一种滑石粉重防腐涂料的漆膜、新型滑石粉重防腐涂料及其制备方法与流程

1.本发明属于重防腐涂料技术领域，涉及一种重防腐涂料的漆膜、重防腐涂料及其制备方法，尤其涉及一种滑石粉重防腐涂料的漆膜、新型滑石粉重防腐涂料及其制备方法。


背景技术：

2.前全球，所有材料每年因腐蚀损失约1％的重量，腐蚀带来的经济损失约占国家经济总量的4％，防腐道路任重道远。在国内，随着海洋工程、船舶制造及绿色海洋风能等产业迅猛发展，在新的国际形势和国家政策下，腐蚀防护的相关产业经济效益巨大，在此背景下大力发展防腐涂料势在必行。
3.在防腐涂料中，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料(heavy-duty coating)是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料，其基本要求为，具有长效防腐寿命，在化工大气和海洋环境里，一般可使用 10年或15年以上，即使在酸、碱、盐和溶剂介质里，并在一定温度条件下，也能使用5年以上。从世界范围上来看，所有材料每年因腐蚀损失约1％的重量，腐蚀带来的经济损失约占国家经济总量的4％，这种损失在热带和海洋环境中更为严重，如目前我国仅海洋腐蚀带来的损失就超gdp的3％，防腐道路任重道远。纵观国内，海洋工程、船舶制造及绿色海洋风能等产业迅猛发展，工业防腐涂料及涂装领域进入了高速成长的黄金时期，其市场规模在各种涂料品种中已经仅次于建筑涂料而位居第二位。近几年，我国在基础设施建设、城镇一体化建设及新农村建设，全球最大的迪士尼乐园落户上海等等，都有着巨大的涂料需求，在新兴海洋工程、现代交通运输、能源工业、大型工业企业和市政设施中有着广泛的应用和持续发展的前景，在新的国际形势和国家政策下，为涂料行业及工业重防腐涂料的快速发展提供了新契机，大力发展重防腐涂料，具有广阔的前景和现实意义。然而重防腐涂料与常规防腐涂料的主要区别在于其技术含量较高，技术难度较大，涉及许多方面的技术进步与产品开发，不再过分依赖涂料的知识和经验，而是取决于电子、物理、生态、机械、仪器和管理等多学科的知识与交汇等，都需要综合应用到重防腐涂料与涂装之中。所以，重防腐涂料的发展水平和性能，成为标志一个国家科学技术水平的标志，成为衡量防腐涂料先进技术的标志。
4.钢铁腐蚀一直是工业领域的重点和难点，随着人们生产安全意识地提高，对钢铁的保护意识越来越强。对钢铁的保护一般采用涂层地方法，而重防腐领域对涂层的要求很严苛。传统重防腐涂料一般采用大量的锌粉制备环氧富锌底漆，利用锌粉的阴极保护钢铁基材，而环氧富锌底漆中含有80％以上的锌粉，锌粉含量超高导致环氧富锌底漆的价格较高，大大增加了防腐保护的成本。
5.因此，如何能够找到更为适宜的重防腐涂料，降低其原料成本，同时还能具有优异的重防腐性能，解决上述问题，已成为诸多应用厂商和一线研发人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种重防腐涂料的漆膜、重防腐涂料及其制备方法，特别是一种滑石粉重防腐涂料的漆膜及滑石粉重防腐涂料，该防腐涂料中，片状滑石粉能够均匀有序的分布在漆膜结构中，形成特有的阻隔效应的滑石粉层，而且滑石粉层中的片状滑石粉具有迷宫结构和效应，极大地提高了重防腐涂层的防腐性能，而且具有明显的低成本优势。
7.本发明提供了一种重防腐涂料的漆膜，所述漆膜中，片状滑石粉均匀排布在所述漆膜结构中，形成滑石粉层；
8.所述滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向相同或相近。
9.优选的，从漆膜结构的剖面上看，沿滑石粉层的厚度方向，所述滑石粉层中，相邻或相近的片状滑石粉交错分布；
10.从漆膜结构的剖面上看，沿滑石粉层的厚度方向，所述片状滑石粉与片状滑石粉之间，形成具有迷宫效应的滑石粉层；
11.从漆膜结构的剖面上看，沿滑石粉层的厚度方向，所述片状滑石粉中，厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向的夹角小于等于60
°
的片状滑石粉的比例为60％～95％。
12.优选的，所述厚度方向相近具体为，所述滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向的夹角小于等于60
°
；
13.所述片状滑石粉的厚度为10～500nm；
14.所述片状滑石粉的片层数为1～100；
15.所述漆膜的厚度为80～100μm；
16.所述漆膜包括环氧树脂漆膜。
17.本发明提供了一种重防腐涂料，包括a组分和b组分；
18.以质量分数计，所述a组分包括：
