空心玻璃微珠、400目空心玻璃微珠三种功能性热反射隔热填料进行复配，优化设计后的微粉、微珠因粒径不同，可互相填补间隙，形成致密隔热保温层，有效提高涂料体系的热反射隔热效果；该涂料通过改善涂层体系在三高环境下的服役微环境，提高面涂料耐久性，显著延长传统氟碳涂料体系有服役寿命。本发明制备方法简单，原料易得，便于施涂；涂料与基材具有优异的粘结性；涂料有良好的自洁性、耐盐雾性、耐候性。
附图说明
图1为本发明的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，包括主剂和固化剂，所述主剂与固化剂的份数比为10：1，其中：
主剂包括如下质量份数的配方：氟碳树脂、有机硅树脂、二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、1200目玻璃微粉、325目空心玻璃微珠、400目空心玻璃微珠、纳米金红石钛白粉、气相二氧化硅粉、绢云母粉、耐高温高岭土、391耐盐雾助剂、D耐老化助剂、UV9抗紫外吸收剂、BK066消泡剂、BK358N流平剂和BK104S润湿分散剂，各组分的份数为：40份氟碳树脂、10份有机硅树脂、10份二甲苯、3份醋酸丁酯、3份乙酸乙酯、6份1200目玻璃微粉、16份325目空心玻璃微珠、7份400目空心玻璃微珠、10份纳米金红石钛白粉、4份气相二氧化硅粉、3份绢云母粉、3份耐高温高岭土、0.3份391耐盐雾助剂、0.4份D耐老化助剂、0.3份UV9抗紫外吸收剂、0.3份BK066消泡剂、0.3份BK358N流平剂和0.3份BK104S润湿分散剂；固化剂选用N75脂肪族丙烯酸聚氨酯固化剂，份数为11.7份。固化剂选用N75脂肪族丙烯酸聚氨酯固化剂，份数为11.7份。
基于上述的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，本实施例提供岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料的制备方法，流程参阅图1，包括如下步骤：
步骤1：按照各组分的份数：40份氟碳树脂、10份有机硅树脂、10份二甲苯、3份醋酸丁酯、3份乙酸乙酯、6份1200目玻璃微粉、16份325目空心玻璃微珠、7份400目空心玻璃微珠、10份纳米金红石钛白粉、4份气相二氧化硅粉、3份绢云母粉、3份耐高温高岭土、0.3份391耐盐雾助剂、0.4份D耐老化助剂、0.3份UV9抗紫外吸收剂、0.3份BK066消泡剂、0.3份BK358N流平剂、0.3份BK104S润湿分散剂、11.7份N75脂肪族丙烯酸聚氨酯固化剂进行选取；
步骤2：将氟碳树脂、有机硅树脂倒入由二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯溶剂组成的混合溶液中，高速搅拌、分散约2小时，搅拌速率为1200-1400r/min，使其全部溶解；
步骤3：依次加入功能性填料(1200目玻璃微粉、325目空心玻璃微珠、400目空心玻璃微珠)、颜填料(纳米金红石钛白粉、气相二氧化硅粉、绢云母粉、耐高温高岭土)、耐盐雾助剂、耐老化助剂、抗紫外吸收剂、消泡剂、流平剂和润湿分散剂等，高速搅拌1h，搅拌速率为1200-1400r/min，并经砂磨机研磨至所需细度与粘度；
步骤4：按照主剂：固化剂＝10：1的比例进行灌装。
在使用时将两组分混合充分搅匀，熟化5-15分钟，最好在15分钟左右，即可刷涂、刮涂、辊涂或高压无气喷涂。
由上述配方所制成的涂料可与目前常用的环氧、玻璃鳞片等溶剂型底漆、中间漆配套使用层间附着力可达10MPa以上，柔韧性为1mm，抗冲击强度为50cm·kg，固体含量75％，比重为1.1Kg/L，该涂料兼具优异的热反射隔热性能、耐盐雾性能、耐老化性能。用上述涂料刷涂2道(约60－80μm)制成的涂膜具有优异的综合防护性能，耐盐雾＞5000小时，耐湿热＞3000小时，耐老化＞3000小时，热反射率0.82，隔热温差12.7℃。
实施例2
岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，包括主剂和固化剂，所述主剂与固化剂的份数比为10：1，其中：
主剂包括如下质量份数的配方：氟碳树脂、有机硅树脂、二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、1200目玻璃微粉、325目空心玻璃微珠、400目空心玻璃微珠、纳米金红石钛白粉、气相二氧化硅粉、绢云母粉、耐高温高岭土、391耐盐雾助剂、D耐老化助剂、UV9抗紫外吸收剂、BK066消泡剂、BK358N流平剂和BK104S润湿分散剂，各组分的份数为：40份氟碳树脂、10份有机硅树脂、10份二甲苯、3份醋酸丁酯、3份乙酸乙酯、2份1200目玻璃微粉、17份325目空心玻璃微珠、8份400目空心玻璃微珠、8份纳米金红石钛白粉、3份气相二氧化硅粉、5份绢云母粉、6份耐高温高岭土、0.3份391耐盐雾助剂、0.4份D耐老化助剂、0.3份UV9抗紫外吸收剂、0.3份BK066消泡剂、0.3份BK358N流平剂和0.3份BK104S润湿分散剂；固化剂选用N75脂肪族丙烯酸聚氨酯固化剂，份数为11.7份。
基于上述的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，本实施例提供岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料的制备方法，流程参阅图1，包括如下步骤：
步骤1：按照各组分的份数：40份氟碳树脂、10份有机硅树脂、10份二甲苯、3份醋酸丁酯、3份乙酸乙酯、2份1200目玻璃微粉、17份325目空心玻璃微珠、8份400目空心玻璃微珠、8份纳米金红石钛白粉、3份气相二氧化硅粉、5份绢云母粉、6份耐高温高岭土、0.3份391耐盐雾助剂、0.4份D耐老化助剂、0.3份UV9抗紫外吸收剂、0.3份BK066消泡剂、0.3份BK358N流平剂和0.3份BK104S润湿分散剂、11.7份N75脂肪族丙烯酸聚氨酯固化剂进行选取；
