[0001] 本发明涉及涂料领域，尤其涉及热电厂钢结构及管道维护用防锈涂料及其制备方法。

[0002] 热电厂的钢结构及管道由于长期处在电化学腐蚀和化学腐蚀的恶劣环境下，其表面容易生锈腐蚀，因此需要对热电厂的钢结构及管道进行定期和不定期的防腐蚀维护。

[0003] 锌表面能够形成一层钝化膜，这层膜具有耐蚀性，能够保护锌本身以及其下的金属不受腐蚀；此外，锌的电极电位高于铁，当锌与铁同时暴露在环境中时，锌会优先被腐蚀，从而保护铁不受腐蚀。常见的含锌防腐蚀涂料主要有三类：无机锌粉涂料、环氧防腐涂料/环氧锌粉涂料以及湿固化聚氨酯锌粉涂料。

[0004] 无机锌粉涂料通常直接用于钢铁基材表面，与已出现锈蚀的基材表面的结合性不好，同时，无机锌粉涂料还存在易开裂的缺陷，因此不适用于防锈维护使用。

[0005] 环氧防腐涂料/环氧锌粉涂料通常为双组分，包括含主剂的第一组分和含固化剂的第二组分，如公开号为CN110183934A的中国发明专利，公开了一种耐磨型双组分石墨烯防腐涂料，包括A组分和B组分，其特征在于：所述A组分是由以下重量份数的原料组成：25～40份环氧树脂，15～22份溶剂，3～5份流平剂，2～4份消泡剂，3～5份分散剂，12～16份锌粉，10～15份重质碳酸钙和20～28份改性石墨烯；所述B组分是由以下重量份数的原料组成：10～15份固化剂和5～6份溶剂。由于固化剂与主剂混合后的使用期限有限，因此这类涂料需要在使用时对第一组分和第二组分进行准确调配，且必须在规定的可用时间内使用完成，不方便维修现场使用；并且其在使用时对混合时间以及混合工艺要求极高，否则容易导致涂料出现涂刷不开、起疙瘩、开裂等现象；除此之外，会增加一些VOC的排放和气味，因此在环保方面略逊于单组分涂料。

[0006] 湿固化聚氨酯锌粉涂料主要有耐热性差、容易起泡、硬度较低以及对基层的要求较高等缺点。其中，在温度高于100℃的环境下，湿固化聚氨酯锌粉涂料的性能会受到影响，容易影响涂装的最终效果；同时，该类涂料的成膜物质为湿固化聚氨酯，开罐后树脂接触空气会很快发生反应，导致余料很难再次使用，因此开罐后的使用时限较短；与热固性涂料相比，湿固化聚氨酯锌粉涂料的硬度较低，耐冲击性能相对较差；除此之外，使用湿固化聚氨酯锌粉涂料时，对涂刷防水涂料的一些基层面要求比较高，例如：不能有明水(容易提前反应固化)、不能起沙等，不利于涂覆在已出现锈蚀的基材表面，增加了施工前的准备工作。

[0007] 在热电厂的管道防腐蚀维护实际工作中，为简化维修操作，需要确保在涂布维护用涂料后，无需再涂面漆，并且尽可能简化对基材的预处理工作，同时还要求维护用涂料在后续的使用中具备极好的防腐蚀性能。因此，热电厂钢结构及管道维护用防锈漆需要兼具优异的耐候性、与不平整的锈蚀基材的结合性以及良好的耐腐蚀性能。

[0031] 为使本发明的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行解释。该实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

[0032] 此外，本方案中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示对重要性的排序，或者隐含指明所示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0033] 热电厂钢结构及管道维护用防锈涂料，包括按质量计的如下材料：

[0034]

