[發明專利]用于海洋環境金屬表面常溫固化納米防腐涂料的制備方法

有效

• 申請號: 201910474787.8
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110204942B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 闕永生;楊輝;吳春春;徐強;沈濤;李躍;盛建松;張博
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C09D5/10
• 分類號: C09D5/10;C09D183/04
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種用于海洋環境金屬表面常溫固化納米防腐涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）納米復合溶膠的制備

將復合有機硅氧烷與有機溶劑加入反應釜內，升溫至20～45℃后，加入催化劑復合溶液，攪拌反應2～6h；然后加入輔助低聚物和助劑；繼續反應8～12h，得到納米復合溶膠；

控制各原料的添加質量的比例關系為，復合有機硅氧烷∶有機溶劑∶催化劑復合溶液∶輔助低聚物∶助劑 = 40～50∶15.5～38∶10.2～31∶1～10∶0.2～1；

所述復合有機硅氧烷是四烷氧類有機硅烷、三烷氧類有機硅烷或二烷氧類有機硅烷中的一種或兩種以上的混合物；其分子通式為RnSi(OR’)4-n，R為不含有氧原子直接與硅原子相連的有機官能團，R’為C1～C5的烷基，n＝0、1、2；

所述有機溶劑是指乙醇、異丙醇、丁醇、二丙酮醇、丙二醇甲醚的一種或兩種以上的混合物；所述催化劑復合溶液由酸催化劑、溶劑和去離子水組成，其中酸催化劑是甲酸或乙酸中的一種或其混合物，溶劑是乙醇、二丙酮醇或丙二醇甲醚的一種或幾種的混合物；所述輔助低聚物是指聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇縮丁醛溶液或聚乙烯吡咯烷酮-聚乙烯醇縮丁醛復合溶液；所述助劑是指丁酮肟；

（2）納米防腐涂料的制備

在攪拌條件或者滾動混合條件下，將納米防腐色漿與納米復合溶膠進行熟化復合反應；控制熟化溫度20～35℃、熟化時間4～12h；然后加入涂料助劑，攪拌均勻制得納米防腐涂料；

控制納米防腐色漿和納米復合溶膠質量比為1～5∶3～1，涂料助劑占納米防腐涂料總質量的百分比含量為1.2%～11.2%；

所述涂料助劑是常溫固化促進劑、涂層增韌劑或光穩定劑中的一種或兩種以上的混合物，但至少應包括常溫固化促進劑；

所述納米防腐色漿是通過下述方法制備獲得的：

將作為防腐顏料的鋁粉或者鋅粉分散到裝有醇醚溶劑的反應釜內，通入氮氣進行保護；所述醇醚溶劑是乙醇、異丙醇、丁醇、二丙酮醇或丙二醇甲醚的一種或者多種；繼續加入氨基硅氧烷，升溫至30～60℃，攪拌反應0.5～2h；在攪拌下向反應釜中持續滴加分子通式為RnSi(OR’)4-n且n＝0、1、2的復合有機硅氧烷，以及有機溶劑與去離子水的混合溶液，滴加時間控制在5～20h，在鋁粉或者鋅粉表層形成20～100nm有機硅保護層；然后加入具有相同分子通式且n=3的復合有機硅氧烷對有機硅保護層進行封端處理；最后加入防沉劑，攪拌均勻后制得納米防腐色漿；

納米防腐色漿制備過程中控制各原料的添加質量的比例關系為：防腐顏料∶醇醚溶劑∶氨基硅氧烷∶n＝0、1、2的復合有機硅氧烷∶有機溶劑與去離子水的混合溶液∶n=3的復合有機硅氧烷∶防沉劑 = 26～40∶24～47∶2～5∶10～30∶2～4∶1～3∶2～4；此處所述有機溶劑是乙醇、二丙酮醇、丙二醇甲醚或其混合物。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，不含有氧原子直接與硅原子相連的有機官能團R，具體是指烷基、芳基、γ-縮水甘油醚氧丙基或γ-甲基丙烯酰氧基丙基。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的四烷氧類有機硅烷是四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷；所述的三烷氧類有機硅烷是甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、KH560或KH570；所述的二烷氧類有機硅烷是二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷或甲基苯基二乙氧基硅烷。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，常溫固化促進劑是二月桂酸二丁基錫或者環烷酸鹽，用量為涂料總質量的0.1%~1%；涂層增韌劑的用量為涂料總質量的1%~10%；光穩定劑的用量為涂料總質量的0.1%~0.5%。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于， 所述防沉劑是硬脂酸鋅或硬脂酸鋁中的一種或兩者的混合物。