[0019][0020]
所述b组分包括固化剂。
[0021]
优选的，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚f环氧树脂、e20、 e44和e51中的一种或多种；
[0022]
所述环氧稀释剂包括丙酮、甲基异丁基甲酮、乙醇、异丙醇、丁酮、2
-ꢀ
吡咯烷酮、甲苯、二甲苯、正丁醇、丙二醇甲醚、碳酸丙烯酯和醋酸丁酯中的一种或多种；
[0023]
所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、十二烷基苯磺酸钠、聚氨酯嵌段共聚物、羧酸铵盐、聚酯羧酸铵盐、高分子共聚物的铵盐和磷酸酯铵盐中的一种或多种；
[0024]
所述填料包括有机膨润土、钛白粉、硫酸钡、碳酸钙、高岭土、蒙脱土、滑石粉、云母粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、改性正磷酸锌和超细方解石粉中的一种或多种；
[0025]
所述固化剂包括环氧固化剂。
[0026]
优选的，所述消泡剂包括聚乙烯基醚、丙烯酸酯、聚烯烃、改性硅氧烷、气硅改性硅氧烷、氟碳改性硅氧烷、氟碳改性有机硅和改性聚醚中的一种或多种；
[0027]
所述防沉剂包括蜡浆、防沉剂3300、有机膨润土、有机黏土、有机陶土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和纤维素醚中的一种或多种；
[0028]
所述a组分和b组分的质量比为(2～12)：1；
[0029]
所述固化剂包括聚酰胺、聚醚胺、改性腰果油乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺和聚醚二胺中的一种或多种。
[0030]
本发明提供了一种重防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0031]
1)将环氧树脂、环氧稀释剂以及分散剂经过分散后，得到环氧树脂分散液；
[0032]
2)将上述步骤得到的环氧树脂分散液、消泡剂、填料和片状滑石粉经过混合和研磨后，得到混合浆料；
[0033]
3)将上述步骤得到的混合浆料、防沉剂和环氧稀释剂再次混合后，得到重防腐涂料的a组分。
[0034]
优选的，所述分散的转速为100～1500r/min；
[0035]
所述分散的时间为10～100min；
[0036]
所述混合的转速为100～1500r/min；
[0037]
所述混合的时间为10～100min。
[0038]
优选的，所述研磨的转速为1000～3500r/min；
[0039]
所述研磨的时间为10～150min；
[0040]
所述混合浆料的细度为5～60μm；
[0041]
所述再次混合的转速为100～1500r/min；
[0042]
所述再次混合的时间为10～100min。
[0043]
优选的，所述研磨后的浆料的细度为10～60μm；
[0044]
所述重防腐涂料的a组分的固含量为88％～98％；
[0045]
所述重防腐涂料的a组分的粘度为88％～98％；
[0046]
所述a组分和b组分经过终混合和调匀后，可进行使用。
[0047]
本发明提供了一种滑石粉重防腐涂料的漆膜，所述漆膜中，片状滑石粉均匀排布在所述漆膜结构中，形成滑石粉层；所述滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向相同或相近。与现有技术相比，本发明针对现有的重防腐涂料，特别是环氧富锌底漆中锌粉含量超高价格较高，大大增加了防腐保护的成本的问题。
[0048]
本发明经研究发现，滑石粉是一种水合硅酸盐晶体组成地天然矿物质，有棒状、层状、块状结构，具有良好的耐热性、润滑、抗酸碱、绝缘以及对油类有强烈的吸附性等优良特性，可用于制备化妆品、药品、造纸、橡胶、塑料、涂料、陶瓷等生产。滑石粉作为天然矿物质，虽然是涂料中经常用到的填料，使用广泛，价格低廉，但传统滑石粉应用于涂料中主要起到体积填充作用来降低涂料的成本，对涂料地防腐性能基本没有任何改善作用。
[0049]
而本发明创造性的采用了片状滑石粉，得到了一种新型的滑石粉重防腐涂料。在
