技术领域
本发明属于涂料领域，涉及一种直接在锈层上或旧漆上涂装的防腐涂料，具体是涉及一种用于在带锈基材上直接涂装的防腐涂料。
背景技术
在锈层涂料上人们已经进行了诸多的研究。例如，人们将涂层分为渗透性、稳锈型、转化型。在上述的涂料中，尽管人们做出了诸多的努力，研制了各种含有助剂的带锈涂料，提高了涂料的附着力和耐腐蚀性，并使铁锈成为涂层的一部分，从而提高了涂层的保护效果。然而，由于铁锈为多孔性结构，一般的大分子不容易深入到锈层多孔结构中，一般的小分子虽然在一定程度上可以扩散到多孔结构中，但是由于分子缺少选择性，也不能与铁锈发生化学键连，对附着力和耐腐蚀性影响有限。同时，在技术层面仍然没有解决涂层与锈层的结合力长久使用的问题。例如，目前的解决方案是有机小分子，如偶联剂，但是所改善涂层的附着力仍然难以满足工业的实际要求，即使在涂层初期能够满足使用要求，可是随着使用时间的延长，有机小分子逐渐将扩散涂层的表面，使附着力劣化。同时，所使用的涂层，因为含有有机溶剂，致使污染了环境。环保、改善涂层与锈层的附着力以及防腐性能是目前亟待需要解决的问题。
发明内容
发明目的：为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于在锈层上直接涂装的涂料组合物，提高了环保性能，同时，改善了涂层与锈层的附着力以及防腐性能。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明的一种用于在锈层上直接涂装的涂料组合物，包括如下质量百分比的组分：
其中，所述的含有环氧基的丙烯酸衍生物是指在分子结构中包含部分环氧基 团的水性丙烯酸，其分子结构为：
其中，R为H、CH3和CH3CH2中的任意一种。
具体地，所述的防锈颜料为云母和磷酸锌中的任意一种或两种，可以单独使用，也可以复合使用，优选地，云母和磷酸锌的质量比例为1∶5。所述的填料为氧化铁红、粘土、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、硅藻土、硅灰石粉、硫酸钡、三氧化二锑和硼酸中的任意一种或几种。优选地，所述的填料为滑石粉、硫酸钡与氧化铁红质量比为1∶2∶0.01的混合物。
所述的功能助剂为带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构式为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n为1～10，优选地，所述n的值为4。
所述的腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸或其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其中，其衍生物的分子结构式为：
其中，R为括H或者1～12碳原子的烷基。在烷基碳原子相同的情况下，尚存在同分异构体，依据实验结果，在本发明中，烷基的同分异构体对于本发明 影响不大，故在本发明不予以特别的强调。对于不同碳原子数，本发明优选地，，在油溶性树脂体系，使用含碳4个以上的烷基比较有效，而在含有环氧基的丙烯酸树脂体系中，采用-C(CH3)3基团比较有效。
所述的磷酸锌的粒径为0.5～5微米。优选地，所述磷酸锌的粒径为3微米。
所述滑石粉的粒径为0.5～5微米的颗粒。优选地，所述滑石粉的粒径为3微米。
本发明同时提出了上述用于在锈层上直接涂装的涂料组合物的制备方法，包括如下步骤：将配方量的含有环氧基的丙烯酸衍生物、醇酸树脂、氨基乙二醇和腐蚀抑制剂混合均匀，然后加入配方量的咪唑啉、功能助剂、防锈颜料和填料搅拌均匀，再在研磨机上研磨，研磨到5～30μm，最后包装，使用时依据需要加入适量的水进行施工。
有益效果：本发明的目的是解决小分子扩散到多孔锈层中，并钝化铁锈中的有害物质。其优点在于：
(1)环保；
(2)可以直接在锈层上涂装，无需对表面进行防锈处理；
(3)耐腐蚀与附着力高；
(4)成膜树脂含有环氧基，可以与带有氨基的偶联剂发生交联，提高涂层耐水性和耐腐蚀性。
具体实施方式
实施例1
本涂料的组合物按如下组分配比制备而成(质量百分含量)：
其中含环氧基丙烯酸树脂分子结构为：
其中，R为H。
防锈颜料包括云母和磷酸锌质量比为10∶1的混合物。
填料为滑石粉、硫酸钡和氧化铁红的混合物，其混合质量比为滑石粉∶硫酸钡∶氧化铁红＝1∶2∶0.01。
功能助剂是指带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构的特征为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n的值为1。
腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸以及其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其衍生物的分子结构为：
其中，R为-C(CH3)3。
磷酸锌和滑石粉的粒径分别为2～3微米左右。本涂料的组合物是按照如下的制备：
