[發明專利]一種低VOC含量、耐候耐鹽霧腐蝕的涂料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111283868.3
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113956745A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 孫華;陸理平;徐敏君;毛麒童;江昊;汪培慶;徐宇鋒
• 申請（專利權）人: 上海化學工業區公共管廊有限公司;海南大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D181/04;C09D183/04;C09D5/10;C09D7/61
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

本發明公開了一種低VOC含量、耐候耐鹽霧腐蝕的涂料及其制備方法和應用，所述涂料按照質量百分比計包含如下組分：混合樹脂30～50％；鋅粉10～30％；碳納米材料0.2?1.5％；填料10～30％；助劑0.5～3％以及溶劑10～20％。本發明克服了現有重防腐富鋅涂料的問題，不僅相比富鋅涂料具有更低的鋅粉含量并且可大幅提高涂層的耐鹽霧腐蝕性能，具有更好的抗起泡性能以及對鋼鐵基體具有優異的附著力，同時具有較好的耐候性，能夠實現涂層對C5或CX環境下的有效腐蝕防護，同時涂料的VOC含量低于120克/升，符合涂料環保化發展趨勢。

技術領域

本發明屬于涂料生產技術領域，尤其涉及一種用于沿海區域、海洋環境下鋼材的腐蝕防護的低鋅粉、低VOC含量的耐候耐鹽霧腐蝕的涂料及其制備方法和應用。

背景技術

中國是海陸兼備的大國，對海洋的探索從最初的魚鹽之利，到近些年大力提倡的發展海洋經濟、創新海洋科技、保護海洋環境、建設海洋生態文明等一系列思路，對海洋的開發已經進入一個由淺入深的階段。同時，隨著科技水平的進步，對海洋資源的開發和利用已從淺海走向深海，甚至超深海。尤其在海洋能源、海底礦業、海洋養殖等工業產業方面。但是，惡劣的海洋環境所造成的嚴重的腐蝕結果直接影響到海洋工程結構鋼等的使用安全，造成了巨大的經濟損失和安全隱患。富鋅重防腐涂層廣泛應用于海洋裝備的腐蝕防護，傳統富鋅重防腐涂層基于富含的鋅粉的陰極保護機理為基材提供腐蝕保護，因此鋅粉的含量與防腐蝕效果密切相關，但是干膜中高含量的鋅粉(60～85％)也為富鋅重防腐涂層帶來諸多弊端：(1)鋅粉含量高造成涂層致密性差，強度低；(2)鋅粉含量高導致久置會引起漆料沉淀，在噴涂過程中鋅粉易堵住噴槍，給貯存和施工帶來不便；(3)鋅粉含量高對環境存在一定的危害，造成嚴重的“鋅污染”的問題；(4)鋅資源的消耗大，有統計數據，按照現在的使用速度，鋅將在40年內被消耗殆盡。

隨著工業科技迅速發展，各國工業污染嚴重，二氧化碳大量排放，溫室氣體猛增，對世界環境、生物系統造成嚴重的破壞，隨著各國人類對環境保護的意識，大力倡導保護地球生態環境下的可持續發展，在這一背景下，我國提出碳達峰和碳中和目標。其中最重要的就是對于涂料中溶劑型涂料中VOC含量的限制。VOC是揮發性有機化合物(VolatileOrganic Compound)，從廣義上講是在常溫常壓下，任何在大氣中可揮發的液體或固體有機化合物。美國環保局(EPA)的定義：所有參與大氣光化學反應的碳化合物，不包括CO、CO₂、碳酸、金屬碳化物或碳酸鹽和碳酸銨。歐盟對VOC的定義：在標準大氣壓(101.3kPa)下，初沸點低于或等于250℃的有機化合物。目前，主流的重防腐蝕涂料基本上以溶劑型涂料為主，相關標準規定(GB30981-2020)，應用于建筑物和構筑物防護的金屬基材防腐溶劑型無機車間底漆涂料的VOC限量值不得超過720g/L，應用于建筑物和構筑物防護的金屬基材防腐溶劑型有機車間底漆涂料的VOC限量值不得超過650g/L，應用于集裝箱和船舶的溶劑型噴涂類車間底漆要求VOC含量不得超過700g/L，應用于集裝箱和船舶的溶劑型輥涂類車間底漆要求VOC含量不得超過700g/L，這些可以看出溶劑型重防腐涂料的VOC含量依舊很高，長久使用會造成嚴重的環境破壞。還有一種為水性無機富鋅涂層(其中干膜中金屬鋅含量在60-80％wt)，根據相關標準(GB/T 38597-2020)中，應用于工業防護涂料合船舶涂料VOC含量普遍不高于200～420g/L，但是水性涂料不能被使用在C5和CX環境下，并且高含量的鋅粉對于環境也會造成破壞。因此對于惡劣環境下的腐蝕防護依然需要使用溶劑型重防腐涂料，溶劑型涂料的廣泛使用，不僅涂料中溶劑含量高，涂料的施工工具須采用揮發性有機溶劑清洗，在這個過程中，不可避免地會對人體或環境造成危害，因此溶劑型低VOC含量的重防腐涂料的開發迫在眉睫。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供了一種低VOC含量、耐候耐鹽霧腐蝕的涂料及其制備方法和應用，克服了現有富鋅重防腐涂層的問題，可減輕涂層質量，大幅度降低鋅粉以及VOC含量，進而降低對環境的污染危害。