【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及疏水耐蚀涂料，具体涉及一种超疏水耐蚀粉末涂料及其制备方法。
技术介绍
1、近些年我国风电和光伏产业发展迅速，但这些行业所使用的防护材料却未能保持同样的发展趋势。以风电为例，传统的防护涂料防护能力有限，在我国江西、湖南、贵州等潮湿山区，低温潮湿环境会对风电塔筒造成加倍腐蚀，若遇到冻雨，将会造成灾难性影响。对于海上风电项目，高盐高湿热环境协同雨水对塔筒造成严重破坏，严重影响海上风电机组钢结构的使用寿命。当前海上风电主要采取的重防腐涂料为液态涂料体系，使用寿命不足。与常规液态涂料相比，粉末涂料具有更高的高分子网络交联密度，涂膜致密性高，涂层与基材之间的附着力远高于液体涂料，即使在潮湿环境中也能提供出色的附着力；同时它具有更优异的耐刮擦、抗磨损、耐腐蚀和耐化学品性能；且它在生产过程、涂装过程中均无voc排放，是真正意义上的绿色环保涂料。
2、超疏水表面具有自清洁、防雾、防腐、防冰冻等优异性能。当金属表面与腐蚀介质接触时，在超疏水涂层表面会捕获大量空气，形成空气层，从而有效阻止腐蚀介质进入金属基体，可以有效减缓腐蚀的发生。空气层的存在是超疏水表面具有优异耐蚀性能的主要原因，但液-气界面的稳定性限制了其在水下环境的应用。当超疏水表面长期处于水下或表面受压力、水流等扰动时，贮存在膜层中的空气会向溶液扩散，从而引起润湿状态的转化和腐蚀防护性能的下降。因此，提高超疏水表面的水下稳定性，延长其使用寿命，是超疏水表面在海洋腐蚀防护的实际应用中需要解决的问题之一。而目前市面上几乎没有应用于海上风电的超疏水重防腐粉末涂料，因此开
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种超疏水耐蚀粉末涂料及其制备方法，解决现有技术中存在的高湿、高盐、多雨等腐蚀环境中金属易腐蚀失效的难题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术第一方面提供一种超疏水耐蚀粉末涂料，按重量份数计，包括以下原料组分：
4、超疏水纳米填料15-30份，双酚a环氧树脂30-50份，酚醛改性环氧树脂5-10份，疏水结构构筑填料10-20份，固化剂10-30份，固化促进剂0.5-1.0份，光亮剂0.3-0.7份，流平剂0.5-1.5份，消泡剂0.2-1.0份，安息香0.1-0.5份。
5、在一些实施方式中，超疏水纳米填料为氟化纳米二氧化硅，包括以下制备步骤：将含氟试剂和正己烷混合得到混合溶液，然后将二氧化硅加入混合溶液中搅拌，过滤收集白色沉淀物，沉淀物经乙醇清洗后干燥即得氟化纳米二氧化硅。需要说明的是，当材料表面接触角＞150°，滚动角＜10°时符合超疏水材料的定义。
6、在一些实施方式中，含氟试剂和正己烷质量比为(0.3-1)：100；含氟试剂为全氟癸基三乙氧基硅烷或全氟辛基三氯硅烷；混合溶液浓度为0.3-0.8wt％；氟化纳米二氧化硅粒径为40-50nm；搅拌时间为2-3h，搅拌温度为室温；干燥时间为2-3h，干燥温度为50-70℃。
7、全氟辛基三氯硅烷/全氟癸基三乙氧基硅烷的特殊结构和化学性质，全氟辛基三氯硅烷/全氟癸基三乙氧基硅烷是一种含有氟和硅元素的化学物，氟原子的高电负性使其具有优异的热稳定性和化学惰性；硅元素的存在使其附着性和稳定性良好。在其分子结构中，氟烷基具有氟-碳键的极性特征，这种极性使得氟烷基的电子云向氟原子偏移，从而使氟烷基的碳原子具有一定的正电荷，而氟原子带有一定的负电荷。这种分子极性的存在使该化合物具有极强的疏水性。
8、需要说明的是，本专利技术将全氟辛基三氯硅烷/全氟癸基三乙氧基硅烷和正己烷按比例混合后对纳米二氧化硅进行化学接枝处理，取代纳米二氧化硅表面的部分羟基，在纳米二氧化硅表面形成一层极薄的分子膜，形成氟化纳米二氧化硅，这种分子膜表面自由能很低，可将水分子排斥于表面之外，使表面呈现出超疏水性。超疏水纳米填料加入粉末涂料中，与涂料不同组分之前形成氢键等键合结构，固化成膜后一方面有助于形成较多纳米乳突结构；另一方面，经疏水改性后的氟化纳米二氧化硅表面能低，在固化过程中部分迁移至表面，降低了涂层表面的表面张力，形成超疏水效果。
9、在一些实施方式中，双酚a环氧树脂的环氧当量为750 -900g/eq，软化点为80 -100℃；酚醛改性环氧树脂的环氧当量为200-300g/eq。
