本发明涉及重防腐涂料技术领域，具体涉及一种单组分免除锈高分子橡胶涂料及其制备方法。
背景技术：
重防腐涂料是相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。重防腐涂料作为防腐涂料领域的先进技术，自20世纪60～70年代开始应用以来，得到了迅速发展，应用范围越来越广，重防腐涂料从生物工程、石油、化工等行业吸取营养，嫁接高技术，发挥着越来越大的作用，发展前景十分诱人。
目前防腐领域大多数是基面厚度大于6mm的钢板、型材，需采用传统的抛丸流水线对基材进行表面预处理。厚度小于6mm的钢板、型材，需采酸洗或机械等除锈方式，且必须是专业人员操作，该工艺既不环保又效率低下，在重防腐方面由于基材表面处理达不到除锈等级sa2.5或sa3(即：在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物，表面应具有均匀的金属光泽)，很容易出现防腐事故。
此外，现有的重防腐涂料大多是双组分产品，需要在施工现场进行搅拌、熟化等工序后才能喷涂或涂刷，施工操作较为繁琐，且需要专业人员操作才能完成。
专利cn200810231437.0中公开了一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料，为双组分涂料，其甲组分包括：环氧树脂20.0～35.0，活性稀释剂3.0～5.0，增塑剂2.0～5.0，消泡剂0.5～1.5，触变剂1.5～3.0，润湿分散剂0.5～2.0，防锈颜料20.0～30.0，防开裂填料20.0～30.0，自制触变性浆体7.0～18.0；乙组分包括：固化剂i40.0～55.0，固化促进剂2.0～2.5，触变剂2.0～3.0，耐磨颜料40.0～50.0。该重防腐涂料的漆膜密闭性良好，具有优良的附着力、硬度高、耐磨性好、表干快、固化时间短等性能。
专利cn201110375635.6中公开了一种厚膜型环氧聚硫橡胶重防腐涂料，由分别配制的甲组分和乙组分组成，其在涂料的甲组分中加入固体填料和金属氧化物，涂层内部层层叠加的片状玻璃鳞片形成的鳞片状结构利于形成更厚更稳定的膜，颗粒状的石英粉进一步填充玻璃鳞片之间的空隙，保证了涂料的单次成膜厚度可达200微米以上。
以上技术方案均为双组分产品，需要在施工现场进行搅拌、熟化等工序后才能喷涂或涂刷，施工操作较为繁琐，且需要专业人员操作才能完成。
专利cn201510329629.5中公开了一种高性能环氧树脂重防腐涂料，其原料包括：双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、聚氨酯、过氯乙烯树脂、端羧基丁腈液体橡胶、二乙烯三胺、碳化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛分散液、硫酸钡、纳米银、玻璃鳞片、石墨、二丙醇酮、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、聚四氟乙烯、甲基壬基甲酮、葡萄糖酸、乙醇、水、助剂。该重防腐涂料可抵御强酸强碱的腐蚀，且抗冲击性能好，耐老化和防腐蚀性能优异，使用寿命长。但是其基材表面处理时，需要达到除锈等级sa2.5或sa3，才能施工，否则容易发生“外防内蚀”的问题。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是：提供一种单组分免除锈高分子橡胶涂料，适用于重防腐领域，在施工时对基材表面处理达到st2级标准即可施工，大大降低人工作业成本和现场作业的难度，且防腐效果好，解决了现有重防腐涂料“外防内蚀”的问题；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的单组分免除锈高分子橡胶涂料，包括以下质量份数的原料：
