[发明专利]用于风电和石化装备的高膜厚水性聚氨酯长效防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于风电和石化装备的高膜厚水性聚氨酯长效防腐涂料，属于水性防腐涂料技术领域。本发明将改性后的氧化石墨烯与丙烯酸类单体分别通过溶液聚合和乳液聚会的方式，制得具有核壳结构的氧化石墨烯/羟丙分散体和氧化石墨烯/羟丙乳液，并以此为成膜物质，制备了高膜厚水性双组份聚氨酯长效防腐涂料，本发明通过高低羟成膜树脂的复配，有效避免了高膜厚涂层起痱子问题，同时，涂层具有优异的耐酸碱、耐腐蚀以及耐磨等特性。

技术领域

本发明涉及水性防腐涂料领域，具体涉及用于风电和石化装备的高膜厚水性聚氨酯长效防腐涂料及其制备方法。

背景技术

装备制造业在我国发展中占据特殊重要地位，是我国经济发展的重要支柱。风电和石油化工装备做为其重要组成部分，作业环境恶劣，所其面临的环境气候类型主要有：海岸、近海离岸、沙漠、戈壁等地。其在海岸、近海离岸条件下盐分的侵蚀问题特别突出，而在沙漠、戈壁中遭受风沙侵蚀，也会带来严重腐蚀问题，威胁设备正常运行。

为了提高其防护能力，目前多采用增加涂层厚度(复合涂层厚度达到240μm以上)，然而现用水性聚氨酯产品均存在厚涂起痱子现象，限制了产品推广应用，其反应原理为：2RNCO+H₂O→RNHCONHR+CO₂↑，即：一个水分子与2个异氰酸酯基团反应放出二氧化碳气体，由此可见，少量的水可消耗大量的二异氰酸酯，并产生大量气体。当漆膜封闭时，未及时逸出的气体就会顶起漆膜形成“痱子”，严重影响漆膜表面效果和涂层性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于风电和石化装备的高膜厚水性聚氨酯长效防腐涂料及其制备方法，本发明的技术方案如下：

用于风电和石化装备的高膜厚水性聚氨酯长效防腐涂料，其包括A组分和B组分，A组分和B组分的质量比为(5-7):1；

其中，A组分包括：按重量份计算，氧化石墨烯/羟丙分散体20-35份、氧化石墨烯/羟丙乳液10-20份、聚四氟乙烯蜡乳液5-10份、气相二氧化硅0.3-0.5份、钛白粉5-10份、硅微粉5-10份、耐腐蚀粉体5-8份、分散剂0.6-0.8份、润湿消泡剂0.1-0.3份、防爆泡助剂0.2-0.4份、流变助剂0.3-0.5份、助溶剂2-5份和去离子水5-10份；

其中，B组分包括：按重量份计算，水性异氰酸酯固化剂60-80份和助溶剂20-40份。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述氧化石墨烯/羟丙分散体与氧化石墨烯/羟丙乳液质量比为(1.5-2):1，平均羟基-OH含量为2-2.5wt％，水性异氰酸酯固化剂中异氰酸酯基-NCO与平均羟基-OH的摩尔比为(1.3-1.5):1。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述氧化石墨烯/羟丙分散体通过以下步骤制得：

a.配制核单体混合液：取重量份计的改性氧化石墨烯5-10份、甲基丙烯酸甲酯10-25份、甲基丙烯酸羟乙酯5-20份、甲基丙烯酸丁酯10-20份、丙烯酸丁酯5-20份、苯乙烯5-15份、引发剂0.5-5份和链转移0.5-5份；

b.配制壳单体混合液：取重量份计的改性氧化石墨烯5-10份、甲基丙烯酸甲酯10-25份、甲基丙烯酸羟乙酯5-20、甲基丙烯酸1-5份、甲基丙烯酸丁酯10-20份、丙烯酸丁酯5-20、苯乙烯5-15、引发剂0.5-5份和链转移0.5-5份；

c.制备氧化石墨烯/羟丙分散体：在装有搅拌器、冷凝管、温度计和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中加入5-10份二丙二醇丁醚，通氮气15-30min置换空气；升温至135-140℃时，开始滴加50-80份核单体混合液，匀速滴加反应3-4h，保温0.5h；然后，滴加10-20份壳单体混合液，匀速滴加反应1.5-2h，保温1h；再降温至100℃，加入0.5-1份中和剂搅拌0.5h，再加入去离子水分散0.5-1h，过滤出料，得到氧化石墨烯/羟丙分散体。