一种用于公路护栏的高性能防护漆及制备方法与流程

本发明涉及防护漆，特别是涉及一种用于公路护栏的防护漆。

背景技术：

1、高速公路护栏主要是为高速公路车辆的行驶提供安全保障，同时还对绿化带和其它安全交通设施起保护作用。我国高速公路护栏配套以热镀锌板为多，其次为粉末静电喷涂板。由于护栏长年累月暴露在户外，受气候及环境的影响，护栏上的防护涂层比较容易被消耗或损坏，使涂层下面的钢结构暴露在空气中，产生锈蚀。所以高速护板需要经常进行更换翻新和保养，从而造成大量资金的浪费。因此，解决护栏长效防护问题就成了当务之急。为了使高速公路护栏增加使用寿命，延长修复周期，需要制作出性能更加优秀的防腐材料。从护栏使用功能考虑，其表面涂膜应具有优异的耐候性、卓越的抗腐蚀性、抗石击性和理想的外观装饰性。

2、cn112457730a公开了一种高速护栏用高固含丙烯酸自洁警示防护涂料，按质量百分比包括高固含羟基丙烯酸树脂 35％，氟改性树脂30％，反射材料10％，不黄变固化剂15％，荷叶助剂1％，耐老化剂0.5％，流平剂 0.3％，紫外线吸收剂2.8％，防流挂助剂0.5％，消泡剂0.7％，附着力助剂1.2％，定向排列助剂2％，手感助剂1％。其目的用以镀锌表面难于附着、表面保护难的问题。该发明提供的涂料对护栏具有一定的防护作用，但是从涂料的组成可以看出，该涂料中不含重防腐成分，因此该涂料对护栏的防腐性不大。

3、cn101063017a公开了一种高速公路护栏用氟碳漆，氟碳漆主要由氟树脂、交联剂、催化剂和混合溶剂组成，各组分间的重量份数比为：氟树脂：交联剂：催化剂：混合溶剂=30-75：3-30：0.1-0.5：10-40。该发明提供的涂料特点是硬度高、耐盐雾性、耐候性、耐水性好、成本低。但是该涂料所用的氟碳树脂在复杂的环境中难以保持长时间稳定性，使用时限较短。另外，该发明的氟碳漆需要在150°以上进行烘烤固化，这限制了其在高速护栏现场修补翻新的应用性。

4、cn102911571a公布了一种银粉漆，该银粉漆含有防锈颜料、涂刷在钢结构表面既有装饰效果，又有防腐、防锈作用。该银粉漆树脂采用水性丙烯酸乳液，添加磷酸锌、三聚磷酸铝、防腐蚀颜料、抗划痕剂等。通过其公布的成分可以看出，该银粉漆具有一定的防腐功能，但是用于采用单组份水性丙烯酸乳液，漆膜的致密性、硬度等性能较低，无法满足高速公路护栏这种复杂环境的长期使用。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种用于公路护栏的高性能防护漆及制备方法。

2、为了解决上述技术问题，本技术提供了如下技术方案：

3、一种用于公路护栏的高性能防护漆，包括主漆、固化剂和稀释剂，其中主漆包括40-70份有机硅改性丙烯酸树脂、5-10份硅氧烷、5-15份铝银粉定向剂、5-15份铝银浆、0.005-0.02份石墨烯分散液、0.01-0.1份防沉剂、0.005-0.2份消泡剂、10-20份混合溶剂；固化剂为异氰酸酯类固化剂。

4、其中，所述主漆：固化剂：稀释剂的质量比为4-6：1：2-5。

5、其中，所述有机硅改性丙烯酸树脂的酸值为2-4，羟值为30-60。

6、其中，所述硅氧烷的分子式为(eto)3sich2ch2si(eto)3。

7、其中，所述铝银粉定向剂为醋酸丁酸纤维素或醛酮聚合物。

8、其中，所述铝银浆为非浮型铝银浆；所述石墨烯分散液为氧化石墨烯分散液；所述防沉剂为聚乙烯蜡类防沉剂。

9、其中，所述混合溶剂包括乙酸丁酯、二甲苯、甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己酮、甲基异丁基酮中的一种或几种；

