技术领域
本发明涉及防护涂料技术领域，具体涉及一种用于路灯工程的防护涂料及其制备方法。
背景技术
路灯长期处于强紫外照射中，时常经历暴晒、风吹、或雨淋，其所处的环境比较恶劣，因而一般户外路灯表面涂料的使用寿命很短，具体表现为涂料发脆、开裂，失去韧性和光泽，漆膜发黄。这说明在现有技术中，用于保护路灯主体结构的涂料漆膜在耐候、抗老化、抗腐蚀、耐高温等方面还做的不够完善。受损后的漆膜易对路灯的主体结构造成威胁，一旦路灯主体受到腐蚀，则会给路灯周围的设施、行人和机动车带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于路灯工程的防护涂料及其制备方法，用于路灯工程，防腐防锈，具有硬度高、耐划伤、附着力强，耐盐雾、耐盐水、耐酸碱、耐水和耐油等性能。
本发明提供了如下的技术方案：一种用于路灯工程的防护涂料，包括以下重量份的原料：环氧树脂100~120份、改性水溶性纳米级硅溶胶60~80份、Mg-Zn硼磷酸盐40~50份、改性海泡石30~40份、抗裂添加剂10~30份、填料10~20份、助剂10~20份和去离子水120~150份；
所述改性水溶性纳米级硅溶胶包括以下重量份的原料：水溶性纳米级硅溶胶40~50份、纳米二氧化硅20~30份和氧化铁2~6份；
所述助剂包括以下重量份的原料：流变助剂2~8份、增稠剂2~8份、消泡剂2~6份、防腐剂1~4份和引发剂1~3份。
优选地，所述环氧树脂的数均分子量为10000～14000g/mol。
优选地，所述抗裂添加剂包括以下重量份的原料：矿渣粉2~12份、玻璃纤维4~8份、石英粉2~4份、丹强丝1~3份和膨胀剂1~2份。
优选地，所述矿渣粉为冶炼后的铅锌矿渣、铜矿渣、铁矿渣中的一种或几种。
优选地，所述流变助剂为气相二氧化硅和聚酰胺蜡的混合物，所述增稠剂为羟甲基纤维素、精致琼脂、海藻酸盐和聚丙烯酸盐中的任一种，所述消泡剂为磷酸三丁酯或者水性硅油，所述防腐剂为苯甲酸钠或者亚硝酸钠，所述引发剂为叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰和硫醇中的任一种。
优选地，所述填料包括以下重量份的原料：滑石粉2~8份、云母粉1~7份和膨胀珍珠岩1~4份。
优选地，所述滑石粉为超细纤维状的4500~5000目滑石粉，云母粉为片状的600~700目云母粉。
优选地，所述Mg-Zn硼磷酸盐是由氧化镁、氧化锌、氧化硼、五氧化二磷按照摩尔比为4：2：1：3溶于水后，在600~650℃条件下煅烧1~1.5h小时后得到。
优选地，所述改性海泡石的制备方法为：将海泡石在300~400℃下煅烧2~2.5h，取出，加入3~4%的氢氧化钠溶液中混合搅拌40~50min，加入 pH调节剂调节至中性，过滤，烘干得到粉末，然后向所得粉末中加入相当于粉末重量2~3%的玫瑰精油、1~2%的纳米碳，混合搅拌均匀后再加入相当于粉末重量2~3%的硅烷偶联剂，以400~600r/min搅拌60~90min，分散均匀后得到。
本发明中还提供一种用于路灯工程的防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备改性水溶性纳米级硅溶胶
按照配比称取水溶性纳米级硅溶胶、纳米二氧化硅和氧化铁，以700~800r/min混合搅拌10~20min后加热，保持加热温度为50~60℃，加热时间为30~40min，冷却后得到改性水溶性纳米级硅溶胶，备用；
（2）、制备浆料
按照配比称取环氧树脂、Mg-Zn硼磷酸、改性海泡石、填料和步骤（1）得到的改性水溶性纳米级硅溶胶，倒入配料釜混合均匀，得到浆料组分，将浆料组分输送到高速分散釜内，加入去离子水，以500~700r/min搅拌分散40~50min，分散后的浆料组分输送到砂磨机内进行湿式砂磨，分散，得到浆料，备用；