将配方量的含有环氧基的丙烯酸衍生物、醇酸树脂、氨基乙二醇和腐蚀抑制剂混合均匀，然后加入配方量的咪唑啉、功能助剂、防锈颜料和填料搅拌均匀， 再在研磨机上研磨，研磨到5～30μm，最后包装，使用时依据需要加入适量的水进行施工，在施工中可以用适量的水调节到适合的粘度。
实施例效果：耐盐雾性为1380h无变化，盐雾试验后涂层在锈层上的附着力为1级。
实施例2：
本涂料的组合物按如下组分配比制备而成(质量百分含量)：
其中含环氧基丙烯酸树脂分子结构为：
其中，R为CH3。在本实施例中为H3CH2。
防锈颜料是磷酸锌与云母混合的物质，质量比为磷酸锌∶云母＝10∶2。
填料为氧化铁红、粘土、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、硅藻土、硅灰石粉、硫酸钡、三氧化二锑、硼酸中的一种或几种。本实施例采用填料为质量比为滑石粉∶硫酸钡∶氧化铁红＝1∶2∶0.01的混合物。
功能助剂是指带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构的特征为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n＝4。
腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸以及其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其衍生物的分子结构为：
其中，R为含8个碳原子的烷基，采用具有不同分子结构的8碳烷烃的结果发现，烷基的同分异构体对于本发明影响不大，支链或直链烷基均可。
磷酸锌和滑石粉的粒径为0.5～1微米。
本涂料的组合物制备方法同实施例1。
实施例效果：耐盐雾性为1250h无变化，盐雾试验后涂层在锈层上的附着力为1级。
实施例3：
本涂料的组合物按如下组分配比制备而成(质量百分含量)：
其中含环氧基丙烯酸树脂分子结构为：
其中，R为CH3CH2。
防锈颜料为磷酸锌与云母混合的物质，质量比为磷酸锌∶云母＝10∶3。
填料为滑石粉、硫酸钡与氧化铁红的混合物，其混合质量比为滑石粉∶硫酸钡∶氧化铁红＝1∶2∶0.01。
功能助剂是指带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构的特征为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n＝2。
腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸以及其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其衍生物的分子结构为：
其中，R为12碳原子的烷基，依据实验结果，在本发明中，烷基的同分异构体对于本发明影响不大，故在本发明不予以特别的强调。
磷酸锌和滑石粉的粒径为3～5微米。
本涂料的组合物制备方法同实施例1。
实施例效果：耐盐雾性为1100h无变化，盐雾试验后涂层在锈层上的附着力为1级。
实施例4：
本涂料的组合物按如下组分配比制备而成(质量百分含量)：
其中含环氧基丙烯酸树脂分子结构为：
其中，本是实施例中，R为CH3CH2。
防锈颜料为磷酸锌与云母混合的物质，质量比为磷酸锌∶云母＝10∶6。
填料为滑石粉、硫酸钡和氧化铁红的混合物，其混合质量比为滑石粉∶硫酸钡∶氧化铁红＝1∶2∶0.01。
功能助剂是指带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构的特征为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n＝3。
腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸以及其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其衍生物的分子结构为：
其中，R为6个碳原子的烷基，分别采用具有不同分子结构的6碳烷烃的结果发现，烷基的同分异构体对于本发明影响不大，支链或直链烷基均可。
磷酸锌和滑石粉的粒径为3～4微米。
本涂料的组合物制备方法同实施例1。
实施例效果：耐盐雾性为1040h无变化，盐雾试验后涂层在锈层上的附着力为1级。
实施例5：
本涂料的组合物按如下组分配比制备而成(质量百分含量)：
其中含环氧基丙烯酸树脂分子结构为：
其中，本实施例中，R为CH3。
防锈颜料为磷酸锌与云母混合的物质，质量比为磷酸锌∶云母＝10∶4。
填料为滑石粉、硫酸钡和氧化铁红的混合物，其混合质量比为滑石粉∶硫酸钡∶氧化铁红＝1∶2∶0.01。
功能助剂是指带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构的特征为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n＝4。
腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸以及其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其衍生物的分子结构为：
