[发明专利]一种环境友好型含氟硅重防腐环氧树脂涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，涉及一种含氟硅环氧树脂涂料及其制备方法，尤其是一种环境友好型含氟硅重防腐环氧树脂涂料及其制备方法。

技术背景

随着现代工业的发展，一批新兴工业领域的出现和许多现代工程的兴建，如我国海洋石油工业的迅猛发展，海上固定式钢质结构物也越来越多。目前我国已有近百座石油平台分布在渤海、东海和南海领域。据预测我国海上石油资源占全国石油总储量的约1/4，可以预期在未来几年内，还要建设更多的海上石油平台。这些平台大都将采用钢铁材料制成，因此海上钢质的腐蚀控制直接关系到这些设施的使用安全；可知，海洋环境是一个特定的极为复杂的腐蚀环境，随着我国远洋运输业和海上军舰的大速发展，对防腐涂料承受环境的能力和使用寿命提出了更高的要求，常用的防腐涂料已不能满足需要。于是人们提出了“重防腐涂料(Heavy—duty Coating)”的概念。重防腐涂装系统是指应用于苛刻腐蚀环境的高性能防腐蚀涂装系统。一般涂层的干膜厚度小于1000μm，一般要求重防腐涂装系统具有下列性能：耐候性、耐水性好，涂层系统具有较长寿命，能达到以上15年以上；耐冲击性、耐磨性好，涂层系统能耐海冰碰撞和船舶停靠的磨损：要求涂料固含量高，有机挥发分(VOC)达到国家或国际标准。

传统的防腐处理工艺通常以重金属铬钝化处理，但是铬毒性高、致癌、环境污染严重。未来重防腐涂料发展的关键是高性能的环境友好型合成树脂。环氧树脂以其易于加工成型，固化物性能优异等特点而被广泛应用，通过环氧树脂进行改性可以制成防腐涂料。环氧树脂涂料有优良的物理机械性能，最突出的是它对金属的附着力强，固化收缩率低；另外，它的耐化学药品性和耐油性也很好，特别是耐碱性非常好。

但是环氧树脂因含有环氧基团和分子链上羟基存在而容易吸水，防水性能有待改善，且未经改性的环氧树脂耐热性能不高，树脂粘度大流平性差不易涂覆。而含氟聚合物，具有耐热、耐腐蚀、憎水憎油、电绝缘、低摩擦系数及生物体适应性、不燃性等多种优异性能，使得它在许多应用领域中独领风骚，愈来愈受到人们的关注。氟元素的电负性最大，原子半径很小、形成的碳氟键键长较短、键能大，将氟元素引入环氧树脂中而赋予含氟环氧树脂优异的耐溶剂性、耐油、耐摩擦、表面自洁等性能。且因为含氟环氧树脂C-F键键能大，作用力强，对热敏感，熔融黏度低，流平性好，不需要底漆涂膜，涂膜坚固，力学性能好，有优异的反应活性和贮藏稳定性、耐腐蚀性，耐化学药品性。

在防腐涂料领域，郭再春等人（一种高氯化聚乙烯-环氧树脂防腐涂料体系，中国专利，公开号CN101691464A）采用高氯化聚乙烯防腐面漆，高氯化聚乙烯/环氧树脂半互穿网络防腐中间漆，环氧树脂云铁防锈底漆的涂料体系从而有效提高了金属的防腐性能，但是该方法制备工艺和涂覆工艺均较为复杂，成本太高。郝健等人（含氟重防腐涂料及其应用，中国专利，公开号CN102732124A）公开了一种含氟重防腐涂料及其应用，采用在环氧乙烯基树脂的存在，将甲基丙烯酸六氟丁酯和甲基丙烯酸酯自由共聚得到涂料的方法制备了含氟改性的环氧树脂防腐涂料，提高了环氧树脂涂层的防腐性能，但是这种树脂含氟量低，产品性能不易控制，且采用的环氧乙烯基树脂使材料的耐热性不高。刘斌等（一种含氟的防腐涂料，中国专利，公开号CN101962504A）以氟橡胶为基本的成膜物配以助剂、补强剂和添加剂，混炼后用于有机溶剂得到一种防腐涂料。这种涂料具有优异的耐候性、耐磨性及耐腐蚀性，但是以氟碳键为主，缺乏必要的活性基团，与被涂覆基材表面的粘接性差，容易造成涂层的脱落。翟传伟等（一种防腐蚀氟碳树脂涂料，中国专利，公开号CN103045029A）采用PEVE氟碳树脂与改性有机硅制备了一种防腐蚀氟碳树脂涂料。这种涂料具有较好的耐候性，但涂层同样缺乏吸附力，易脱落。

发明内容

本发明提供了一种绿色便捷的制备含氟硅重防腐环氧树脂涂料的方法。使用可参与反应的活性稀释剂作为溶剂取代传统挥发性有机溶剂，避免了溶剂型涂料在干燥中溶剂挥发造成气孔，抗氯离子渗透性能更好，是一种环境友好型的防腐涂料，尤其适用于海洋等苛刻环境。同时，采用的含氟环氧树脂由于刚性的苯环及相互作用力强的C-F键，对热敏感，高温黏度低，流平性好，不需要底漆涂膜，施工工艺简单，涂膜坚固不脱落。涂料中加入的POSS组分可提高涂料使用耐热性，满足极端环境的需求。

所述环境友好型含氟硅重防腐环氧树脂涂料的配方为：含氟环氧树脂30～70g、固化剂10～40g、POSS0.1～5g、硅烷偶联剂0.5～5g、活性稀释剂10～30g、分散剂0.5～3g、光稳定剂0.3～1g。