液体高分子橡胶为液体氟橡胶，分子量为1600-3500；优选为eve液体氟橡胶树脂，武汉工业技术研究院产品。
液体高分子橡胶作为具有较好的低温柔韧性、耐溶剂性、耐应力松弛性能、优异的抗剪切强度和剥离强度。
氯化橡胶树脂具有耐老化、耐酸、耐碱、耐海水、不燃等特性，加入助剂后配制成胶粘剂，对金属、不锈钢、镀锌板，铝合金、木材、混凝土等材质有很好的附着力和修复性，并且可以提高产品的粘接强度和高温蠕变性能。
二氧化钛为tio2含量不低于90％的金红石型二氧化钛，筛余量(45μm)≤0.1％。二氧化钛作为微调填充料，加入涂料中可以提高涂料在日光暴晒下抗变色、失光和抗粉化的性能。
硫酸钡干混悬剂为白色细颗粒，无味、不溶于水及有机溶剂，微溶于酸和碱，用作橡胶、颜料、涂料、油漆、油墨的原料及填料。在涂料中加入硫酸钡干混悬剂，借助硫酸钡干混悬剂的微溶性，能够提高涂料在基材表面的渗透性，并提高涂料的耐酸腐蚀性能。
氯化烷烃为氯化石蜡，优选为氯化石蜡52。氯化石蜡52为浅黄色至黄色油状粘稠液体，不仅能够提高产品的阻燃性能，同时作为涂料的改良剂，提高了涂料的耐氯性能。
鞣酸的粒径为1500-2000目。加入适量的鞣酸使涂料可以很好地和基材表面的三氧化二铁进行钝化、螯合和渗透，从而形成坚硬密实的结晶体。粒径1500-2000目的鞣酸在钝化、螯合和渗透的过程中能形成较大密度的封闭层，增加涂料在气相环境中的防穿透度和产品的粘稠度。
助剂为二甲苯。二甲苯能与乙醇、氯仿和乙醚任意混合，在水中不溶，作为涂料的溶剂，可以调整涂料的粘稠度。
本发明所述的单组分免除锈高分子橡胶涂料的制备方法，步骤如下：
(1)将液体高分子橡胶，氯化橡胶树脂，二氧化钛和部分助剂混合，进行悬浮聚合反应，得到聚合物混合液；
(2)将聚合物混合液温度降至70-80℃，加入硫酸钡干混悬剂、氯化烷烃和鞣酸，混合搅拌2-4h，再将温度降至50-65℃，加入剩余助剂调和粘稠度，即得单组分免除锈高分子橡胶涂料。
步骤(1)中助剂的加入份数为2-3份。
步骤(1)中聚合反应温度为90-100℃，反应时间为4-6h，反应搅拌速度为800-1000r/min。
在施工时，先对基材表面进行处理，使基材表面符合st2的标准(即：在不放大的情况下进行观察时，表面无可见的油污和污垢，且没有附着不牢的氧化皮、铁锈、粉尘、明水、油漆涂层和异物)；然后直接使用单组分免除锈高分子橡胶涂料对基材表面进行喷涂，多次喷涂至所需厚度(根据防腐环境中腐蚀介质的不同，调整涂膜的厚度，一般为300-500μm)，固化后即可正常使用。
喷涂工艺参数优选为：喷嘴压力150-200公斤力/平方厘米，喷嘴孔径0.4-0.5mm，喷涂幅度40-80°。喷涂前要搅拌均匀，经筛网过滤，防止涂料有沉淀、气泡、杂质等物堵塞枪嘴；喷涂施工时，料桶要保持一定的液面，防止空气进入涂料。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
(1)本发明的单组分免除锈高分子橡胶涂料，采用自固化机理、螯合加渗透原理，促进疏松多孔的锈层固结在一起，成为连续的钢铁封闭层，使锈层中活泼的铁化物钝化成稳定的填料形成封闭，抑止了锈蚀的产生，解决了传统防锈漆“外防内蚀”的问题；
(2)本发明的单组分免除锈高分子橡胶涂料，与基层表面的附着力好，抗酸碱腐蚀性能优良，在40℃高温和-40℃低温条件下均能进行施工操作，且涂层的各项性能优异；
