一种低VOC高性能船舶防腐防污一体化涂料的制备方法与流程

本发明涉及防腐防污涂料，尤其涉及一种低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料的制备方法。

背景技术：

1、随着基础设施建设规模持续扩大及国民经济快速发展，钢铁设施的防腐涂装已成为防腐工程领域的核心议题。尤其在船舶、海洋平台等长期暴露于严苛海洋环境的场景中，高性能防腐涂层是保障设施安全运行的关键屏障。

2、当前钢结构防腐仍以溶剂型涂料为主，其中溶剂型环氧树脂因优异性能被广泛使用，但其高挥发性有机化合物（voc）排放严重污染环境、危害人体健康。随着环保法规趋严，行业正从传统高voc溶剂型配方向低voc方向转型，水性环氧树脂涂料因兼具环保性与防护性能，成为重要发展方向。

3、然而，海洋环境的高温、高湿、高盐特性对涂层耐久性构成严峻挑战。腐蚀介质易穿透涂层孔隙，破坏其物理屏蔽功能，导致防护效能衰减。同时，海洋微生物（如细菌、微藻）在涂层表面的附着会引发连锁反应：一方面，微生物群落形成生物膜，促进大型污损生物定殖，显著增加设施重量、降低流体效率并加剧能耗；另一方面，生物膜局部剥离会诱发电偶腐蚀，加速金属基体失效，极大缩短了涂层服役寿命。

4、因此，如何提供一种兼具低voc排放、长效防腐与抗生物污损的船舶涂料，对提升海洋设施耐久性、保障航行安全及降低运维成本具有重要现实意义，具有极好的研究前景。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料的制备方法。

2、一种低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料，其原料按质量份包括：水性环氧乳液30-40份，负载二氧化硅1-5份，氧化石墨烯1-5份，填料5-15份，防锈颜料10-20份，分散剂1-3份，脂肪族胺水性分散体5-15份，丙二醇甲醚1-5份。

3、优选地，水性环氧乳液为液体环氧树脂分散体。

4、优选地，防锈颜料为磷酸锌、磷酸钛、安息香酸锌、三聚磷酸铝中至少一种；填料为沉淀硫酸钡、硅灰石粉、高岭土、云母粉中至少一种。

5、优选地，分散剂为六偏磷酸钠类分散剂。

6、优选地，负载二氧化硅采用如下步骤制取：将十六烷基三甲基氯化铵加入至乙醇水溶液中搅拌均匀，加入三乙醇胺，调节体系ph值为9-10，氮气保护下，搅拌状态向其中加入正硅酸乙酯、巯丙基三乙氧基硅烷，60-70℃回流搅拌1-2h，加入端氨基聚酰胺胺、乙酸锌继续搅拌1-4h，离心，洗涤，真空干燥。

7、优选地，十六烷基三甲基氯化铵、三乙醇胺、正硅酸乙酯、巯丙基三乙氧基硅烷、端氨基聚酰胺胺、乙酸锌的质量比为1-2：1-3：5-10：1-2：1-5：1-2。

8、优选地，乙醇水溶液的质量分数为20-50%。

9、上述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料的制备方法，包括如下步骤：

10、s1、对水持续搅拌，搅拌过程中依次加入填料、防锈颜料、氧化石墨烯、分散剂，继续搅拌10-15min，加入水性环氧乳液、负载二氧化硅搅拌均匀，过滤得到a组分；

11、s2、将脂肪族胺水性分散体、丙二醇甲醚、水混合15-20min，得到b组分。

12、优选地，s1中，采用90-110目的滤网过滤。

13、上述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料的使用方法，对组分a持续搅拌，搅拌过程中加入组分b，添加完继续搅拌10-20min，过滤。

14、与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

15、本发明以水性环氧乳液为成膜物质，与脂肪族胺水性分散体复配，不仅大幅降低voc含量，避免传统溶剂型涂料对环境和人体的危害，而且通过与防锈颜料复配，所形成的致密纯化膜既不溶于水，硬度又高，附着力优异，结合负载二氧化硅作用，形成致密物理屏障，有效阻隔腐蚀介质渗透。

16、本发明所得负载二氧化硅利用正硅酸乙酯水解缩合成二氧化硅骨架，与巯丙基三乙氧基硅烷配合引入巯基，端氨基聚酰胺与乙酸锌配合，通过巯基-zn2+配位及氨基作用负载固定，产物不仅可有效抑制细菌、微藻等微生物在涂层表面的初始附着，减少大型污损生物黏附，而且与水性环氧乳液间协同作用经过固化，附着力显著增强，同时具有优异的耐冲击性能。

17、本发明所得涂层在海洋高温、高湿、高盐环境中可保持结构完整性，显著延长船舶、海洋平台等设施的使用寿命，降低维护成本与安全事故风险。

1.一种低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料，其特征在于，其原料按质量份包括：水性环氧乳液30-40份，负载二氧化硅1-5份，氧化石墨烯1-5份，填料5-15份，防锈颜料10-20份，分散剂1-3份，脂肪族胺水性分散体5-15份，丙二醇甲醚1-5份。

2.根据权利要求1所述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料，其特征在于，水性环氧乳液为液体环氧树脂分散体。

3.根据权利要求1所述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料，其特征在于，防锈颜料为磷酸锌、磷酸钛、安息香酸锌、三聚磷酸铝中至少一种；填料为沉淀硫酸钡、硅灰石粉、高岭土、云母粉中至少一种。

4.根据权利要求1所述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料，其特征在于，分散剂为六偏磷酸钠类分散剂。

5.根据权利要求1所述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料，其特征在于，负载二氧化硅采用如下步骤制取：将十六烷基三甲基氯化铵加入至乙醇水溶液中搅拌均匀，加入三乙醇胺，调节体系ph值为9-10，氮气保护下，搅拌状态向其中加入正硅酸乙酯、巯丙基三乙氧基硅烷，60-70℃回流搅拌1-2h，加入端氨基聚酰胺胺、乙酸锌继续搅拌1-4h，离心，洗涤，真空干燥。

6.根据权利要求5所述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料，其特征在于，十六烷基三甲基氯化铵、三乙醇胺、正硅酸乙酯、巯丙基三乙氧基硅烷、端氨基聚酰胺胺、乙酸锌的质量比为1-2：1-3：5-10：1-2：1-5：1-2。

7.根据权利要求5所述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料，其特征在于，乙醇水溶液的质量分数为20-50%。

8.一种如权利要求1-7任一项所述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料的制备方法，其特征在于，s1中，采用90-110目的滤网过滤。

10.一种如权利要求1-7任一项所述低voc高性能船舶防腐防污一体化涂料的使用方法，其特征在于，对组分a持续搅拌，搅拌过程中加入组分b，添加完继续搅拌10-20min，过滤。