[发明专利]一种紫外光固化防腐蚀涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外光固化防腐蚀涂料，具体涉及一种以三聚磷酸铝作为防腐蚀颜料的紫外光固化防腐蚀涂料及其制备方法。

背景技术

金属腐蚀是单质金属被氧化为各类不同价态的金属氧化物的过程。金属腐蚀造成的损失十分严重，必须进行防护与防腐蚀处理。在多种多样的防腐蚀方法中，在金属表面涂覆一层防腐蚀涂料是以一种比较常见而且有效的防护方法。防腐蚀涂料通常是将铅、铬等的化合物作为防腐蚀颜料加入到有机树脂中，通过在金属表面形成一层防护膜来阻止腐蚀介质与金属表面接触而达到防腐蚀效果。但这种防腐蚀涂层会不断地析出铅、铬等毒性较大的重金属离子，污染环境。在环保型的替代颜料中，三聚磷酸铝的防腐蚀性能优异。作为一种白色颜料，三聚磷酸铝可以与各种颜料合用，配制不同颜色的涂料。三聚磷酸根离子能与各种金属离子生成螯合物，在被涂物表面形成卓越的纯化膜，对钢以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用。但是，作为有机防腐蚀涂料，在涂装后需要较长时间的表干，实干需要的时间更长，要获得优良的防腐蚀效果还需要高温固化，生产效率低。鉴于紫外光固化涂料可以100%固化成膜、无溶剂挥发、固化速度快（几分钟内甚至十秒钟内固化）等优点，如果将紫外光固化技术应用于防腐蚀涂料领域，可以制备兼具固化速度快和防腐蚀优良特点的涂料。

但是，防腐蚀颜料不能直接用于紫外光固化涂料中，主要是存在问题：（1）与树脂之间相容性差。光固化涂料中的有机树脂以（甲基）丙烯酸酯为主，缺乏强极性基团，与无机颜料之间的结合力差。（2）颜料难分散，易于团聚。紫外光固化涂料以活性单体作为溶剂，与有机溶剂相比粘度要大，再加上两相之间的结合力弱，造成无机颜料难以分散。（3）颜料的防腐蚀性能无法充分发挥出来。颜料与树脂之间的结合力弱，这样就在结构上存在弱点，腐蚀介质易于从两相的界面处向内部渗透。作为一种无机防腐蚀颜料，三聚磷酸铝也具有上述缺点。

发明内容

基于防腐蚀颜料应用于紫外光固化涂料中存在的问题，提供了一种紫外光固化防腐蚀涂料及其制备方法。所述一种紫外光固化防腐蚀涂料，其特征在于包括组分：

（1）环氧丙烯酸酯，

（2）聚酯丙烯酸酯，

（3）单官能团丙烯酸酯，

（4）二官能团丙烯酸酯，

（5）三官能团丙烯酸酯，

（6）附着力促进剂，

（7）改性三聚磷酸铝，

（8）三乙醇胺，

（9）二苯甲酮，

（10）光引发剂。

所述的一种紫外光固化防腐蚀涂料，其制备步骤如下：

（1）将三聚磷酸钠和硫酸铝分别溶于水中，然后将氨水加入到将三聚磷酸钠水溶液中，在高速搅拌下将氨水和三聚磷酸钠的混合溶液加入到硫酸铝水溶液中，形成三聚磷酸铝溶胶；将三聚磷酸铝溶胶进行多次洗涤、分离，冻干，研磨，制得三聚磷酸铝微粉；其中，三聚磷酸钠、硫酸铝、氨和水的重量比是5~15:2.5~7:0.3~1.5:1000；

步骤（1）是采用溶胶-凝胶法制备三聚磷酸铝微粉。

（2）将三聚磷酸铝微粉加入到烷基硅烷、带有不饱和取代基的硅烷和甲苯的混合溶剂中，在氮气保护下加热至回流温度，回流10~15h，乙醇、丙酮洗涤，50~90℃真空干燥24h，制得改性三聚磷酸铝；其中三聚磷酸铝、烷基硅烷、带有不饱和取代基的硅烷和甲苯的重量比是5: 0.5~6:0.5~6:100；

步骤（2）是对三聚磷酸铝微粉进行表面改性。

（3）将所述一种紫外光固化防腐蚀涂料中的各组分加到搅拌机中混合均匀，再用砂磨机进行混合，直至固体组分的颗粒粒径小于20μm，出料、包装；

步骤（3）是配制紫外光防腐蚀涂料。

在所述的一种紫外光固化防腐蚀涂料及其制备方法中，各组分占总组分的重量含量是环氧丙烯酸酯4~10%，聚酯丙烯酸酯15~25%，单官能团丙烯酸酯15~27%，二官能团丙烯酸酯25~35%，三官能团丙烯酸酯5~15%，附着力促进剂3~7%，改性磷酸铝4~15%，三乙醇胺0.5~1.5%，二苯甲酮1~3%，光引发剂3~6%。