(3)本发明的单组分免除锈高分子橡胶涂料在进行喷涂时，防腐基材表层不需要采用复杂的除锈工艺，只要在基材表面进行简单处理达到st2级标准，即可涂刷或喷涂，大大降低人工作业成本和现场作业的难度，冬季(耐寒－40℃)也可以正常施工，非专业涂装人员也可操作，且根据防腐环境中腐蚀介质的不同，可以调整涂膜的厚度，既提高了效率又节省成本；
(4)本发明采用单组分涂料产品配方合理，施工高效，与重防腐领域中常用的双组分涂料产品相比，在施工中更容易简单操作，降低了因处理基材表面不彻底发生防腐事故的风险，能够高效率确保施工进度的完成，为整体项目降低了运行成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
实施例1
(1)按照重量份数配比称取液体高分子橡胶37份，氯化橡胶树脂25份，二氧化钛7份，硫酸钡干混悬剂6份，氯化石蜡526份，鞣酸4份，二甲苯5份。
(2)将液体高分子橡胶，氯化橡胶树脂，二氧化钛和2份二甲苯混合，搅拌速度控制在1000r/min,在95℃温度下进行悬浮聚合6h，得到聚合物混合液；
(3)将聚合物混合液温度降至80℃，加入硫酸钡干混悬剂、氯化石蜡52和鞣酸，混合搅拌4h，再将温度降至65℃，加入剩余二甲苯调和粘稠度，即得单组分免除锈高分子橡胶涂料。
实施例2
(1)按照重量份数配比称取液体高分子橡胶35份，氯化橡胶树脂25份，二氧化钛6份，硫酸钡干混悬剂8份，氯化石蜡527份，鞣酸4份，二甲苯5份。
(2)将液体高分子橡胶，氯化橡胶树脂，二氧化钛和3份二甲苯混合，搅拌速度控制在1000r/min,在90℃温度下进行悬浮聚合6h，得到聚合物混合液；
(3)将聚合物混合液温度降至70℃，加入硫酸钡干混悬剂、氯化石蜡52和鞣酸，混合搅拌4h，再将温度降至50℃，加入剩余二甲苯调和粘稠度，即得单组分免除锈高分子橡胶涂料。
实施例3
(1)按照重量份数配比称取液体高分子橡胶36份，氯化橡胶树脂26份，二氧化钛6份，硫酸钡干混悬剂8份，氯化石蜡528份，鞣酸4份，二甲苯5份。
(2)将液体高分子橡胶，氯化橡胶树脂，二氧化钛和2份二甲苯混合，搅拌速度控制在1000r/min,在100℃温度下进行悬浮聚合6h，得到聚合物混合液；
(3)将聚合物混合液温度降至75℃，加入硫酸钡干混悬剂、氯化石蜡52和鞣酸，混合搅拌4h，再将温度降至60℃，加入剩余二甲苯调和粘稠度，即得单组分免除锈高分子橡胶涂料。
实施例4
(1)按照重量份数配比称取液体高分子橡胶39份，氯化橡胶树脂27份，二氧化钛5份，硫酸钡干混悬剂6份，氯化石蜡526份，鞣酸3份，二甲苯5份。
(2)将液体高分子橡胶，氯化橡胶树脂，二氧化钛和3份二甲苯混合，搅拌速度控制在1000r/min,在95℃温度下进行悬浮聚合6h，得到聚合物混合液；
(3)将聚合物混合液温度降至80℃，加入硫酸钡干混悬剂、氯化石蜡52和鞣酸，混合搅拌4h，再将温度降至65℃，加入剩余二甲苯调和粘稠度，即得单组分免除锈高分子橡胶涂料。
实施例5
(1)按照重量份数配比称取液体高分子橡胶38份，氯化橡胶树脂26份，二氧化钛6份，硫酸钡干混悬剂7份，氯化石蜡528份，鞣酸4份，二甲苯5份。
(2)将液体高分子橡胶，氯化橡胶树脂，二氧化钛和2份二甲苯混合，搅拌速度控制在1000r/min,在95℃温度下进行悬浮聚合6h，得到聚合物混合液；
(3)将聚合物混合液温度降至80℃，加入硫酸钡干混悬剂、氯化石蜡52和鞣酸，混合搅拌4h，再将温度降至65℃，加入剩余二甲苯调和粘稠度，即得单组分免除锈高分子橡胶涂料。