（3）、制备涂料
在制得的浆料中加入抗裂添加剂和助剂，然后输送到高速分散釜内再次进行搅拌、分散，分散后的组分输送到砂磨机内进行湿式砂磨、分散，得到涂料半成品，制得的涂料半成品输送到振动过滤机进行过滤和筛选，细度小于等于40um，然后将过滤后的产品进行包装，得到所述用于路灯工程的防护涂料。
本发明的有益效果：用于路灯工程，防腐防锈，具有硬度高、耐划伤、附着力强，耐盐雾、耐盐水、耐酸碱、耐水和耐油等性能，具体如下：
（1）、本发明中以环氧树脂为主要成分，环氧树脂具有良好温度的物理和化学性能，对金属表面的粘结力强，介电性能良好，韧性强，环氧树脂的数均分子量优选为10000～14000g/mol，若环氧树脂的数均分子量小于10000g/mol，则会影响涂料的粘结力，若环氧树脂的数均分子量大于14000g/mol，则会增加涂料体系的粘稠度；
（2）、本发明中添加的抗裂添加剂，具有较强的抗裂作用，涂层经耐温变性试验，不剥落、不起泡、无裂纹、无明显变色，涂层透水性为0.5mL，同时涂层经耐冲击试验，无裂纹、无剥落、没有明显变形，其中以废弃的矿渣为主要原料，不仅成本低，而且可有效回收并综合利用矿渣这一工业废弃物，从根本上解决矿渣堆放所带来的占地面积大，污染环境等严重问题；
（3）、本发明中添加气相二氧化硅和聚酰胺蜡的混合物作为流变助剂，具有低粘度、高抗流挂的性能，在温度（23±2℃）情况下，漆膜粘度为1000～3000cps，干膜厚度可达300～500um不流挂；
（4）、本发明中添加Mg-Zn硼磷酸盐，同时具备了磷酸盐与硼酸盐的优点，Mg-Zn硼磷酸盐中磷酸根离子、锌离子与铁离子可生成难溶化合物MeZnP2O5，并且能进一步与其他原料络合，在金属表面形成一层致密复盖膜，另外，金属硼酸盐的碱性使电化学腐蚀阳极产生Fe2+就地成膜，生成Fe（OH）2，使金属表面钝化，阻止阳极的继续腐蚀，从而增加涂料的热稳定性与化学稳定性；
（5）、本发明中添加纳米二氧化硅，制成改性水溶性纳米级硅溶胶，提高涂料的交联性能，明显提高涂料的封闭性、强度和力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种用于路灯工程的防护涂料，包括以下重量份的原料：
环氧树脂 100份；
改性水溶性纳米级硅溶胶 60份；
Mg-Zn硼磷酸盐 40份；
改性海泡石 30份；
抗裂添加剂 10份；
填料 10份；
助剂 10份；
去离子水 120份；
所述改性水溶性纳米级硅溶胶包括以下重量份的原料：水溶性纳米级硅溶胶40份、纳米二氧化硅20份和氧化铁2份；
所述助剂包括以下重量份的原料：流变助剂2份、增稠剂2份、消泡剂2份、防腐剂1份和引发剂1份。
其中，所述环氧树脂的数均分子量为10000g/mol。
其中，所述抗裂添加剂包括以下重量份的原料：矿渣粉2份、玻璃纤维4份、石英粉2份、丹强丝1份和膨胀剂1份。
其中，所述矿渣粉为冶炼后的铅锌矿渣。
其中，所述流变助剂为气相二氧化硅和聚酰胺蜡的混合物，所述增稠剂为羟甲基纤维素，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述防腐剂为苯甲酸钠，所述引发剂为过氧化苯甲酰。
其中，所述填料包括以下重量份的原料：滑石粉2份、云母粉1份和膨胀珍珠岩1份。
其中，所述滑石粉为超细纤维状的4500目滑石粉，云母粉为片状的600目云母粉。
其中，所述Mg-Zn硼磷酸盐是由氧化镁、氧化锌、氧化硼、五氧化二磷按照摩尔比为4：2：1：3溶于水后，在600℃条件下煅烧1h小时后得到。