本发明的滑石粉重防腐涂料的涂层中，不同于传统的等涂料中作为体积填料随意加入的块状等状态的滑石粉，片层结构良好的滑石粉作为防锈料，具有良好的二维结构，依靠滑石粉的片状结构在涂层中纵横交错地分布，均匀排布在所述漆膜结构中，形成具有屏蔽阻隔效果的滑石粉层，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果，从而提高了涂层的防腐性能。本发明更进一步通过对于重防腐涂料的成分设计，使得重防腐涂料涂层中的片状滑石粉，从漆膜结构的剖面上看，沿滑石粉层的厚度方向，片状滑石粉与片状滑石粉之间，形成二维片状结构组成的迷宫矩阵，在涂层中形成迷宫效应，延长腐蚀介质在涂层内的传输路径，以达到阻滞腐蚀介质在涂层中传输的目的，从而增强屏蔽效果，极大的提高了环氧涂层的整体防腐效果，增加了涂层的使用年限。
[0050]
本发明有效的解决了现有环氧富锌防腐涂料锌含量太高，成本高昂的缺陷，同时也克服了现有技术存在的滑石粉仅能作为体积填料的偏见，而没有将其二维结构在涂料中体现出应有的价值。二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果，提高涂层的防腐性能。而且制备工艺简单，控制性强，适合工业化大生产和推广应用。
[0051]
实验结果表明，本发明提供的高性能低成本的重防腐涂料，涂层中具有二维片状结构的滑石粉形成的迷宫结构，其耐中性盐雾高达1200h，完全可以与环氧富锌底漆相媲美，是一种高性能低成本的涂料。
附图说明
[0052]
图1为本发明使用的片状滑石粉原料的sem电镜图；
[0053]
图2为本发明使用的片状滑石粉原料的sem电镜图；
[0054]
图3为常规的涂料用滑石粉填料的sem电镜图；
[0055]
图4为本发明实施例1制备的滑石粉重防腐涂料形成的漆膜的断面电镜图；
[0056]
图5为本发明实施例2制备的滑石粉重防腐涂料形成的漆膜的断面电镜图。
具体实施方式
[0057]
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
[0058]
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
[0059]
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或树脂涂料领域使用的常规纯度。
[0060]
本发明所有原料，其牌号均属于本领域常规牌号，每个牌号在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号以及相应的用途，能够从市售中购买得到。
[0061]
本发明提供了一种重防腐涂料的漆膜，所述漆膜中，片状滑石粉均匀排布在所述漆膜结构中，形成滑石粉层；
[0062]
所述滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向相同或相近。
[0063]
本发明对所述漆膜的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的防腐涂料产生的漆膜即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和
调整，本发明所述漆膜为滑石粉重防腐涂料产生的涂层，更优选为针对金属基材防腐的滑石粉重防腐涂料产生的涂层，更优选为滑石粉重防腐涂料涂刷后，得到的防腐涂层。具体可以为环氧树脂漆膜。
[0064]
本发明原则上对所述漆膜的厚度没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述漆膜的厚度优选为80～100μm，更优选为82～98μm，更优选为85～95μm，更优选为87～92μm。
[0065]
在本发明中，所述漆膜结构中，片状滑石粉平整均匀排布在所述漆膜结构中，形成滑石粉层。
[0066]
本发明对所述滑石粉层的参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的滑石粉层的参数即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明为保证防腐涂料的性能，所述滑石粉层的厚度优选为80～100μm，更优选为82～98μm，更优选为85～95μm，更优选为 87～92μm。在本发明中滑石粉层在漆膜中，从漆膜的上表面直到漆膜的下表面，均匀分布，即所述滑石粉层的厚度与所述漆膜的厚度相同或相近。
[0067]
在本发明中。所述滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向相同或相近，更优选为所述滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向相同。在漆膜的平面中，靠近基材方向的平面为下表面，远离基材的方向的平面为上表面，即所述滑石粉层的平面基本与漆膜的平面相同。在本发明中，所述滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向相近也可以实现上述效果，为保证技术效果，所述厚度方向相近具体优选为，所述滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向的夹角小于等于60
