[发明专利]一种光催化防锈的水性带锈防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明属于锈蚀钢材表面的带锈防腐涂装领域，涉及一种光催化防锈的水性带锈防腐涂料及其制备方法，由A组分和B组分构成，A组分与B组分的质量比为10～15：1；其中，A组分由如下重量份的原料组成：水性树脂乳液：40～70份、g‑C₃N₄：1～25份、锌粉：0.1～2份，铝粉：0.1～2份、螯合剂：1～3份、锈蚀稳定剂：1～5份、偶联剂：0.1～2份、成膜助剂：0.5～1.5份、润湿分散剂：0.1～1份、消泡剂：0.5～2份、渗透剂：0.1～1份、杀菌剂0.1～0.5份；B组分为胺类固化剂。所述光催化防锈的水性带锈防腐涂料可通过光催化剂与锈蚀稳定剂的配合，实现对锈层的转化稳定，并通过将光催化过程中产生的电子转移给金属基体，起到抑制基体锈蚀的目的。

技术领域

本发明涉及锈蚀钢材表面的带锈防腐涂装技术领域，具体地说是涉及一种光催化防锈的水性带锈防腐涂料。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

据统计，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失占国民经济总产值的2～4％，因腐蚀而造成的金属损失量占金属总产量的20～40％。金属腐蚀不仅造成巨大的经济损失，严重时还会威胁到人们的生命和财产安全。为了延缓钢铁材料的腐蚀过程，延长使用寿命，人们运用了各种防腐蚀方法来保证钢材服役期间的安全稳定性。其中涂装防腐涂料是最为经济、有效的防腐方法。为了获得良好的防腐涂装效果，在涂装前往往需要对钢材表面进行除锈处理，一般要求被涂覆表面的洁净度要求不低于Sa 2.5级。而在役的钢构件一般体积较大，结构复杂，并且受到现场施工条件的限制，难以采用机械化方式进行除锈，只能依靠人工手动或借助于电力工具进行打磨除锈，难以满足基体处理的洁净度要求，导致防腐涂装后致使约有49.5％的防腐涂层因涂层与基体之间的粘附强度过低，涂层发生起皮、脱落等问题而失效，防腐效果不能满足设计要求。并且在防腐施工中，施工费占70％以上，而表面除锈的预处理费用又占到70％以上。因此，如果可以免除现场钢材表面防腐涂装前的复杂除锈工序，实现带锈涂装，不仅可以提升防腐效果，还可以大幅度降低防腐施工成本。

目前的带锈涂装防腐涂料有溶剂型和水性两种，其中以溶剂型因其优异的防腐性能而得到广泛的应用。但溶剂型带锈防腐涂料中溶剂含量高达60～80％，这些溶剂在施工干燥过程中会挥发到大气中，造成环境污染，严重危害人类生存环境的安全。据统计，钢铁制品及其设施在涂装过程中挥发掉的VOCs约占全球VOCs排放总量的20％～25％，己经成为大气的主要污染源之一。水性带锈防腐涂料因其低表面处理性能和环境友好、低VOC排放量等优点已成为带锈防腐涂料研究的热点。但现有水性带锈防腐涂料多以磷酸、植酸、单宁酸等酸性物质作为锈蚀转化剂，酸性的锈蚀转化剂与弱碱性的水性树脂乳液相容性差，导致水性带锈防腐涂料的稳定性较差，涂层的性能下降，难以满足现场的使用需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种光催化防锈的水性带锈防腐涂料及其制备方法。所述光催化防锈的水性带锈防腐涂料可通过光催化剂与锈蚀稳定剂的配合，实现对锈层的转化稳定，并通过将光催化过程中产生的电子转移给金属基体，起到抑制基体锈蚀的目的。

本发明中采用石墨相氮化碳作为光催化剂，可显著提升涂层对太阳光的利用率，增强涂层对锈层的钝化稳定作用。而且石墨相氮化碳呈弱碱性，与碱性的水性树脂乳液具有良好的相容性，解决了现有的酸性锈蚀转化剂与碱性水性树脂乳液相容性差、涂料体系不稳定导致涂层性能差的难题。本发明中通过锌粉、铝粉等活性填料与螯合剂的原位反应，生成有机锌、有机铝复合物类闪蚀抑制剂，提高了水性带锈防腐涂料的性能。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：