10、在一些实施方式中，疏水结构构筑填料选自石墨烯纳米片、氮化硼纳米片、二硫化钼、二硫化钨、黑磷纳米片中的至少一种；疏水结构构筑填料为层状材料，层状材料层数为2-10层，层状材料平面尺寸为1-3μm。
11、需要说明的是，本技术方案将二维层状的疏水结构构筑材料加入粉末涂料中，通过疏水结构构筑材料自身堆叠可以极大提高微观表面粗糙度，与超疏水纳米填料结合，构筑多尺度微纳米级复合结构，当接触水滴时可以在接触面产生微小气囊，减小水滴与涂料的有效接触面积，提高接触角。除此外，本专利技术提供的几种疏水结构构筑材料润滑性能优异，摩擦系数低，可降低微纳米结构在机械破坏时失去超疏水效果的可能性，提高机械稳定性。另外，疏水结构构筑材料加入粉末涂层中，发挥迷宫效应，延缓腐蚀介质向金属基材渗透的路径，进一步提高超疏水粉末涂层的防腐效果。
12、在一些实施方式中，固化剂选自酚羟基树脂、酚醛树脂、多氨基苯酚中的至少一种，固化剂的酚羟基当量为230-350g/eq；固化促进剂选自2-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-苯基咪唑啉中的至少一种；光亮剂选自丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、甲基丙烯酸甲酯均聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸异辛酯共聚物中的至少一种；流平剂为丙烯酸酯流平剂，选自glp588流平剂、resiflow pv88流平剂中的至少一种；消泡剂为改性蜡类产品，选自byk961消泡剂、kc9700消泡剂、sx-30es消泡剂中的至少一种。
13、本方面第二方面提供一种超疏水耐蚀粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：将双酚a环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、固化剂、固化促进剂、光亮剂、流平剂、消泡剂和安息香熔融混合，破碎筛分后加入超疏水纳米填料和疏水结构构筑填料，混合搅拌即得超疏水耐蚀粉末涂料。
14、在一些实施方式中，熔融温度为120-150℃，破碎筛分粒径为30-40μm。
15、本专利技术第三方面提供一种超疏水耐蚀粉末涂料的应用方法，包括以下步骤：预热金属基体，然后静电喷涂超疏水耐蚀粉末涂料，烘烤已喷涂的金属基体，烘烤结束后自然冷却即可。
16、在一些实施方式中，金属基体选自碳钢、铝材、镁合金中的任意一种；预热温度为50-90℃，预热时间为10-40min；烘烤时间为15-30min，烘烤温度为170-190℃。
17、本专利技术包含以下有益效果：
18、1、本专利技术采用物理与化学结合的方式达到长效超疏水效果，物理方法表现为采用二维材料在涂层表面构筑微纳结构，使材料具有较强疏水性；化学方法为在涂层粉体中均匀的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料组分：
2.根据权利要求1所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述超疏水纳米填料为氟化纳米二氧化硅，包括以下制备步骤：将含氟试剂和正已烷混合得到混合溶液，然后将二氧化硅加入混合溶液中搅拌，过滤收集白色沉淀物，沉淀物经乙醇清洗后干燥即得氟化纳米二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述含氟试剂和所述正己烷质量比为(0.3-1)：100；所述含氟试剂为全氟癸基三乙氧基硅烷或全氟辛基三氯硅烷；所述混合溶液浓度为0.3～0.8Wt％；所述氟化纳米二氧化硅粒径为40-50nm；所述搅拌时间为2-3h，搅拌温度为室温；所述干燥时间为2-3h，干燥温度为50-70℃。
4.根据权利要求3所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述双酚A环氧树脂的环氧当量为750-900g/eq，软化点为80-100℃；所述酚醛改性环氧树脂的环氧当量为200-300g/eq。
5.根据权利要求4所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述疏水结构构筑填料选自石墨烯纳米片、