°
，更优选为小于等于50
°
，更优选为小于等于40
°
，更优选为小于等于30
°
，更优选为小于等于20
°
，更优选为小于等于10
°
。
[0068]
本发明对所述滑石粉层的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的滑石粉层即可，本领域技术人员基于基本常识能够进行理解，在本发明中滑石粉层并不是仅含有滑石粉的层，而是滑石粉均匀集中分布而得到的滑石粉层，而漆膜整体为环氧树脂，因而滑石粉层为滑石粉和树脂材料组成的混合层，或是滑石粉、树脂和其他材料组成的混合层。本发明所述滑石粉层中含有片状滑石粉，滑石粉的微观的二维片层结构，再结合宏观上形成的滑石粉层，从而达到了更好的物理屏蔽作用，提高了防腐涂料的性能。
[0069]
本发明为使滑石粉类材料起到物理屏蔽的作用，而且还能具有更好的导静电性能，从漆膜结构的剖面上看，沿滑石粉层的厚度方向，所述滑石粉层中，相邻或相近的片状滑石粉交错分布。本发明对所述漆膜结构的剖面的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规涂层的剖面的位置关系即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本领域技术人员能够理解，在基材上喷涂防腐涂料后，产生的涂层，剖面即涂层的厚度方向上的截面或断面。更进一步的，本发明所述漆膜中，从漆膜结构的剖面(断面)上看，沿滑石粉层(或漆膜的)的厚度方向，所述片状滑石粉与片状滑石粉之间，形成具有迷宫效应的滑石粉层，即相互交错分布，形成迷宫样滑石粉层。
[0070]
本发明原则上对所述片状滑石粉的具体分布没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更
好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述片状滑石粉中，厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向的夹角小于等于60
°
的片状滑石粉的比例优选为60％～95％，更优选为65％～90％，更优选为70％～85％，更优选为75％～80％。其中，所述夹角小于等于60
°
，更优选为小于等于50
°
，更优选为小于等于40
°
，更优选为小于等于30
°
，更优选为小于等于20
°
，更优选为小于等于10
°
。
[0071]
本发明原则上对所述片状滑石粉的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述片状滑石粉的厚度优选为10～500nm，更优选为60～450nm，更优选为110～400nm，更优选为160～350nm，更优选为 210～300nm。所述片状滑石粉的片层数优选为1～100层，更优选为21～80层，更优选为41～60层。
[0072]
本发明还提供了一种重防腐涂料，包括a组分和b组分；
[0073]
以质量分数计，所述a组分包括：
[0074][0075]
所述b组分包括固化剂。
[0076]
本发明对上述滑石粉重防腐涂料中所需原料的选择和组成，以及相应的优选原则，与前述漆膜中所对应原料的选择和组成，以及相应的优选原则均可以进行对应，在此不再一一赘述。
[0077]
在本发明中，所述a组分中的材料的质量比例，是指a组分中的材料占 a组分整体的质量比例，而不是占整体滑石粉重防腐涂料的质量比例；同样的，所述b组分中的材料的质量比例，是指b组分中的材料占b组分整体的质量比例，而不是占整体滑石粉重防腐涂料的质量比例。
[0078]
本发明所述a组分中，本发明所述环氧树脂的加入量为20～30重量份，优选为22～28重量份，更优选为24～26重量份。本发明原则上对所述环氧树脂的选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述环氧树脂优选包括双酚a型环氧树脂、双酚f环氧树脂、e20、e44和e51中的一种或多种，更优选为双酚a型环氧树脂、双酚f环氧树脂、e20、e44或e51。
[0079]
本发明所述a组分中，本发明所述片状滑石粉的加入量为1～50重量份，优选为11～40重量份，更优选为21～30重量份。
[0080]
