本發(fā)明涉及涂料，特別涉及一種改性水性車間底漆及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、車間底漆廣泛用于船舶和大型工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中，其主要用途是在項(xiàng)目建設(shè)期間，為鋼制基材提供臨時(shí)的腐蝕防護(hù)。

2、水性車間底漆通常以水性堿金屬硅酸鹽、硅溶膠和鋅粉為主要原料。通過(guò)鋅粉與硅酸鹽水解物固化反應(yīng)生成硅酸鋅網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而成膜，鋅粉除參與成膜固化反應(yīng)外，還將通過(guò)陰極保護(hù)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)基材的防護(hù)。

3、然而，水性車間底漆固化后的無(wú)機(jī)樹脂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在脆性較大的不足。此外，水性車間底漆固化后堿金屬陽(yáng)離子將殘留在漆膜中，這將導(dǎo)致涂層服役時(shí)，隨著腐蝕介質(zhì)的滲入，水性車間底漆涂層內(nèi)部的滲透壓將快速升高，并導(dǎo)致涂層更易失效。為改善上述情況，通常需要在配方中提供更多的鋅粉以為提高涂層的防腐性能。但是，較高的鋅粉含量不僅將導(dǎo)致涂層成本升高及密度上升外，還將使涂有車間底漆的鋼板在切割焊接中產(chǎn)生氧化鋅煙霧，對(duì)焊接施工人員的身體健康造成影響。

4、聚苯胺具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，常用于改善涂層的導(dǎo)電性能，與鋅粉協(xié)同可提高涂層中鋅粉的陰極保護(hù)效果。但由于其鏈間的相互作用極強(qiáng)，因此聚苯胺在涂料中應(yīng)用時(shí)易出現(xiàn)團(tuán)聚的情況，從而影響其應(yīng)用效果。由于聚苯胺與環(huán)氧樹脂都存在苯環(huán)結(jié)構(gòu)，二者存在相似相溶的情況，故而，受限于聚苯胺在不同基體涂料的相容性，目前針對(duì)聚苯胺的改性和在涂料體系應(yīng)用還僅主要集中在環(huán)氧涂料體系中。

5、公開號(hào)為cn105647378?a的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，公開了一種制備水性苯胺乳液復(fù)合防腐蝕涂層材料的方法，通過(guò)連續(xù)滴加引發(fā)劑方法進(jìn)行苯胺的乳液聚合，合成聚苯胺乳液，然后將制備的聚苯胺乳液與ep-20水性環(huán)氧樹脂混合，制備水性聚苯胺乳液復(fù)合防腐蝕涂層材料。

6、公開號(hào)為cn106496553a的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，公開了具有電化學(xué)防腐作用的碳納米管/聚苯胺復(fù)合材料、制備方法及應(yīng)用方法，首先通過(guò)向碳納米管、苯胺和乳化劑的混合液中滴加過(guò)硫酸銨引發(fā)劑制備了枝晶核殼結(jié)構(gòu)的羧基化碳納米管/聚苯胺復(fù)合材料，然后將該復(fù)合材料作為填料組分參與環(huán)氧改性丙烯酸酯涂料的制樣，從而實(shí)現(xiàn)了聚苯胺對(duì)水性環(huán)氧體系的改性。

7、上述專利申請(qǐng)方案中，聚苯胺與樹脂并未通過(guò)化學(xué)鍵連接，雖實(shí)現(xiàn)了聚苯胺在水性環(huán)氧體系的分散，但主要是通過(guò)聚苯胺與環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)的相似相容性而實(shí)現(xiàn)物理性分散。因此在結(jié)構(gòu)與聚苯胺差距較大的無(wú)機(jī)樹脂體系中，聚苯胺乳液及乳化劑包覆的改性聚苯胺填料仍難以分散。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述背景技術(shù)中提到的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有水性車間底漆防腐性能不穩(wěn)定、鋅粉用量高的問(wèn)題，提供一種改性水性車間底漆涂料，其通過(guò)設(shè)計(jì)聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺-堿金屬硅酸鹽的多元有機(jī)無(wú)機(jī)雜化樹脂作為乙組分，提高了聚苯胺結(jié)構(gòu)在水性無(wú)機(jī)樹脂體系中的分散性和穩(wěn)定性，從而提高水性車間底漆的綜合性能，改性后涂層具有附著強(qiáng)度高、鋅含量低及防腐性能優(yōu)異的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

2、本技術(shù)提供的改性水性車間底漆，其包括甲組分和乙組分，按重量份計(jì)，所述甲組分包括鋅粉15～25份、顏填料75～85份；所述乙組分包括聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺-堿金屬硅酸鹽的多元有機(jī)無(wú)機(jī)雜化樹脂。

3、在一些實(shí)施例中，所述聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺-堿金屬硅酸鹽的多元有機(jī)無(wú)機(jī)雜化樹脂的制備過(guò)程如下：