对比例1
本对比例与实施例1相比，不同点仅在于原料配方中不含硫酸钡干混悬剂。
(1)按照重量份数配比称取液体高分子橡胶37份，氯化橡胶树脂25份，二氧化钛7份，氯化石蜡526份，鞣酸4份，二甲苯5份。
(2)将液体高分子橡胶，氯化橡胶树脂，二氧化钛和2份二甲苯混合，搅拌速度控制在1000r/min,在95℃温度下进行悬浮聚合6h，得到聚合物混合液；
(3)将聚合物混合液温度降至80℃，加入硫酸钡干混悬剂、氯化石蜡52和鞣酸，混合搅拌4h，再将温度降至65℃，加入剩余二甲苯调和粘稠度，即得单组分免除锈高分子橡胶涂料。
对比例2
本对比例与实施例1相比，不同点仅在于原料配方中不含氯化石蜡52。
(1)按照重量份数配比称取液体高分子橡胶37份，氯化橡胶树脂25份，二氧化钛7份，硫酸钡干混悬剂6份，鞣酸4份，二甲苯5份。
(2)将液体高分子橡胶，氯化橡胶树脂，二氧化钛和2份二甲苯混合，搅拌速度控制在1000r/min,在95℃温度下进行悬浮聚合6h，得到聚合物混合液；
(3)将聚合物混合液温度降至80℃，加入硫酸钡干混悬剂、氯化石蜡52和鞣酸，混合搅拌4h，再将温度降至65℃，加入剩余二甲苯调和粘稠度，即得单组分免除锈高分子橡胶涂料。
对比例3
本对比例为市售单组分聚氨酯涂料。
对比例4
本对比例为市售单组分环氧树脂涂料。
将实施例1-5和对比例1-2制备的涂料用于金属基层表面的喷涂，涂膜厚度为500μm。施工条件为：基材表面处理至符合st2的标准(即：在不放大的情况下进行观察时，表面无可见的油污和污垢，且没有附着不牢的氧化皮、铁锈、粉尘、明水、油漆涂层和异物)，基材表面湿度＜85％。
将对比例3-4制备的涂料用于金属基层表面的喷涂，涂膜厚度为1500μm。施工条件为：基材表面处理至符合st3的标准(即：表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，除锈应比st2更为彻底，底材显露部分的表面应具有金属光泽)，基材表面湿度＜70％。
对实施例1-5和对比例1-4的涂料操作性能和涂膜性能进行测试，测试方法如下：
(1)耐磨性：按照gb/t1768进行测试；
(2)表面硬度：按照gb/t5210进行测试；
(3)剥离强度：按照hb5249进行测试；
(4)盐雾试验：按照gb6458-86进行测试；
(5)浸泡实验：按照jb/t6073-92进行测试；
(6)透水率：采取间接法(测井方法或油藏工程方法)进行测试。
测试结果如表1和表2所示。
表1实施例1-5的性能测试结果
表2对比例1-4的性能测试结果
从表1、2可以看出，本发明制备的单组分免除锈高分子橡胶涂料在进行喷涂时，防腐基材表层不需要采用复杂的除锈工艺，只要在基材表面进行简单处理达到st2级标准，基材表面湿度＜80％，即可涂刷或喷涂，且操作温度范围宽，在40～－40℃均可以正常施工，涂膜与基层表面的附着力好，抗酸碱腐蚀性能优良，各项力学性能优异。从表2可以看出，对比例1与实施例1相比，不含硫酸钡干混悬剂，在相同的操作条件下，其表干时间和实干时间增长，且涂膜的透水性和耐腐蚀性能下降；对比例2与实施例1相比，在相同的操作条件下，其表干时间和实干时间也有所增长，且涂膜的透水性和耐腐蚀性能也下降；对比例3和对比例4分别为市售单组分聚氨酯涂料和单组分环氧树脂涂料，其在进行喷涂时，必须将基材表面处理至符合st3的标准，除锈比st2更为彻底，且基材表面湿度＜70％，涂膜厚度也较高，与实施例1相同的施工温度下，其表干时间和实干时间较长，涂膜的耐腐蚀性能和耐高温性能也低于实施例1。