其中，所述改性海泡石的制备方法为：将海泡石在300℃下煅烧2h，取出，加入3%的氢氧化钠溶液中混合搅拌40min，加入 pH调节剂调节至中性，过滤，烘干得到粉末，然后向所得粉末中加入相当于粉末重量2%的玫瑰精油、1%的纳米碳，混合搅拌均匀后再加入相当于粉末重量2%的硅烷偶联剂，以400r/min搅拌60min，分散均匀后得到。
本实施例中还提供一种用于路灯工程的防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备改性水溶性纳米级硅溶胶
按照配比称取水溶性纳米级硅溶胶、纳米二氧化硅和氧化铁，以700r/min混合搅拌10min后加热，保持加热温度为50℃，加热时间为30min，冷却后得到改性水溶性纳米级硅溶胶，备用；
（2）、制备浆料
按照配比称取环氧树脂、Mg-Zn硼磷酸、改性海泡石、填料和步骤（1）得到的改性水溶性纳米级硅溶胶，倒入配料釜混合均匀，得到浆料组分，将浆料组分输送到高速分散釜内，加入去离子水，以500r/min搅拌分散40min，分散后的浆料组分输送到砂磨机内进行湿式砂磨，分散，得到浆料，备用；
（3）、制备涂料
在制得的浆料中加入抗裂添加剂和助剂，然后输送到高速分散釜内再次进行搅拌、分散，分散后的组分输送到砂磨机内进行湿式砂磨、分散，得到涂料半成品，制得的涂料半成品输送到振动过滤机进行过滤和筛选，细度小于等于40um，然后将过滤后的产品进行包装，得到所述用于路灯工程的防护涂料。
实施例2
一种用于路灯工程的防护涂料，包括以下重量份的原料：
环氧树脂 120份；
改性水溶性纳米级硅溶胶 80份；
Mg-Zn硼磷酸盐 50份；
改性海泡石 40份；
抗裂添加剂 30份；
填料 20份；
助剂 20份；
去离子水 120份；
所述改性水溶性纳米级硅溶胶包括以下重量份的原料：水溶性纳米级硅溶胶50份、纳米二氧化硅30份和氧化铁6份；
所述助剂包括以下重量份的原料：流变助剂8份、增稠剂8份、消泡剂6份、防腐剂4份和引发剂3份。
其中，所述环氧树脂的数均分子量为14000g/mol。
其中，所述抗裂添加剂包括以下重量份的原料：矿渣粉12份、玻璃纤维8份、石英粉4份、丹强丝3份和膨胀剂2份。
其中，所述矿渣粉为冶炼后的铜矿渣。
其中，所述流变助剂为气相二氧化硅和聚酰胺蜡的混合物，所述增稠剂为精致琼脂，所述消泡剂为水性硅油，所述防腐剂为亚硝酸钠，所述引发剂为硫醇。
其中，所述填料包括以下重量份的原料：滑石粉8份、云母粉7份和膨胀珍珠岩4份。
其中，所述滑石粉为超细纤维状的5000目滑石粉，云母粉为片状的700目云母粉。
其中，所述Mg-Zn硼磷酸盐是由氧化镁、氧化锌、氧化硼、五氧化二磷按照摩尔比为4：2：1：3溶于水后，在650℃条件下煅烧1.5h小时后得到。
其中，所述改性海泡石的制备方法为：将海泡石在400℃下煅烧2.5h，取出，加入4%的氢氧化钠溶液中混合搅拌50min，加入 pH调节剂调节至中性，过滤，烘干得到粉末，然后向所得粉末中加入相当于粉末重量3%的玫瑰精油、2%的纳米碳，混合搅拌均匀后再加入相当于粉末重量3%的硅烷偶联剂，以600r/min搅拌90min，分散均匀后得到。
本实施例中还提供一种用于路灯工程的防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备改性水溶性纳米级硅溶胶
按照配比称取水溶性纳米级硅溶胶、纳米二氧化硅和氧化铁，以800r/min混合搅拌20min后加热，保持加热温度为60℃，加热时间为40min，冷却后得到改性水溶性纳米级硅溶胶，备用；
（2）、制备浆料