本发明所述a组分中，本发明所述环氧稀释剂的加入量为3～27重量份，优选为8～22重量份，更优选为13～17重量份。本发明原则上对所环氧稀释剂的选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述环氧稀释剂优选包括丙酮、甲基异丁基甲酮、乙醇、异丙醇、丁酮、2-吡咯烷酮、甲苯、二甲苯、正丁醇、丙二醇甲醚、碳酸丙烯酯和醋酸丁酯中的一种或多种，更优选包括丙酮、甲基异丁基甲酮、乙醇、异丙醇、丁酮、2-吡咯烷酮、甲苯、二甲苯、正丁醇、丙二醇甲醚、碳酸丙烯酯或醋酸丁酯。
[0081]
本发明所述a组分中，本发明所述分散剂的加入量为0.1～0.7重量份，优选为0.2～0.6重量份，更优选为0.3～0.5重量份。本发明原则上对分散剂的选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述分散剂优选包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、十二烷基苯磺酸钠、聚氨酯嵌段共聚物、羧酸铵盐、聚酯羧酸铵盐、高分子共聚物的铵盐和磷酸酯铵盐中的一种或多种，更优选为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、十二烷基苯磺酸钠、聚氨酯嵌段共聚物、羧酸铵盐、聚酯羧酸铵盐、高分子共聚物的铵盐或磷酸酯铵盐。
[0082]
本发明所述a组分中，本发明所述填料的加入量为11.2～36重量份，优选为16.2～31重量份，更优选为21.2～16重量份。本发明原则上对填料的选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述填料优选包括有机膨润土、钛白粉、硫酸钡、碳酸钙、高岭土、蒙脱土、滑石粉、云母粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、改性正磷酸锌和超细方解石粉中的一种或多种，更优选为有机膨润土、钛白粉、硫酸钡、碳酸钙、高岭土、蒙脱土、滑石粉、云母粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、改性正磷酸锌或超细方解石粉。
[0083]
本发明所述a组分中，本发明所述消泡剂的加入量为0.1～1重量份，优选为0.3～0.8重量份，更优选为0.5～0.6重量份。本发明原则上对消泡剂的选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述消泡剂优选包括聚乙烯基醚、丙烯酸酯、聚烯烃、改性硅氧烷、气硅改性硅氧烷、氟碳改性硅氧烷、氟碳改性有机硅和改性聚醚中的一种或多种，更优选为聚乙烯基醚、丙烯酸酯、聚烯烃、改性硅氧烷、气硅改性硅氧烷、氟碳改性硅氧烷、氟碳改性有机硅或改性聚醚。
[0084]
本发明所述a组分中，本发明所述防沉剂的加入量0.5～6重量份，优选为1.5～5重量份，更优选为2.5～3重量份。本发明原则上对防沉剂的选择没有特别限制，本领域技术人
员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述防沉剂包括蜡浆、防沉剂3300、有机膨润土、有机黏土、有机陶土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和纤维素醚中的一种或多种，更优选为蜡浆、防沉剂3300、有机膨润土、有机黏土、有机陶土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡或纤维素醚。
[0085]
本发明所述b组分中，原则上对固化剂的选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述固化剂优选包括环氧固化剂，具体优选包括聚酰胺、聚醚胺、改性腰果油乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺和聚醚二胺中的一种或多种，更优选为聚酰胺、聚醚胺、改性腰果油乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺或聚醚二胺。
[0086]
本发明原则上对所述a组分和b组分的具体用量配比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述a组分和b组分的质量比为(2～12)： 1，更优选为(3～11)：1，更优选为(4～10)：1，更优选为(5～9)：1，更优选为(6～8)：1。
[0087]
