本發明屬于新材料應用技術領域，所涉及的是水性高分子合金重防腐涂料，特別是面漆的制備工藝。
背景技術：
2016年我國規模以上涂料企業總產量達1899.78萬噸，同比增長7.2%，其中溶劑型涂料仍然占有相當大的比重，溶劑型涂料中的可揮發性有機物嚴重危害著人類的生存環境。隨著國家對環保的重視，環保法規的日益嚴格，特別是2015年2月國家對voc含量超過420g/l的涂料征收4%消費稅政策落地后，傳統溶劑型工業涂料企業向水性化、無溶劑化、高固含化等環保方向轉型升級的步伐也逐步加快了，其中水性涂料以水為主溶劑，不會引發火災等危險，也不會對大氣造成污染，同時水資源豐富易得，越來越多地引起涂料企業的關注。
目前，日本、歐美國家的水性涂料市場占有率在60%以上，而我國這一比例明顯偏低，這主要是由于水性涂料在性能方面和傳統溶劑型涂料相比還有比較大的差距。水性聚氨酯涂料和水性丙烯酸涂料有著優異的耐候性，在戶外露天場合常常被用作配套面漆，但這兩類水性涂料的防腐蝕性欠佳；而水性環氧涂料雖有著較佳的附著力和防腐蝕性能，但其耐候性較差，在戶外環境下易粉化、褪色和失光，通常只能用在戶內、管道內等不見光的環境下使用。
技術實現要素：
針對以上現有技術的缺陷，本發明提出耐候性較好的水性高分子合金重防腐面漆的兩種方案。
方案一，水性高分子合金內用重防腐面漆及其制備：
由甲組份和乙組份混合組成：甲組份包括帶羥基的有機硅丙烯酸改性環氧乳液、助溶劑、去離子水、潤濕劑、分散劑、消泡劑、中和劑、流平劑、著色顏料和增稠劑；乙組份由水性多胺固化劑和去離子水組成。
本發明采用水性有機硅丙烯酸改性環氧樹脂制備出一種環境友好型的耐水、耐蝕和耐候等綜合性能突出的水性高分子合金重防腐涂料。該防腐涂料適用于工程機械、集裝箱、船舶、鋼結構橋梁和海洋工程等領域的涂層保護。
進一步地，本發明所述不帶羥基的有機硅丙烯酸改性環氧乳液、助溶劑、去離子水、潤濕劑、分散劑、消泡劑、中和劑、流平劑、著色顏料和增稠劑的混合質量比為60～75∶4～10∶10～20∶0.2～0.8∶0.3～1.2∶0.1～0.6∶0.05～0.5∶0.1～0.6∶10～18∶0.2～0.8。
所述水性多胺固化劑和去離子水的質量混合配比為45～70∶30～55(wt)。
所述甲組份和乙組份的混合質量比為5∶1，所述面漆，當甲組份中的環氧當量為780～880g/mol、乙組份的中胺氫當量為200～300g/mol時，本質量配比條件才成立。
所述助溶劑為可與水性和油性溶質共溶的醇醚類、酮醇類和醇類溶劑；潤濕分散劑為含有顏料親和基團的共聚物；消泡劑為硅烷類；中和劑為有機胺類；增稠劑為締合型聚氨酯或聚醚改性丙烯酸低聚物；潤濕劑為聚醚改性聚硅氧烷；流平劑為離子型丙烯酸共聚物。
方案二，水性高分子合金外用重防腐面漆：
由甲組份和乙組份混合組成：甲組份包括帶羥基的有機硅丙烯酸改性環氧乳液、助溶劑、去離子水、潤濕劑、分散劑、消泡劑、中和劑、流平劑、著色顏料和增稠劑；乙組份由水性異氰酸酯、稀釋劑和吸水劑組成。
本發明采用水性有機硅丙烯酸改性環氧樹脂制備出一種環境友好型的耐水、耐蝕和耐候等綜合性能突出的水性高分子合金重防腐涂料。該防腐涂料適用于工程機械、集裝箱、船舶、鋼結構橋梁和海洋工程等領域的涂層保護。
