[发明专利]一种用于海洋腐蚀环境施工的环氧锌合金涂料

说明书

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其是一种用于海洋腐蚀环境施工的环氧锌合金涂料。

背景技术

海洋环境是一个严酷的腐蚀环境窗口，由于海洋腐蚀环境的苛刻性，特别是海上采油平台远离陆地，不便维修，因此对涂料提出的性能要求如下：

涂层防腐期效长、使用寿命至少为25年；

方便维修、使用过程中只作少量的简单保养；

要求涂料产品通过NorsokstandardM-501标准的规定，其中NorsokstandardM-501的检测标准可参照ISO20340对大气区涂料的性能要求：经4200h循环老化试验其富锌涂层划线处的腐蚀蔓延≤3mm，非富锌涂层划线处的腐蚀蔓延≤8mm。

提高热浸锌涂层在海洋环境中的耐蚀性能，一直是一个研究热点。锌合金化后，热浸锌合金层的耐蚀性能得到了不同程度的提高，但是在热浸镀过程中，不同金属的扩散速度不同，产生局部金属相富集区往往会形成腐蚀薄弱点，如高含镁区域氧化产生疏松的腐蚀产物而导致防护效果减弱，在服役过程中容易造成镀层提前失效从基材上剥落下来。

张洪斌在《氯碱工业》1998年第6期中介绍了锌铝合金鳞片可替代玻璃鳞片在涂料中大量使用。韩长智等中《现代涂料与涂装》2010年第13卷第8期中介绍了采用片状锌粉、铝粉制备的锌铝基重防腐涂料，具有较好的耐蚀性。但是单纯在涂料中添加锌粉和铝粉以及普通的锌铝合金制备的涂层，初期虽然具有较好的阴极保护效果，但是在服役一段时间后涂层的开路电位变化较大，阴极保护效果下降。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于海洋腐蚀环境施工的环氧锌合金涂料，该环氧锌合金涂料具有良好的附着力、优异的阴极保护效果和极佳的腐蚀屏蔽效果，其性能通过ISO20340标准对海洋工程用涂料的相关认证试验，可应用于海洋工程大气区结构物的腐蚀防护，还可应用于桥梁、船舶、码头、石油、化工、铁路、煤矿及各类钢结构等诸多工程的防腐保护。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于海洋腐蚀环境施工的环氧锌合金涂料，该环氧锌合金涂料由甲组分和乙组分构成，甲组分中含有环氧树脂、锌合金粉末、体质填料、纳米二氧化硅、聚酰胺蜡、有机溶剂及导电多壁碳纳米管，乙组分中含有环氧聚酰胺类固化剂及有机溶剂，本发明的特征如下：

按重量份计甲组分的配比是:环氧树脂3～20、锌合金粉末45～88、体质填料1～30、纳米二氧化硅0.1～2、聚酰胺蜡0.3～2、有机溶剂0.5～20、导电多壁碳纳米管0.5～5；

按重量份计乙组分的配比是:环氧聚酰胺类固化剂20～80、有机溶剂20～80；

上述环氧树脂是双酚A型环氧树脂，要求双酚A型环氧树脂的分子量介于200～1500而其环氧值介于0.2～0.67；

上述锌合金粉末的成分是Zn-Al-Mg-Si-Pb-Cd-Fe-Cu，要求锌合金粉末经50～800目筛网过筛，锌合金粉末按重量百分比的构成是：Al占0.5～10.0％、Mg占1.0～8.0％、Si占0.02～2.0％、Pb≤0.04％、Cd≤0.004％、Fe≤0.002％、Cu≤0.002％、其余为锌；

上述体质填料是滑石粉、长石粉、硅灰石粉及云母粉中的任一种；

上述纳米二氧化硅的粒度要求控制在5～100nm；

上述有机溶剂是二甲苯、正丁醇、苯甲醇、醋酸丁酯中的任一种，或是其任两种，或是其任三种；

上述导电多壁碳纳米管的外壁管径要求控制在10～100nm，其长度要求控制在10～40μm。

上述环氧聚酰胺类固化剂是将环氧树脂对聚酰胺进行预加成反应而合成的环氧聚酰胺类固化剂，要求环氧聚酰胺类固化剂中的胺值介于40～600mgKOH/g之间，其活泼氢当量介于50～450g·eg^-1之间；

按上述甲组分的重量份配比将环氧树脂、有机溶剂、导电多壁碳纳米管分别加入到分散釜中进行分散，分散盘的线速度控制在3～20m/s并分散搅拌10min～2h，然后依次加入锌合金粉末、体质填料、纳米二氧化硅、聚酰胺蜡，之后分散盘在6～20m/s的线速度下分散搅拌20～50min即可得到甲组分；

按上述乙组分的重量份配比将环氧聚酰胺类固化剂及有机溶剂加入到分散罐中搅拌升温至45～80℃并在此温度下保温0.5～2h即可得到乙组分；

使用时按重量份将甲组分:乙组分＝10:1进行勾兑即可制备出环氧锌合金涂料。