其中，R为-CH3，磷酸锌和滑石粉的粒径为3～5微米。
本涂料的组合物制备方法同实施例1。
实施例效果：耐盐雾性为1140h无变化，盐雾试验后涂层在锈层上的附着力为2级。
实施例6：
本涂料的组合物按如下组分配比制备而成(质量百分含量)：
其中含环氧基丙烯酸树脂分子结构为：
其中，R为CH3CH2。
防锈颜料为磷酸锌与云母混合的物质，质量比为磷酸锌∶云母＝10∶1。
填料为质量比为滑石粉∶硫酸钡∶氧化铁红＝1∶2∶0.01的混合物。
功能助剂是指带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构的特征为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n＝4。
腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸以及其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其衍生物的分子结构为：
其中，R为含有5个碳原子的烷基，采用具有不同分子结构的5碳烷烃的结果发现，烷基的同分异构体对于本发明影响不大，支链或直链烷基均可。
磷酸锌和滑石粉得出粒径为1～3微米。
本涂料的组合物制备方法同实施例1。
实施例效果：耐盐雾性为1360h无变化，盐雾试验后涂层在锈层上的附着力为1级。
实施例7：
本涂料的组合物按如下组分配比制备而成(质量百分含量)：
其中含环氧基丙烯酸树脂分子结构为：
其中，本实施例中，R为CH3。
防锈颜料为磷酸锌与云母混合的物质，质量比为磷酸锌∶云母＝5∶1。
填料为质量比为滑石粉∶硫酸钡∶氧化铁红＝1∶2∶0.01的混合物。
功能助剂是指带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构的特征为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n＝4。
腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸以及其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其衍生物的分子结构为：
其中，R为含有7个碳原子的烷基，采用具有不同分子结构的7碳烷烃的结果发现，烷基的同分异构体对于本发明影响不大，支链或直链烷基均可。
磷酸锌和滑石粉的粒径为2～4微米。
本涂料的组合物制备方法同实施例1。
实施例效果：耐盐雾时间为1300h无变化，盐雾试验后涂层在锈层上的附着 力为1级。
实施例8：
本涂料的组合物按如下组分配比制备而成(质量百分含量)：
其中含环氧基丙烯酸树脂分子结构为：
其中，本实施例中R为CH3CH2。
防锈颜料为云母和磷酸锌的混合物，质量比为磷酸锌∶云母＝10∶8。
填料为混合质量比为滑石粉∶硫酸钡∶氧化铁红＝1∶2∶0.01的混合物。
功能助剂是指带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构的特征为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n＝3。
腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸以及其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其衍生物的分子结构为：
其中，R为9个碳原子的烷基，采用具有不同分子结构的9碳烷烃的结果发现，烷基的同分异构体对于本发明影响不大，支链或直链烷基均可。磷酸锌和滑石粉得出粒径为3～4微米。
本涂料的组合物是按照如下的制备：
将树脂、溶剂、助剂、防锈颜料混合，然后在研磨机上研磨，研磨至颗粒粒径达到0.5～2.5μm，进行灌装即可，在施工中可以用适量的水调节到适合的粘度。
实施例效果：耐盐雾性为1240h无变化，盐雾试验后涂层在锈层上的附着力为2级。
实施例9：
本涂料的组合物按如下组分配比制备而成(质量百分含量)：
其中含环氧基丙烯酸树脂分子结构为：
其中，本实施例中R为CH3CH2。
防锈颜料是磷酸锌与云母混合的物质，质量比为磷酸锌∶云母＝10∶1。
填料为混合质量比为滑石粉∶硫酸钡∶氧化铁红＝1∶2∶0.01的混合物。
功能助剂是指带有氨基的硅烷偶联剂，其分子结构的特征为：
H2N-(CH2)n-Si(OCH3)3
其中，n＝3。
腐蚀抑制剂是含有氟元素的氟苯水杨酸以及其衍生物氟苯水杨酸酰胺，其衍生物的分子结构为：
其中，R为4个碳原子的烷基，采用具有不同分子结构的4碳烷烃的结果发现，烷基的同分异构体对于本发明影响不大，支链或直链烷基均可。
磷酸锌和滑石粉的粒径为0.5～2微米。
本涂料的组合物是按照如下的制备：
将树脂、溶剂、助剂、防锈颜料混合，然后在研磨机上研磨，研磨至颗粒粒径达到0.5～2.5μm，进行灌装即可，在施工中可以用适量的水调节到适合的粘度。
实施例效果：耐盐雾性为1270h无变化，盐雾试验后涂层在锈层上的附着力 为1级。