所述帶羥基的有機硅丙烯酸改性環氧乳液、助溶劑、去離子水、潤濕劑、分散劑、消泡劑、中和劑、流平劑、著色顏料和增稠劑的混合質量比為60～75∶4～10∶10～20∶0.2～0.8∶0.3～1.2∶0.1～0.6∶0.05～0.5∶0.1～0.6∶10～18∶0.2～0.8。
所述水性異氰酸酯、稀釋劑和吸水劑的混合質量比為70～90∶15～30∶0.2～1.5。
所述甲組份和乙組份的混合質量比為5∶1，所述面漆，當甲組份中的羥基當量為1200~1300g/mol、乙組份中的nco含量為16～22%(換算成當量約為180~220g/mol)時，本質量配比條件才成立。
所述助溶劑為可與水性和油性溶質共溶的醇醚類、酮醇類和醇類溶劑；潤濕分散劑為含有顏料親和基團的共聚物；消泡劑為硅烷類；中和劑為有機胺類；增稠劑為締合型聚氨酯或聚醚改性丙烯酸低聚物；潤濕劑為聚醚改性聚硅氧烷；流平劑為離子型丙烯酸共聚物，稀釋劑為含水量低于0.05%的醇醚醋酸酯類溶劑。
本發明基體材料選用了發明專利號為zl201310002798.9的水性有機硅丙烯酸改性環氧乳液。這種新型水性成膜樹脂，在合成時可以靈活選用硅烷和丙烯酸單體，制備出不含羥基和含有羥基的硅烷丙烯酸樹脂。用不含羥基的硅烷丙烯酸改性環氧樹脂制備的乳液，帶有環氧基功能基團；用含羥基的硅烷丙烯酸改性環氧樹脂制備的乳液，既帶有羥基，也帶有環氧基功能基團，這就給涂料制造帶來了更多的選擇性。例如前者，用水性多胺類聚合物做固化劑，可以和樹脂中的環氧基發生交聯反應，制成水性有機硅丙烯酸改性環氧重防腐涂料，適用于內用(沒有紫外光環境條件下的)重防腐涂料；又如后者，用水性異氰酸酯預聚物做固化劑，可以和樹脂中的羥基發生交聯反應，制成外用高耐候性的水性有機硅丙烯酸改性環氧聚氨酯重防腐涂料。
具體實施方式
實施例一：
1.按zl201310002798.9公開的方法制備含羥基水性有機硅丙烯酸改性環氧乳液：
a)合成核層改性水性環氧乳液：將去離子水286.4g、烯丙基聚醚硫酸鹽12g、丙烯酰胺基異丙基磺酸鈉12g、2-烯丙基醚-3-羥基丙烷-1-磺酸鈉9g、烯丙基聚醚3.8g、過硫酸鈉1.2g，置于反應釜內，在攪拌下加入e-44環氧樹脂320g、丁基縮水甘油26g、3-縮水甘油丙基三甲氧基硅烷10g、苯乙烯7g、甲基丙烯酸羥乙酯9g、丙烯酸羥乙酯12.5g、丙烯酸0.6g，升溫至85~90℃，反應時間為1~1.5小時，形成核層改性水性環氧乳液。
b)合成核殼結構改性水性環氧乳液：先將乙烯基三甲氧基硅烷7g、甲基丙烯酸羥乙酯135g、丙烯酸丁酯15g、丙烯酸羥乙酯34g、甲基丙烯酸6g、烯丙基聚醚硫酸鹽3g、丙烯酰胺基異丙基磺酸鈉1.5g、2-烯丙基醚-3-羥基丙烷-1-磺酸鈉1.5g、烯丙基聚醚2g、過硫酸銨1.5g和去離子水81.5g，混合形成預乳化單體，然后滴加至溫度為83~87℃的上述核層改性水性環氧乳液709.5g中，滴加時間控制在2.5~3小時，最后在85~90℃恒溫條件下反應2~3小時，再降溫至50℃以下，調整ph值5~6，加入df-558消泡劑1g、b50防腐劑1.5g，即得到帶羥基的水性有機硅丙烯酸改性環氧乳液jl-s0120s。
2.水性高分子合金重防腐面漆甲組份的制備：
將去離子水120g、二丙二醇甲醚30g、乙二醇丁醚20g、byk-348潤濕劑2g、tego740w分散劑8g、byk-190分散劑3g、tego901w消泡劑2g、amp-95中和劑2g、r940鈦白粉(江蘇鎮鈦化工)108g、炭黑2g，加入分散缸中，高速分散均勻，研磨細度至20μm；然后加入jl-s0120s有機硅丙烯酸改性環氧乳液650g(羥基當量為1200~1300g/mol)、byk-381流平劑6g、去離子水40g、byk-028消泡劑2g、fx1070增稠劑(海明斯)5g，中速攪拌分散均勻，過濾出料。