本发明还提供了一种重防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0088]
1)将环氧树脂、环氧稀释剂以及分散剂经过分散后，得到环氧树脂分散液；
[0089]
2)将上述步骤得到的环氧树脂分散液、消泡剂、填料和片状滑石粉经过混合和研磨后，得到混合浆料；
[0090]
3)将上述步骤得到的混合浆料、防沉剂和环氧稀释剂再次混合后，得到重防腐涂料的a组分。
[0091]
本发明对上述制备过程中所需原料的选择和组成，以及相应的优选原则，与前述滑石粉重防腐涂料中所对应原料的选择和组成，以及相应的优选原则均可以进行对应，在此不再一一赘述。
[0092]
本发明首先将环氧树脂、环氧稀释剂以及分散剂经过分散后，得到环氧树脂分散液。
[0093]
本发明原则上对分散的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述分散的转速优选为100～1500r/min，更优选为400～1200 r/min，更优选为700～900r/min。所述分散的时间优选为10～100min，更优选为20～90min，更优选为30～80min，更优选为40～70min，更优选为50～60min。
[0094]
本发明随后将得到的环氧树脂分散液、消泡剂、填料和片状滑石粉经过混合和研磨后，得到混合浆料。
[0095]
本发明原则上对混合的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述混合的转速优选为100～1500r/min，更优选为 400～1200r/min，更优选为700～900r/min。所述混合的时间优选为10～100min，更优选为30～80min，更优选为50～60min。
[0096]
本发明原则上对研磨的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述研磨的时间优选为10～150min，更优选为40～120min，更优选为70～90min。
[0097]
本发明为完整和细化工艺要求，保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述混合浆料的细度优选为5～60μm，更优选为15～50μm，更优选为25～40μm。
[0098]
本发明最后将得到的混合浆料、防沉剂和环氧稀释剂再次混合后，得到重防腐涂料的a组分。
[0099]
本发明原则上对再次混合的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述再次混合的转速优选为100～1500r/min，更优选为 400～1200r/min，更优选为700～900r/min。所述再次混合的时间优选为 10～100min，更优选为30～80min，更优选为50～60min。
[0100]
本发明为完整和细化工艺要求，保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述研磨后的浆料的细度优选为10～60μm，更优选为20～50μm，更优选为30～40μm。
[0101]
本发明原则上对重防腐涂料的a组分的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，所述重防腐涂料的a组分的固含量优选为 88％～98％，更优选为90％～96％，更优选为92％～94％。所述重防腐涂料的a 组分的粘度优选为88％～98％，更优选为90％～96％，更优选为92％～94％。
[0102]
本发明经过上述步骤，得到滑石粉重防腐涂料的a组分。本发明所述滑石粉重防腐涂料优选还包括b组分。本发明为保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，优化和完整整体工艺过程，本发明得到上述树脂防腐涂料的a组分后，还可以进行下述步骤：
[0103]
本发明将所述组分a和组分b经过终混合和调匀后，可进行使用。
[0104]
本发明对上述步骤是否与a组分和b组分的制备步骤连续并无特别限制，本领域技术人员基于常识可以知晓，该步骤可以在防腐涂料使用前进行操作，即经过该步骤后，滑石粉重防腐涂料即可进行使用。因此，树脂防腐涂料的制备中，也可不含有该步骤。
[0105]
本发明原则上对所述终混合的方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述终混合优选为搅拌混合。本发明所述终混合的时间优选为10～20min，更优选为12～18min，更优选为14～16min。本发明所述终混合可以手动搅拌混合，也可以机器搅拌混合，其转速可以为400～800rpm，或者为500～700rpm。
