本發(fā)明屬于重防腐涂料，具體的，涉及應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電塔筒外壁的重防腐涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的日益增長(zhǎng)以及化石能源帶來的環(huán)境問題日益突出，開發(fā)和利用清潔可再生能源已成為全球共識(shí)和重要發(fā)展方向。風(fēng)力發(fā)電利用自然風(fēng)能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，其發(fā)電過程不產(chǎn)生溫室氣體、空氣污染物或廢水，對(duì)環(huán)境的影響遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的火力發(fā)電，被公認(rèn)為是一種清潔、可持續(xù)的能源解決方案。

2、中國(guó)作為全球最大的能源消費(fèi)國(guó)之一，正積極推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，大力發(fā)展包括風(fēng)力發(fā)電在內(nèi)的可再生能源。特別是在一些具備優(yōu)越自然條件的地區(qū)，風(fēng)能資源的開發(fā)潛力巨大，特別是云南，地處中國(guó)西南，擁有獨(dú)特的地理位置和氣候條件，形成了顯著的立體氣候特征；這種多樣的氣候和地形環(huán)境孕育了豐富的風(fēng)能資源，為發(fā)展風(fēng)力發(fā)電提供了得天獨(dú)厚的自然優(yōu)勢(shì)。

3、現(xiàn)有用于風(fēng)力發(fā)電塔筒的防腐涂料有如申請(qǐng)?zhí)枺篶n202310336118.0的中國(guó)發(fā)明專利，公開了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的耐鹽霧丙烯酸面漆及其制備方法，包括如下重量份數(shù)的原料:氟硅改性丙烯酸樹脂50~65份、鈦白粉8~13份、石墨烯負(fù)載氧化銅5~10份、氟基聚醚改性聚硅氧烷2~5份、流平劑2~3份、增韌劑1~2份、固化劑8~11份、稀釋劑8~11份、其他顏料0~5份。上述現(xiàn)有技術(shù)，雖然也是應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電塔筒，但是其核心關(guān)注點(diǎn)主要還是聚焦在海上環(huán)境其主要還是側(cè)重于涂料的耐鹽霧性能。

4、與海上環(huán)境不同，應(yīng)用于云南的風(fēng)力發(fā)電塔筒通常建設(shè)在風(fēng)力較大的山坡上，其海拔通常較高。云南高海拔地區(qū)往往晝夜溫差較大，鋼結(jié)構(gòu)塔筒的外壁在熱脹冷縮會(huì)給涂層帶來周期性的機(jī)械應(yīng)力，易導(dǎo)致涂層開裂或剝落。同時(shí)，在云南這種特殊氣候條件下，濕熱循環(huán)環(huán)境會(huì)使得涂料在這種環(huán)境下容易發(fā)生水解，涂層滲透性加劇，加速腐蝕進(jìn)程。更具挑戰(zhàn)的是，云南山區(qū)面臨著極強(qiáng)烈的紫外線輻射、顯著的晝夜溫差以及高濕度的復(fù)合作用，疊加山區(qū)大風(fēng)可能攜帶灰塵，這些復(fù)雜環(huán)境共同對(duì)云南地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電塔筒外壁的防護(hù)提出了更高的要求。而目前現(xiàn)有技術(shù)中，并未有專門針對(duì)云南區(qū)域特征所優(yōu)化的風(fēng)力發(fā)電塔筒外壁用重防腐涂料。

5、因此，為了填補(bǔ)市面上的技術(shù)空白問題，本技術(shù)提供了一種應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電塔筒外壁的重防腐涂料及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)方案中存在的缺陷問題；本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電塔筒外壁的重防腐涂料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電塔筒外壁的重防腐涂料，包括底漆、中間漆、面漆；按重量份數(shù)計(jì)，所述底漆包括：?雙酚a型環(huán)氧樹脂18-22份、鋅粉60-70份、磷酸鋅4-8份、活性稀釋劑3-6份、自制改性蒙脫土3-6份、氣相二氧化硅0.3-0.5份、鈦白粉2-5份、碳黑0.1-0.3份、聚酰胺蠟0.2-0.5份、消泡劑0.1-0.3份；改性酚醛胺固化劑8-12份、促進(jìn)劑0.1-0.5份。所述中間漆其組成如下，包括：雙酚a型環(huán)氧樹脂16-22份、活性稀釋劑5-10份、自制改性蒙脫土5-8份、云母氧化鐵25-35份、硫酸鋇8-15份、滑石粉3-7份、氣相二氧化硅0.5-0.8份、鈦白粉2-5份、碳黑0.1-0.3份、聚酰胺蠟0.2-0.5份、消泡劑0.2-0.5份、改性酚醛胺固化劑7-11份、促進(jìn)劑0.1-0.5份。所述面漆其組成如下，包括：氟碳樹脂56-72份、氟硅烷功能化碳化硅包覆碳納米管0.6-2.0份、鈦白粉18-25份、uv吸收劑0.8-1.6份、光穩(wěn)定劑0.7-1.4份、分散劑0.8-1.5份、流平劑0.2-0.5份、聚酰胺蠟0.3-0.5份、溶劑15-25份、脂肪族異氰酸酯固化劑18-28份。