按照配比称取环氧树脂、Mg-Zn硼磷酸、改性海泡石、填料和步骤（1）得到的改性水溶性纳米级硅溶胶，倒入配料釜混合均匀，得到浆料组分，将浆料组分输送到高速分散釜内，加入去离子水，以700r/min搅拌分散50min，分散后的浆料组分输送到砂磨机内进行湿式砂磨，分散，得到浆料，备用；
（3）、制备涂料
在制得的浆料中加入抗裂添加剂和助剂，然后输送到高速分散釜内再次进行搅拌、分散，分散后的组分输送到砂磨机内进行湿式砂磨、分散，得到涂料半成品，制得的涂料半成品输送到振动过滤机进行过滤和筛选，细度小于等于40um，然后将过滤后的产品进行包装，得到所述用于路灯工程的防护涂料。
实施例3
一种用于路灯工程的防护涂料，包括以下重量份的原料：
环氧树脂 110份；
改性水溶性纳米级硅溶胶 70份；
Mg-Zn硼磷酸盐 45份；
改性海泡石 35份；
抗裂添加剂 20份；
填料 15份；
助剂 15份；
去离子水 135份；
所述改性水溶性纳米级硅溶胶包括以下重量份的原料：水溶性纳米级硅溶胶45份、纳米二氧化硅25份和氧化铁4份；
所述助剂包括以下重量份的原料：流变助剂5份、增稠剂5份、消泡剂4份、防腐剂2.5份和引发剂2份。
其中，所述环氧树脂的数均分子量为12000g/mol。
其中，所述抗裂添加剂包括以下重量份的原料：矿渣粉7份、玻璃纤维6份、石英粉3份、丹强丝2份和膨胀剂1.5份。
其中，所述矿渣粉为冶炼后的铁矿渣。
其中，所述流变助剂为气相二氧化硅和聚酰胺蜡的混合物，所述增稠剂为海藻酸盐，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述防腐剂为亚硝酸钠，所述引发剂为硫醇。
其中，所述填料包括以下重量份的原料：滑石粉5份、云母粉4份和膨胀珍珠岩2.5份。
其中，所述滑石粉为超细纤维状的4750目滑石粉，云母粉为片状的650目云母粉。
其中，所述Mg-Zn硼磷酸盐是由氧化镁、氧化锌、氧化硼、五氧化二磷按照摩尔比为4：2：1：3溶于水后，在625℃条件下煅烧1h小时后得到。
其中，所述改性海泡石的制备方法为：将海泡石在350℃下煅烧2h，取出，加入3.5%的氢氧化钠溶液中混合搅拌45min，加入 pH调节剂调节至中性，过滤，烘干得到粉末，然后向所得粉末中加入相当于粉末重量2.5%的玫瑰精油、1.5%的纳米碳，混合搅拌均匀后再加入相当于粉末重量2.5%的硅烷偶联剂，以500r/min搅拌80min，分散均匀后得到。
本实施例中还提供一种用于路灯工程的防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、制备改性水溶性纳米级硅溶胶
按照配比称取水溶性纳米级硅溶胶、纳米二氧化硅和氧化铁，以750r/min混合搅拌15min后加热，保持加热温度为55℃，加热时间为35min，冷却后得到改性水溶性纳米级硅溶胶，备用；
（2）、制备浆料
按照配比称取环氧树脂、Mg-Zn硼磷酸、改性海泡石、填料和步骤（1）得到的改性水溶性纳米级硅溶胶，倒入配料釜混合均匀，得到浆料组分，将浆料组分输送到高速分散釜内，加入去离子水，以600r/min搅拌分散45min，分散后的浆料组分输送到砂磨机内进行湿式砂磨，分散，得到浆料，备用；
（3）、制备涂料
在制得的浆料中加入抗裂添加剂和助剂，然后输送到高速分散釜内再次进行搅拌、分散，分散后的组分输送到砂磨机内进行湿式砂磨、分散，得到涂料半成品，制得的涂料半成品输送到振动过滤机进行过滤和筛选，细度小于等于40um，然后将过滤后的产品进行包装，得到所述用于路灯工程的防护涂料。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。