3.水性高分子合金重防腐面漆乙組份的制備：
將sd210水性異氰酸酯固化劑(上海源禾化工)760g(nco當量為180~220g/mol)、丙二醇甲醚醋酸酯235g和additiveti吸水劑5g，依次加入分散缸中，攪拌均勻，過濾出料。
4.使用時將甲乙兩組份混合攪拌均勻，按理論計算，甲、乙兩組份質量配比為5∶1。
實施例二：
1.按zl201310002798.9公開的方法制備含羥基水性有機硅丙烯酸改性環氧乳液：
制備方法同實施例一。
2.水性高分子合金重防腐面漆漆料(甲組份)的制備
將去離子水110g、二丙二醇甲醚40g、byk348潤濕劑3g、tego740w分散劑5g、byk-190分散劑5g、tego901w消泡劑2g、amp-95中和劑2g、炭黑3g、中鉻黃122g、耐曬酞青藍12g，加入分散缸中，高速分散均勻，研磨細度至20μm；然后加入jl-s0120s含羥基水性有機硅丙烯酸改性環氧乳液670g(oh當量為1200~1300g/mol)、byk-381流平劑5g、去離子水16g、byk-028消泡劑1g、fx1070增稠劑4g，中速攪拌分散均勻，過濾出料。
3.水性高分子合金重防腐面漆固化劑(乙組份)的制備
將sd210水性異氰酸酯固化劑800g(nco當量為180~220g/mol)、丙二醇甲醚醋酸酯195g和additiveti吸水劑5g，依次加入分散缸中，攪拌均勻，過濾出料。
4.使用時將甲乙兩組份混合攪拌均勻，按理論計算，甲乙兩組份質量比為5∶1(wt)。
實施例三：
1.按zl201310002798.9公開的方法制備含羥基水性有機硅丙烯酸改性環氧乳液：
制備方法同實施例一。
2.水性高分子合金重防腐面漆漆料(甲組份)的制備
將去離子水120g、二丙二醇甲醚30g、乙二醇丁醚10g、byk-348潤濕劑2g、tego740w分散劑6g、byk190分散劑5g、tego901w消泡劑2g、amp-95中和劑2g、r940鈦白粉34g、中鉻黃85g、酞青藍20g，加入分散缸中，高速分散均勻，研磨細度至20μm；然后加入jl-s0120s水性有機硅丙烯酸改性環氧乳液640g(環氧當量780～880g/mol)、byk-381流平劑4g、去離子水35g、byk-028消泡劑1g、fx1070增稠劑4g，中速攪拌分散均勻，過濾出料。
3.水性高分子合金重防腐面漆固化劑(乙組份)的制備
將bc901水性多胺固化劑(聯固化學)480g(胺氫當量為200～300g/mol)、去離子水520g，依次加入分散缸中，攪拌均勻，過濾出料。
4.使用時將甲乙兩組份混合攪拌均勻，按理論計算，甲乙兩組份質量比為5∶1(wt)。
例一至例三制備的涂料，檢測結果見表1，作為水性高分子合金重防腐面漆的技術指標。
例一和例二，乙組份采用的脂肪族異氰酸酯作固化劑，屬于改性聚氨酯涂層體系，抗黃變耐候性較佳，故適用于做戶外防腐涂層使用；而例三的乙組份采用了多胺作固化劑，屬于改性環氧涂層體系，在戶外使用時，涂層有黃變趨勢，故適用于做戶內、埋地或海洋水下無紫外光環境條件下的防腐涂層使用。