2、所述底漆、中間漆中的活性稀釋劑為單環(huán)氧基縮水甘油醚類活性稀釋劑或雙環(huán)氧基縮水甘油醚類活性稀釋劑中的一種；

3、所述底漆、中間漆中的雙酚a型環(huán)氧樹脂，為雙酚a型e44環(huán)氧樹脂、雙酚a型e51環(huán)氧樹脂中的任意一種；

4、所述底漆、中間漆中的消泡劑皆為byk-066?n；

5、所述底漆、中間漆中的促進(jìn)劑皆為dmp-30；

6、所述鈦白粉為耐候級(jí)金紅石型鈦白粉；

7、所述氟碳樹脂為feve型氟碳樹脂；

8、所述uv吸收劑為二苯甲酮、苯并三唑中的一種；

9、所述光穩(wěn)定劑為巴斯夫944、巴斯夫622中的一種；

10、所述溶劑為乙酸丁酯、二甲苯中的一種；

11、所述分散劑為efkapx?4330；

12、所述流平劑為capstonefs-50。

13、所述氟硅烷功能化碳化硅包覆碳納米管的制備方法為：稱取碳化硅包覆碳納米管加入到無水乙醇中，超聲分散得到懸浮液；轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中，緩慢滴加冰醋酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系ph至4.5；繼續(xù)磁力攪拌并緩慢滴加全氟辛基三乙氧基硅烷，攪拌均勻后，再緩慢滴加去離子水，控制水解速率；隨后將反應(yīng)體系升溫至70攝氏度，并保持磁力攪拌繼續(xù)反應(yīng)2h；反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，過濾收集固體產(chǎn)物；并用足量無水乙醇反復(fù)洗滌產(chǎn)物以徹底去除未反應(yīng)的物質(zhì)；最后置于真空干燥箱中干燥至恒重，即制備得到氟硅烷功能化碳化硅包覆碳納米管。

14、所述全氟辛基三乙氧基硅烷的cas號(hào)為：51851-37-7。

15、所述碳化硅包覆碳納米管的制備方法：將聚碳硅烷置入正己烷中，超聲分散；然后取碳納米管加入其中；并升溫反應(yīng)容器至60攝氏度后繼續(xù)超聲處理30min，隨后將混合物置于通風(fēng)柜中，室溫下溶劑自然揮發(fā)，即得干燥的聚碳硅烷包覆的碳納米管；轉(zhuǎn)移至石英坩堝中，放入管式爐在惰性氣氛下，升溫至240攝氏度，并保溫90min；然后繼續(xù)升溫至1150攝氏度，并保溫60min；反應(yīng)完成后，繼續(xù)保持惰性環(huán)境并自然冷卻至室溫，即制備得到碳化硅包覆碳納米管。

16、其中，管式爐的升溫速率為10°c/min。

17、所述自制改性蒙脫土的制備方法：取蒙脫土，分散在蒸餾水中，再加入碳酸鈉溶液，升溫至95攝氏度，磁力攪拌20min；隨后向混合溶液中加入二硬脂基二甲基氯化銨，繼續(xù)攪拌，反應(yīng)完成后過濾得中間產(chǎn)物；隨后取中間產(chǎn)物、蓖麻油酸，置于反應(yīng)容器中升溫至60攝氏度，攪拌反應(yīng)2h后，取出混合物，用甲醇反復(fù)洗滌后；將反應(yīng)產(chǎn)物置于真空干燥箱中充分干燥至恒重，并研磨成細(xì)粉末，過200目篩網(wǎng)篩分，即制備得到自制改性蒙脫土。