[0106]
本发明为完整和细化制备工艺，保证片状滑石粉更好的纵横交错均匀排布，提高屏蔽阻隔效果，充分利用二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果和迷宫效应，进一步提高涂层的防腐性能，上述制备工艺具体可以为以下步骤：
[0107]
1】将环氧树脂、环氧稀释以及分散剂加入生产缸中，在一定转数下进行充分分散；
[0108]
2】在1】中边搅拌边加入消泡剂、钛白粉、有机膨润土、硫酸钡、片状滑石粉等搅拌一定时间，然后采用蓝式研磨机将细度研磨至5～60μm，得到混合浆料。
[0109]
3】向步骤2】中得到的混合浆料中加入蜡浆，采用环氧稀释剂将黏度与固含量的进行调整，得到重防腐涂料的a组分。
[0110]
5】样板实现：将组分a:b＝6:1比例混合均匀，加入一定量的稀释剂将喷涂粘度调整为20～40s(吐4杯，25℃)，在2.5～3mm的碳钢板上喷涂干膜厚度为90
±
10μm，室温下自然养护7天进行耐化学性能、机械性能、耐盐雾性能以及耐冷热循环性能测试。
[0111]
本发明上述步骤提供了一种滑石粉重防腐涂料的漆膜、新型滑石粉重防腐涂料及其制备方法。本发明从防腐机制的机理入手，结合物理屏蔽方向，通过涂料的配方调节和滑石粉环氧树脂分散液的制备，使得涂料在喷涂到基材上之后实现有序排列，创造性的得到了一种特殊结构的漆膜，漆膜中，片状滑石粉均匀排布在所述漆膜结构中，形成滑石粉层；滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向相同或相近，而且片状滑石粉形成的滑石粉层均匀的分布在漆膜的上下表面之间中，利用片状滑石粉较高的比表面积、较大的径厚比、二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果，提高涂层的防腐性能，同时片状滑石粉与片状滑石粉之间，形成具有迷宫效应的滑石粉层，大大提高了涂层的防腐性能，而且具有明显的成本优势，使其在重防腐涂料领域展现出极大的应用前景。
[0112]
本发明提供的用于重防腐涂料领域的滑石粉重防腐涂料，利用片状滑石粉较高的径厚比、二维材料特有的阻隔效应，通过调节配方和制备工序，实现了片状滑石粉的有序排布，而且片状滑石粉的厚度还能有所减少，进而二维材料的片状结构又能形成迷宫效应，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果，提高了环氧涂层的防腐性能，延长涂层的耐久性。本发明不同于传统的等涂料中作为体积填料随意加入的块状等状态的滑石粉，本发明将片层结构良好的滑石粉作为防锈料，具有良好的二维结构，依靠滑石粉的片状结构在涂层中纵横交错地分布，均匀排布在所述漆膜结构中，形成滑石粉层和迷宫效应的二维片状交错结构，具有屏蔽阻隔效果，能起到体积填充和屏蔽阻隔的双重功效。
[0113]
本发明更进一步通过对于重防腐涂料的成分设计，使得片状滑石粉在漆膜中保持了良好的片层结构，从漆膜结构的剖面上看，沿滑石粉层的厚度方向，片状滑石粉与片状滑石粉之间，形成二维片状结构组成的迷宫矩阵，在涂层中形成迷宫效应，延长腐蚀介质在涂
层内的传输路径，以达到阻滞腐蚀介质在涂层中传输的目的，从而增强屏蔽效果，极大的提高了环氧涂层的整体防腐效果，增加了涂层的使用年限。
[0114]
本发明有效的解决了现有环氧富锌防腐涂料锌含量太高，成本高昂的缺陷；同时不同于普通滑石粉的块状结构，本发明利用其独特的层状结构在涂层重形成屏蔽作用，改变了以往滑石粉只能用于体积填充的作用，而没有将其二维结构在涂料中体现出应有的价值的局限。本发明利用片状滑石粉二维材料优异的阻隔性能，有效的提高涂层的屏蔽阻隔效果，提高涂层的防腐性能完全可以代替环氧富锌涂料，而且制备工艺简单，控制性强，适合工业化大生产和推广应用。
[0115]
实验结果表明，本发明提供的高性能低成本的重防腐涂料，涂层中具有二维片状结构的滑石粉形成的迷宫结构，其耐中性盐雾高达1200h，完全可以与环氧富锌底漆相媲美，是一种高性能低成本的涂料。
[0116]
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种重防腐涂料的漆膜、重防腐涂料及其制备方法进行了详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
[0117]
实施例1～4
[0118]
环氧树脂(台塑集团)
[0119]
有机膨润土(中森珍珠岩有限公司)
[0120]
环氧稀释剂(安徽新远)
[0121]
分散剂(南通市晗泰化工有限公司)