步骤2：将氟碳树脂、有机硅树脂倒入由二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯溶剂组成的混合溶液中，高速搅拌、分散约2小时，搅拌速率为1200-1400r/min，使其全部溶解；
步骤3：依次加入功能性填料(1200目玻璃微粉、325目空心玻璃微珠、400目空心玻璃微珠)、颜填料(纳米金红石钛白粉、气相二氧化硅粉、绢云母粉、耐高温高岭土)、耐盐雾助剂、耐老化助剂、抗紫外吸收剂、消泡剂、流平剂和润湿分散剂等，高速搅拌1h，搅拌速率为1200-1400r/min，并经砂磨机研磨至所需细度与粘度；
步骤4：按照主剂：固化剂＝10：1的比例进行灌装。
在使用时将两组分混合充分搅匀，熟化5-15分钟，最好在15分钟左右，即可刷涂、刮涂、辊涂或高压无气喷涂。
由上述配方所制成的涂料具有与实施例1基本相同的性能和特点，成本约低6％，但热反射隔热能力略低于实施例1，适用于日照强度稍低场合，固含量75％，比重为1.16Kg/L，用上述涂料刷涂2道(约60－80μm)制成的涂膜具有优异的综合防护性能，耐盐雾＞5000小时，耐湿热＞3000小时，耐老化＞3000小时，热反射率0.78，隔热温差12.4℃。
本发明提出的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料及其制备方法，在传统氟碳面涂料基料基础上，增加了有机硅树脂基料，利用硅树脂优异的耐高温性，提高氟碳面漆料本身的耐高温能力；通过对纳米级1200目玻璃微粉、325目空心玻璃微珠、400目空心玻璃微珠三种功能性热反射隔热填料进行复配，优化设计后的微粉、微珠因粒径不同，可互相填补间隙，形成致密隔热保温层，有效提高涂料体系的热反射隔热效果；该涂料通过改善涂层体系在三高环境下的服役微环境，提高面涂料耐久性，显著延长传统氟碳涂料体系有服役寿命。本发明制备方法简单，原料易得，便于施涂；涂料与基材具有优异的粘结性；涂料有良好的自洁性、耐盐雾性、耐候性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，其特征在于，包括主剂和固化剂，所述主剂与固化剂的份数比为10：1，其中：
所述主剂包括如下质量份数的配方：氟碳树脂36-40份，有机硅树脂8-10份，混合溶剂13-16份，功能型填料25-28份，颜填料16-20份，耐盐雾助剂0.2-0.3份，耐老化助剂0.3-0.4份，抗紫外吸收剂0.2-0.3份，消泡剂0.3-0.4份，流平剂0.3-0.4份，润湿分散剂0.3-0.4份。
2.如权利要求1所述的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，其特征在于，所述混合溶剂由二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯组成，各组分的质量份数比为二甲苯：醋酸丁酯：乙酸乙酯＝8-12：2-5：2-5。
3.如权利要求1所述的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，其特征在于，所述功能性填料由1200目玻璃微粉、325目空心玻璃微珠、400目空心玻璃微珠组成，各组分的质量份数比为：1200目玻璃微粉：325目空心玻璃微珠：400目空心玻璃微珠＝5-7：17-19：7-9。
4.如权利要求1所述的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，其特征在于，所述颜填料由纳米金红石钛白粉、气相二氧化硅粉、绢云母粉、耐高温高岭土组成，各组分的质量份数比为：纳米金红石钛白粉：气相二氧化硅粉：绢云母粉：耐高温高岭土＝10-12：2-5：3-5：3-5。
5.如权利要求1所述的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，其特征在于，所述耐盐雾助剂为391耐盐雾助剂，该助剂由氧化锌与磷酸锌按51：49复配而成。
6.如权利要求1所述的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料，其特征在于，所述防老化剂为一种D防老化剂，所述抗紫外吸收剂为一种UV9抗紫外吸收剂，所述消泡助剂为一种BK 066助剂，所述润湿分散助剂为一种BK104S助剂，所述流平助剂为一种BK358N助剂。
7.如权利要求1-6所述的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101：选材，按照质量份数选取氟碳树脂，有机硅树脂，混合溶剂，功能型填料，颜填料，耐盐雾助剂，耐老化助剂，抗紫外吸收剂，消泡剂，流平剂，润湿分散剂，固化剂直接选用脂肪族丙烯酸聚氨酯固化剂进行灌装；
S102：将氟碳树脂、有机硅树脂倒入由二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯溶剂组成的混合溶液中，高速搅拌、分散约2小时，使其全部溶解；
S103：依次加入功能性填料、颜填料、耐盐雾助剂、耐老化助剂、抗紫外吸收剂、消泡剂、流平剂和润湿分散剂等，高速搅拌1h，并经砂磨机研磨至所需细度与粘度；
S104：将S103的细粉灌装。
8.如权利要求7所述的岛礁工程钢质基材的氟硅型隔热耐候防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S102和步骤S103中的搅拌速率均为1200-1400r/min。
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