18、一種應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電塔筒外壁的重防腐涂料，包括底漆、中間漆、面漆；所述底漆的制備方法為：在攪拌釜中加入雙酚a型環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑，采用300-400轉(zhuǎn)/分，低速攪拌混合均勻，隨后加入磷酸鋅、鋅粉、自制改性蒙脫土、消泡劑、氣相二氧化硅、鈦白粉、碳黑、聚酰胺蠟、采用600-800轉(zhuǎn)/分，攪拌分散20min；最后加入改性酚醛胺固化劑、促進(jìn)劑，攪拌3min，混合均勻后，即制備得到底漆。

19、所述中間漆的制備方法為：在攪拌釜中加入雙酚a型環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑，采用300-400轉(zhuǎn)/分，低速攪拌混合均勻，隨后加入云母氧化鐵、硫酸鋇、滑石粉、氣相二氧化硅、鈦白粉、碳黑、聚酰胺蠟、消泡劑、自制改性蒙脫土，采用500-600轉(zhuǎn)/分，攪拌分散30min；最后加入改性酚醛胺固化劑、促進(jìn)劑，攪拌3min，混合均勻后，即制備得到中間漆。

20、所述面漆的制備方法為：在攪拌釜中加入溶劑和氟碳樹脂，采用300-400轉(zhuǎn)/分，低速攪拌至樹脂完全溶解；隨后加入鈦白粉、uv吸收劑、光穩(wěn)定劑、分散劑、流平劑、聚酰胺蠟、氟硅烷功能化碳化硅包覆碳納米管、采用600-800轉(zhuǎn)/分，攪拌分散40min；最后加入脂肪族異氰酸酯固化劑，攪拌3min，混合均勻后，即制備得到面漆。

21、本發(fā)明具有的有益效果：

22、1、本技術(shù)重防腐涂料中的自制改性蒙脫土通過陽離子交換反應(yīng)，使得二硬脂基二甲基氯化銨取代蒙脫土層間的陽離子，進(jìn)入蒙脫土層間，增大蒙脫土層間距；并且能夠與后續(xù)引入的蓖麻油酸中存在的羧酸基團(tuán)之間通過氫鍵發(fā)生相互作用，蓖麻油酸分子的進(jìn)入，會(huì)更進(jìn)一步的擴(kuò)大蒙脫土層間距，使得其在中間漆中更均勻、細(xì)致的分散，并極大的延長(zhǎng)氣體的擴(kuò)散路徑；并且引入的蓖麻油酸含有雙鍵，可以捕獲可能滲透進(jìn)中間漆的氧氣，從而提供給重防腐涂料更持久的阻隔性能提升；并且底漆中也添加有自制改性蒙脫土，也能在一定程度上提升底漆的阻隔性能；

23、2、本技術(shù)的氟硅烷功能化碳化硅包覆碳納米管，其中的碳納米管本身就具有較高的模量和拉伸強(qiáng)度比，能有效提升面漆的韌性和抗裂性；采用碳化硅包覆碳納米管，能在一定程度上改變了碳納米管的表面能，有助于其在面漆中的分散；并且碳化硅對(duì)紫外波段具有一定的吸收和散射能力，能夠提升面漆材料的抗老化性能；后續(xù)還采用了長(zhǎng)鏈的全氟辛基三乙氧基硅烷，其含有乙氧基，水解后生成的硅醇基可以與碳化硅表面的si-oh基團(tuán)發(fā)生縮合反應(yīng)，形成穩(wěn)定的硅氧烷鍵，從而將長(zhǎng)鏈的全氟辛基通過共價(jià)鍵的形式牢固的接枝在碳化硅表面；而全氟辛基中含有大量的c-f鍵，使得污染物難以粘附，使得面漆具有一定的自清潔作用；

24、3、本技術(shù)的重防腐涂料，在面漆中引入了氟硅烷功能化碳化硅包覆碳納米管，在中間漆中引入了自制改性蒙脫土；其中的自制改性蒙脫土與樹脂形成的微觀界面具有的活性位點(diǎn)，能夠與面漆中的極性基團(tuán)相互作用，增強(qiáng)面漆和中間漆之間的層間附著力；通過對(duì)填料的改性促進(jìn)層間結(jié)合，通過多層次、多機(jī)制的屏障疊加，協(xié)同作用下，實(shí)現(xiàn)了更高效、更持久的保護(hù)，提升了重防腐涂料的漆膜抗?jié)駸崂匣?、抗腐蝕性能實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)電塔筒更長(zhǎng)久的防護(hù)。