[0122]
滑石粉(青岛金莺矿产公司)
[0123]
消泡剂(毕克有限公司)
[0124]
分散剂(毕克有限公司)
[0125]
硫酸钡(江阴市德毓杰贸易有限公司)
[0126]
蜡浆(上海明典化工贸易有限公司)
[0127]
参见表1，表1为本发明实施例1～4以及对比例1的配方组分表。
[0128]
表1
[0129] 实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1环氧树脂1525302710环氧稀释剂14.73.59175分散剂0.31.5210.8有机膨润土1.70.80.723滑石粉23442722.90硫酸钡402323240钛白粉21530消泡剂0.30.20.30.10.2蜡浆31331锌粉000080
合计100100100100100成本810.312.310.628
[0130]
其中，实施例1～4的制备方法是：
[0131]
1】将环氧稀释剂、环氧树脂以及分散剂按一定的比例加入生产缸中，采用600r/min进行高速搅拌5min，其中环氧稀释剂与环氧树脂的质量比例为1:3，分散剂与树脂的质量比为1:30，分散剂为表面活性剂，其种类为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、十二烷基苯磺酸钠中的一种。
[0132]
2】在1】中采用800r/min边搅拌边加入消泡剂、钛白粉、有机膨润土、滑石粉、硫酸钡等，加入完搅拌5min采用蓝式研磨机将细度研磨至40μm。
[0133]
4】将步骤3】中得到的浆料加入蜡浆，采用环氧活性稀释进行粘度与固含量的调整。
[0134]
5】样板实现：将将a:b＝6:1比例混合均匀，加入一定量的稀释剂将喷涂粘度调整为30～40s(t-4杯，25℃)，在3mm的碳钢板上喷涂90
±
10μm，室温下自然养护7天进行耐化学性能、耐盐雾性能、耐冷热循环性能以及机械性能测试。
[0135]
对本发明实施例使用的片状滑石粉原料进行表征。
[0136]
参见图1，图1为本发明使用的片状滑石粉原料的sem电镜图。
[0137]
参见图2，图2为本发明使用的片状滑石粉原料的sem电镜图。
[0138]
参见图3，图3为常规的涂料用滑石粉填料的sem电镜图。
[0139]
对本发明实施例1～4制备的滑石粉重防腐涂料的性能进行检测。
[0140]
参见表2，表2为本发明实施例制备的滑石粉重防腐涂料和对比例制备的常规环氧富锌重防腐涂料的性能检测结果。
[0141]
对本发明实施例1制备的滑石粉重防腐涂料的漆膜进行表征。
[0142]
参见图4，图4为本发明实施例1制备的滑石粉重防腐涂料形成的漆膜的断面电镜图。
[0143]
由图4可以看出，片状滑石粉均匀有序排布并插嵌在漆膜结构中，遍布整个漆膜，滑石粉层的厚度方向与所述漆膜结构的厚度方向基本相同，而且沿滑石粉层的厚度方向，在整个漆膜中，相邻或相近的片状滑石粉交错分布，片状滑石粉与片状滑石粉之间，形成具有迷宫效应的滑石粉层(漆层)。
[0144]
对本发明实施例2制备的滑石粉重防腐涂料的漆膜进行表征。
[0145]
参见图5，图5为本发明实施例2制备的滑石粉重防腐涂料形成的漆膜的断面电镜图。
[0146]
由图5可以看出，片状滑石粉均匀排布并插嵌在树脂漆膜中，相邻或相近的片状滑石粉交错分布，具有迷宫效应。而且相比片状滑石粉原料，片状滑石粉自身的片层有所减少，而且分散均匀，并未发生聚集重叠。
[0147]
对比例1
[0148]
1】将环氧树脂、环氧稀释以及助剂加入生产缸中，采用600r/min进行充分的分散5min；
[0149]
2】在1】中采用800r/min边搅拌边加入锌粉、消泡剂，加入完搅拌 60-120min将细度降至45μm。
[0150]
3】将步骤2】中得到的浆料加入蜡浆，采用环氧稀释剂进行粘度与固含量的调整。
[0151]
5】样板实现：将组分a:b＝6:1比例混合均匀，加入一定量的稀释剂将喷涂粘度调整为20～40s(吐4杯，25℃)，在2.5～3mm的碳钢板上喷涂干膜厚度为90
±
10μm，室温下自然养护7天进行耐化学性能、机械性能、耐盐雾性能以及耐冷热循环性能测试。
[0152]
对对比例提供的常规环氧富锌重防腐涂料的性能进行检测。
[0153]
参见表2，表2为本发明实施例制备的滑石粉重防腐涂料和对比例制备的常规环氧富锌重防腐涂料的性能检测结果。
[0154]
表2
[0155][0156]
以上对本发明提供的一种滑石粉重防腐涂料的漆膜、新型滑石粉重防腐涂料及其制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。