[0035] 所述填料包括50份‑60份锌粉、5份‑10份云母氧化铁粉以及5份‑10份绢云母粉，云母氧化铁是一种化学稳定性好、对阳光反射力强的材料，具有优异的防锈性能，被广泛应用于防锈漆的颜料中，它的附着力强且无毒，能够有效地减缓漆膜老化，提供长期的防腐功效，通过将云母氧化铁替代部分锌粉，不仅可以降低成本，还能提高防腐蚀效果，同时，云母氧化铁呈鳞片状相互重叠，使水分和腐蚀性介质的扩散通道受到阻碍，提高涂层的防锈能力；绢云母粉具有优良的绝缘性、抗紫外线辐射性能、耐候性、抗火阻燃性能、化学稳定性和光泽度，尤其适用于户外用涂料，有利于延缓漆膜的老化，通过严格调配三种填料的配比，尽可能实现涂料防护性能的优化，同时，绢云母的加入可以改善涂料的物理机械性能，如硬度、抗冲击性等，这是因为绢云母的片状填料在涂料中起到了类似混凝土中的沙石作用，增强了涂料的整体强度和耐用性。

[0036] 所述改性环氧酯树脂以及所述改性丙烯酸树脂的固含量均为60份，所述溶剂采用无水100号溶剂，所述稀释剂为二甲苯稀释剂。

[0037] 热电厂钢结构及管道维护用防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0038] S1：配备如上所述的材料；

[0039] S2：混合搅拌改性环氧酯树脂和100号溶剂，搅拌均匀后加入改性膨润土，防沉剂，搅拌15分钟；

[0040] S3：加入800目锌粉，云母氧化铁粉，绢云母粉，高速搅拌均匀，高速分散1小时至无团聚；

[0041] S4：加入改性丙烯酸树脂和催干剂，搅拌均匀后用稀释剂调整产品粘度为80ku‑90ku，此时产品兼具良好的流动性和粘稠度；

[0042] S5：加入脱水剂，搅拌20‑30分钟后经60目过滤，随后装罐，在包装封盖前在桶中涂料表面加入防结皮剂后装罐。

[0043] 根据上述配方及制备步骤，获得以下实施例1‑实施例3的样品；同时提供不同配方并采用相同步骤，制得对比例1‑对比例6的样品；

[0044] 表一：实施例1‑实施例3以及对比例1‑对比例6所用原料配比：

[0045]

[0046]

[0047] 所述表一中的实施例1‑实施例3中，所述锌粉为800目无铅锌粉，所述云母氧化铁粉的粒径为0.2μm‑0.3μm，所述绢云母粉的粒径为1500目，所述锌粉为片状锌粉与球状锌粉的混合，所述片状锌粉与球状锌粉的混合比例为3‑4：1；其中，实施例2和实施例3中，所述锌粉、云母氧化铁粉以及绢云母粉的质量比均为12：1：1；对比例1‑对比例4以及对比例6的填料均为锌粉，对比例5的填料中，所述锌粉、云母氧化铁粉以及绢云母粉的质量比为8：3：3。

[0048] 除此之外，实施例1‑实施例3中，所述改性环氧酯树脂为三木化工619环氧酯树脂，所述改性丙烯酸酯产自长兴化工，产品牌号为60719，所述改性膨润土产自浙江丰虹公司，型号为HFGEL‑217，所述防沉剂为聚酰胺蜡，产自楠本化成，型号为HI‑1058聚酰胺蜡，还包括紫外光吸收剂，所述紫外光吸收剂产自汽巴公司，型号为TINUVIN292。

[0049] 上述实施例1(实施例1为本发明的优选实施例)与实施例3的主要区别在于：1)实施例1中，所述锌粉、云母氧化铁粉以及绢云母粉的质量比为10：1：2；2)实施例1中，所述片状锌粉与球状锌粉均为改性锌粉，所述改性锌粉的外部包覆有PEDOT保护膜，所述改性锌粉中，锌粉与PEDOT的质量比为1：0.01‑0.15。

[0050] 所述改性锌粉可通过以下步骤制备而成：

[0051] Ⅰ：将PEDOT：PSS分散在溶剂中，形成PEDOT分散液，所述溶剂为无水乙醇或水，所述溶剂用量可根据实际需要进行调整，以将PEDOT：PSS充分分散为准，在此不作赘述；

[0052] Ⅱ：将片状/球状的无铅锌粉混入PEDOT分散液中形成混合液，并通过球磨机研磨混合，直至混合液中固体粒径不超过800目；

[0053] Ⅲ：将混合研磨后的混合液经抽滤、干燥后获得包覆有PEDOT膜的改性锌粉，其中，所述干燥工艺为真空干燥，干燥温度为65‑80℃，干燥时间为10h‑24h，并将真空干燥后的改性锌粉进一步过筛后备用。