4、聚苯胺水分散體的制備：

5、在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，于-2～2℃反應(yīng)體系溫度下加入磷酸化聚乙烯醇、苯胺和稀鹽酸分散均勻；而后加入過(guò)硫酸銨-稀鹽酸溶液，保溫反應(yīng)(5～7)h，過(guò)濾洗滌烘干后，將產(chǎn)物分散于氨水中，即得；

6、聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺改性丙烯酸乳液的制備：

7、向所述聚苯胺水分散體中加入丙烯酸單體混合物、丙烯酰基多巴胺單體、有機(jī)硅單體、交聯(lián)劑分散均勻；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，反應(yīng)體系升溫至(70～80)℃，并加入過(guò)硫酸銨水溶液，隨后保溫反應(yīng)(4～6)h，即得；

8、聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺-堿金屬硅酸鹽的多元有機(jī)無(wú)機(jī)雜化樹脂的制備：

9、在所述聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺改性丙烯酸乳液中，用n,n-二甲基乙醇胺調(diào)節(jié)體系ph至9～10，而后混合分散均勻；隨后向反應(yīng)體系中加入堿金屬硅酸鹽，再混合分散均勻，即得。

10、在一些實(shí)施例中，所述聚苯胺水分散體的制備過(guò)程中，所述磷酸化聚乙烯醇、苯胺、稀鹽酸、過(guò)硫酸銨-稀鹽酸溶液和氨水的質(zhì)量比為1:1:(50～60):(10～12):(230～270)。

11、在一些實(shí)施例中，所述磷酸化聚乙烯醇的分子結(jié)構(gòu)式為：

12、其中，n＝100～120；

13、所述稀鹽酸濃度為(0.4～0.6)mo?l/l；所述過(guò)硫酸銨-稀鹽酸溶液溶液的質(zhì)量濃度為(8～12)％。

14、在一些實(shí)施例中，所述聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺改性丙烯酸乳液的制備過(guò)程中，聚苯胺水分散體、丙烯酸類單體混合物、有機(jī)硅單體、丙烯?；喟桶穯误w、交聯(lián)劑、過(guò)硫酸銨水溶液的質(zhì)量比為100:(4～6):(0.2～0.5):(0.2～0.5):(0.17～0.22):(10～20)。

15、在一些實(shí)施例中，所述丙烯酸類單體混合物為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的兩種或兩種以上的混合物；所述丙烯?；喟桶穯误w為3-甲基丙烯酰胺基多巴胺、香豆酰多巴胺、n-咖啡酰多巴胺、3-丙烯酰胺基多巴胺中的一種或多種組合物；所述有機(jī)硅單體為乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基乙氧基乙烯基硅烷、二苯基乙烯基乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種組合物；所述交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述過(guò)硫酸銨水溶液的質(zhì)量濃度為(9～11)％。

16、在一些實(shí)施例中，聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺-堿金屬硅酸鹽的多元有機(jī)無(wú)機(jī)雜化樹脂的制備過(guò)程中，所述聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺改性丙烯酸乳液與堿金屬硅酸鹽的質(zhì)量比為1:(2～4)；其中，堿金屬硅酸鹽為硅酸鉀、硅酸鋰中的一種或兩種組合，且堿金屬硅酸鹽的模數(shù)為4.0～5.0。

17、在一些實(shí)施例中，所述乙組分為聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺-堿金屬硅酸鹽的多元有機(jī)無(wú)機(jī)雜化樹脂；所述甲組分和所述乙組分的質(zhì)量比為(1.2～2)：1。

18、在一些實(shí)施例中，所述鋅粉的目數(shù)為500目～1500目；所述顏填料為磷鐵粉、復(fù)合鐵鈦粉、磷酸鋅、氧化鋅、鈦白粉、滑石粉、高嶺土、氧化鐵紅中的一種或多種組合物。

19、本技術(shù)還提供一種如上所述的改性水性車間底漆的制備方法,包括以下制備步驟：

20、按甲組分配方，將鋅粉和顏填料混合均勻，即得所述甲組分；

21、直接分裝聚苯胺-有機(jī)硅-多巴胺-堿金屬硅酸鹽的多元有機(jī)無(wú)機(jī)雜化樹脂，即得乙組分；

22、將甲組分和乙組分按一定重量比混合并攪拌均勻，即得所述改性水性車間底漆。

23、本發(fā)明提供的改性水性車間底漆，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下有益效果：

24、本發(fā)明提供的改性水性車間底漆，其形成的涂層具有鋅粉含量低、密度低、附著力高、耐候性良好及防腐性能優(yōu)異的特點(diǎn)。該底漆可應(yīng)用于鋼板的臨時(shí)防護(hù)，將此涂層用于船舶和大型工業(yè)中鋼板的臨時(shí)防護(hù)，可減少鋼板焊接切割過(guò)程中產(chǎn)生氧化鋅煙霧，并降低對(duì)焊接施工人員身體健康造成的危害。