6.根据权利要求5所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述固化剂选自酚羟基树脂、酚醛树脂、多氨基苯酚中的至少一种，固化剂的酚羟基当量为230-350g/eq；所述固化促进剂选自2-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-苯基咪唑啉中的至少一种；所述光亮剂选自丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、甲基丙烯酸甲酯均聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸异辛酯共聚物中的至少一种；所述流平剂选自GLP588流平剂、Resiflow PV88流平剂中的至少一种；所述消泡剂选自BYK961消泡剂、KC9700消泡剂、SX-30ES消泡剂中的至少一种。
7.一种权利要求1-6任一项所述的超疏水耐蚀粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：将双酚A环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、固化剂、固化促进剂、光亮剂、流平剂、消泡剂和安息香熔融混合，破碎筛分后加入超疏水纳米填料和疏水结构构筑填料，混合搅拌即得超疏水耐蚀粉末涂料。
8.根据权利要求7所述的超疏水耐蚀粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述熔融温度为120-150℃，所述破碎筛分粒径为30-40μm。
9.一种权利要求1-6任一项所述的超疏水耐蚀粉末涂料的应用方法，包括以下步骤：预热金属基体，然后静电喷涂超疏水耐蚀粉末涂料，烘烤已喷涂的金属基体，烘烤结束后自然冷却即可。
10.根据权利要求9所述的超疏水耐蚀粉末涂料的应用方法，其特征在于，所述金属基体选自碳钢、铝材、镁合金中的任意一种；所述预热温度为50-90℃，预热时间为10-40min；所述烘烤时间为15-30min，烘烤温度为170-190℃。
...【技术特征摘要】
1.一种超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料组分：
2.根据权利要求1所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述超疏水纳米填料为氟化纳米二氧化硅，包括以下制备步骤：将含氟试剂和正已烷混合得到混合溶液，然后将二氧化硅加入混合溶液中搅拌，过滤收集白色沉淀物，沉淀物经乙醇清洗后干燥即得氟化纳米二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述含氟试剂和所述正己烷质量比为(0.3-1)：100；所述含氟试剂为全氟癸基三乙氧基硅烷或全氟辛基三氯硅烷；所述混合溶液浓度为0.3～0.8wt％；所述氟化纳米二氧化硅粒径为40-50nm；所述搅拌时间为2-3h，搅拌温度为室温；所述干燥时间为2-3h，干燥温度为50-70℃。
4.根据权利要求3所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述双酚a环氧树脂的环氧当量为750-900g/eq，软化点为80-100℃；所述酚醛改性环氧树脂的环氧当量为200-300g/eq。
5.根据权利要求4所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述疏水结构构筑填料选自石墨烯纳米片、氮化硼纳米片、二硫化钼、二硫化钨、黑磷纳米片中的至少一种；所述疏水结构构筑填料为层状材料，层状材料层数为2-10层，层状材料平面尺寸为1-3μm。
6.根据权利要求5所述的超疏水耐蚀粉末涂料，其特征在于，所述固化剂选自酚羟基树脂、酚醛树脂、多氨基苯酚中的至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：王震宇，吕晓明，韩恩厚，常峻玮，
申请(专利权)人：广东傲博新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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