[0054] 分别对上述各实施例和对比例的产品进行附着力、耐冲击性、耐候性测试以及耐盐雾性；其中，附着力测试采用国家标准GB/T 5210《色漆和清漆拉开法附着力试验》进行测试，单位为MPa；耐冲击性测试采用国家标准GB/T 1732《漆膜耐冲击测定法》进行测试，重锤自由落到冲头上的最大高度为50cm；耐盐雾测试采用国家标准GB/T 10125《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行测试；耐候性测试采用国家标准GB/T 1865‑2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》进行测试，并记录涂层500h内的状况，按以下标准进行评价：

[0055] A级：同时满足下述情况：不起泡、不生锈、不开裂、不脱落、变色≤1级、粉化≤1级；

[0056] B级：出现下述任意一种情况：轻微起泡现象、轻微生锈现象、轻微开裂现象、轻微脱落现象、变色2级、粉化2级；

[0057] C级：出现下述任意一种情况：明显起泡现象、明显生锈现象、明显开裂现象、明显脱落现象、变色3级、粉化3级；

[0058] D级：出现下述任意一种情况：较重起泡现象、较重生锈现象、较重开裂现象、较重脱落现象、变色4级、粉化4级。

[0059] 根据上述各项测试获得如下表二所示的测试结果：

[0060] 表二：采用实施例1‑实施例3及对比例1‑对比例6的产品所形成的涂层的附着力、耐冲击性以及耐候性测试测试结果；

[0061]

[0062] 根据上述测试结果可知，实施例1‑实施例3同时具备较好的附着力、耐冲击性以及耐候性；一方面是由于实施例1‑实施例3均采用锌粉，云母氧化铁粉，绢云母粉按特定比例混配制成填料，且锌粉为片状锌粉与球状锌粉按特定比例混配所得，一方面，片状填料之间所形成的重叠结构可增强附着力及屏蔽效果，另一方面，球状锌粉混合叠加在片状填料之间，提升了产品中填料的致密性和机械性能，使其具备更加优异的抗冲击性能；实施例1采用改性锌粉，通过对锌粉表面改性，降低锌粉的电化学活性，有效地隔绝腐蚀介质，进而抑制腐蚀，并延缓锌粉被腐蚀时间，延长涂层的使用寿命，增加涂层的阴极保护作用，同时，进一步增加涂料的附着性和柔韧性，提高涂料与基材的结合力，并提高涂层的防护效果，因此，实施例1产品的填料中，即便锌粉所占质量比小于实施例2产品和实施例3产品中锌粉所占质量比，但其在基材上的附着力、耐候性以及耐盐雾性能均比实施例2产品和实施例3产品更佳。

[0063] 在此基础上，由于实施例1‑实施例3中采用改性环氧酯树脂和改性丙烯酸树脂作为主要成膜物质，制成单组分的涂料，并通过严格控制成膜物质与填料的配比，可以有效降低涂料体系的挥发性有机化合物含量和固化能耗，施工更加便捷，并且确保产品VOC含量≤400g/L，符合环保要求和减免产品消费税的要求。

[0064] 其中，对比例1中未添加改性环氧酯树脂，成膜物质主要为改性丙烯酸树脂，其硬度较高但附着力和耐腐蚀性能较差，因此，其在基材上的附着力以及耐盐雾性均未达标；对比例2中虽添加改性环氧酯树脂，但其含量过低，因此其缺陷与对比例1类似；对比例6中未添加改性丙烯酸树脂，成膜物质主要为改性环氧酯树脂，因此，虽然其与基材的附着力较好，但是涂层容易出现开裂、脱落的现象，耐候性能较差；对比例3、对比例4中，改性环氧酯树脂和改性丙烯酸树脂添加比例相同，此时产品附着力、耐冲击性以及耐候性均达标，但由于其改性丙烯酸树脂的比例较高，其耐盐雾性能明显较差，且产品机械性能和流平性也较差；对比例5中，各项测试性能相对于其他对比例均有提升，但其填料中的锌粉含量较低，改性环氧酯树脂的含量相对于实施例1‑实施例3也较低，因此耐盐雾性能相对较差。

[0065] 本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。