10、所述异氰酸酯固化剂包括甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；

11、所述稀释剂包括乙酸丁酯、二甲苯、甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己酮、甲基异丁基酮中的一种或几种。

12、本发明所述的高性能防护漆的制备方法，包括以下步骤：

13、（1）分别称量铝银浆、乙酸丁酯和二甲苯，将三者混合后低速搅拌至无聚集铝粉颗粒状态，形成铝银浆预分散液；

14、（2）分别称量铝银粉定向剂、乙酸丁酯，在搅拌的状态下，将铝银粉定向剂缓慢加入乙酸丁酯中，搅拌至完全溶解，形成铝银粉定向剂的乙酸丁酯溶液；

15、（3）分别称取有机硅改性丙烯酸树脂、硅氧烷、铝银粉定向剂的乙酸丁酯溶液、消泡剂、混合溶剂，混合后搅拌均匀；加入聚乙烯蜡类防沉剂，高速分散至均匀分散；加入铝银浆预分散液，低速搅拌，过滤即得主漆；

16、（4）分别称取乙酸丁酯、二甲苯，混合搅拌均匀，即得防护漆稀释剂；

17、（5）分别称量主漆、固化剂和稀释剂，混合均匀后即得高性能防护漆。

18、其中，所述有机硅改性丙烯酸树脂的制备方法为：按质量份计，将醋酸丁酯加入到反应釜中，然后加热升温到120℃；将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、过氧化苯甲酰和醋酸丁酯预先混合好，用2h均匀滴加到反应系统中；滴加完毕后，再将醋酸丁酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和过氧化苯甲酰预先混合好，再用1.5h的匀速补滴加入到反应釜中，当转化率达到95%以上时即可降温出料。

19、其中，所述硅氧烷的制备方法为：按质量份计，将乙烯基三乙氧基硅烷和三乙氧基硅烷加入反应釜中，充入氮气保护，加入氯铂酸乙酸丁酯溶液，控制温度在50-60℃，充分反应5-6h；使反应液逐渐升温至80℃，进行回流，当回流液渐渐减少直至没有回流液时，终止反应；把反应液打入分馏釜内进行分馏，釜内压力0.04mpa，温度控制在160℃，分去低沸物，得到硅氧烷。

20、与现有技术相比，本发明的用于公路护栏的高性能防护漆及制备方法至少具有以下有益效果：

21、（1）本发明制备的防护漆的防腐性能优异，兼具装饰性能。

22、（2）本发明采用共聚的方法将有机硅氧烷单体引入丙烯酸树脂聚合物主链，成膜时有机硅氧烷水解缩聚，可在聚合物大分子之间，以及聚合物和基材之间形成交联结构的si-o-si键，赋予涂料涂层优异的耐候性和抗沾污性。

23、本发明合成的硅氧烷在成膜过程中发生水解缩聚，可以生成包含si-c、si-o键的立体笼型结构，笼型结构的孔隙比聚合物大分子膜的孔隙小，可以使整体成膜更加致密，能够更好的阻止水汽以及其他腐蚀性物质进入膜层内部，提高了涂层的耐盐雾性和硬度。同时硅氧烷具有优秀的耐酸碱腐蚀性，可以使涂层在复杂的外部环境中保持稳定。

24、本发明采用石墨烯和铝银粉作为填料，通过在涂料中添加铝粉，使活性铝作为腐蚀反应的阳极，保护作为阴极的金属基体。石墨烯具有良好的疏水性能，能够阻隔环境中的水、氧气、氯离子等的渗透，同时，均匀分散且取向平行于基底表面的石墨烯防腐涂层能够形成迷宫阻隔屏障，阻碍腐蚀介质的渗透路径，阻断原电池形成的通路，延缓基底的腐蚀速率。

25、通过以上多种材料的协同作用，可以显著提高防护漆的各项性能。

26、下面对本发明用于公路护栏的高性能防护漆及制备方法作进一步说明。