一种纳米粒子-杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米粒子‑杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，向石墨烯纳米片中加混合溶剂、KH550，超声均匀得偶联改性石墨烯纳米片料浆；将KH560、正硅酸乙酯、异丙醇混匀得A组分；将异丙醇与去离子水混合，缓慢滴加到A组分中，水解反应，再缩聚反应制得有机‑无机杂化硅溶胶；将偶联剂溶于混合溶剂中，边搅拌边加纳米二氧化硅、纳米氧化铝，超声分散得到偶联改性纳米粒子；将前面所得物料混合，加入环氧树脂，搅拌均匀后加热，加入有机硅消泡剂、磷酸三丁酯混匀，制得A组分；将固化剂溶解于混合溶剂中得B组分；将B组分缓慢加到A组分中，搅拌得改性环氧树脂涂料。

Preparation method of abrasion resistant anticorrosive epoxy resin composite modified by nano particle hybrid silica sol

The invention discloses a preparation method of a wear-resistant and anticorrosive epoxy resin coating modified by nano particle hybrid silica sol composite modification, which is characterized in that a mixed solvent and KH550 are added to the graphene nanoscale, and the modified graphene nanoscale slurry is coupled with the ultrasonic uniformity, and the A component is mixed with KH560, ethyl orthosilicate and isopropanol. The mixture of isopropanol and deionized water was mixed and slowly added to the A component. The organic silica sol was prepared by hydrolysis reaction and recondensation reaction. The coupling agent was dissolved in the mixed solvent, the side stirring edge was added with nano silica and nano alumina, and the coupling modified nanoparticles were dispersed by ultrasonic dispersion. Adding epoxy resin, stirring even after heating, adding organosilicon defoamer and three butyl phosphate, the A component was prepared. The curing agent was dissolved in the mixed solvent and B component was dissolved in the mixed solvent; the B component was slowly added into the A component, and the modified epoxy resin coating was stirred.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米粒子-杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法
本专利技术涉及涂料领域，具体涉及一种纳米粒子-杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法。
技术介绍
涂层防护法是防止金属腐蚀最有效、应用最广泛的方法，而环氧树脂是目前应用最广泛的防腐涂料，但由于环氧涂料自身性脆、易老化等缺点，环氧树脂类涂料是重要的有机涂料之一，但其韧性及耐高温性能不佳，通常需要对其改性。石墨烯以及石墨纳米片是新兴的二维纳米碳材料，具有层片状的结构，对水、氧气和离子有很好的稳定性和阻隔性，用作传统涂料的填料时，可以起到良好的物理屏蔽作用，从而改善有机涂层的耐腐蚀性能。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种纳米粒子-杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法，依照该方法制备的涂料具有良好耐磨防腐性能。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种纳米粒子-杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：（1）石墨烯纳米片的偶联改性：将正丁醇和二甲苯按质量比1:3配成混合溶剂，向4-6重量份石墨烯纳米片中1:1-2加入混合溶剂，再加0.1-0.2重量份偶联剂KH550，超声1-2h搅拌均匀，制得偶联改性石墨烯纳米片料浆；（2）有机-无机杂化硅溶胶的制备：将1-2重量份KH560、8-10重量份正硅酸乙酯、9-11重量份异丙醇混合，用NaOH溶液调节pH为9-10，混合均匀，得A组分；将9-11mL异丙醇与2-3重量份去离子水混合，缓慢滴加到A组分中，水解反应1-2h，再升温到68-70℃缩聚反应5-6h，制得有机-无机杂化硅溶胶；（3）填料纳米粒子的偶联改性：将1-2重量份硅烷偶联剂1:3-5溶于混合溶剂中，超声分散30-40min后，边搅拌边缓慢加入3-4重量份纳米二氧化硅、3-4重量份纳米氧化铝，搅拌均匀，继续超声分散20-30min，得到偶联改性纳米粒子；（4）改性环氧树脂防腐涂料：将(1)、(2)、(3)中所得物料混合，加入90-100重量份环氧树脂，搅拌均匀后加热到98-100℃，超声分散1-2h后，再用搅拌机高速分散30-35min，加入2-3重量份有机硅消泡剂、3-4重量份磷酸三丁酯混匀，制得A组分；将15-20重量份固化剂1:2-4溶解于混合溶剂中，制得B组分；将B组分缓慢加入到A组分中，搅拌15-20min后得到改性环氧树脂涂料。其中，步骤(2)中NaOH溶液浓度为4-6%，滴加速率为0.4-0.6mL/min。步骤(3)、(4)中所述的混合溶剂为二甲苯和正丁醇等质量混合。步骤(4)中环氧树脂为E44双酚A型环氧树脂，固化剂为聚酰胺树脂HB-125或聚酰胺树脂650。本专利技术的反应机理及有益效果如下：以石墨烯纳米片为填料，通过硅烷偶联剂对其进行改性，改善了石墨烯纳米片的表面状态，提高其在涂料中的分散性，添加到环氧树脂涂料中，提高涂料的自腐蚀电位，降低自腐蚀电流密度，硅烷偶联剂的氨基可参与环氧树脂的固化过程，增加固化交联度，增强涂层的物理屏蔽作用，提高涂层的耐腐蚀性能；以正硅酸乙酯、KH560为前驱体，以NaOH为碱性催化剂，制备了有机-无机杂化硅溶胶，硅烷偶联剂成功接枝于SiO2表面，提高涂料涂层的韧性和耐高温性能，耐腐蚀性能良好；以纳米二氧化硅、纳米氧化铝为填料，用硅烷偶联剂KH560为改性剂，通过化学改性、超声分散、机械搅拌相结合的方式制得偶联改性纳米粒子填料，提高涂层的摩擦磨损性能。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例一种纳米粒子-杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：（1）石墨烯纳米片的偶联改性：将正丁醇和二甲苯按质量比1:3配成混合溶剂，向4kg石墨烯纳米片中1:2加入混合溶剂，再加0.1kg偶联剂KH550，超声2h搅拌均匀，制得偶联改性石墨烯纳米片料浆；（2）有机-无机杂化硅溶胶的制备：将1kgKH560、10kg正硅酸乙酯、11kg异丙醇混合，用NaOH溶液调节pH为9-10，混合均匀，得A组分；将9kg异丙醇与2kg去离子水混合，缓慢滴加到A组分中，水解反应1h，再升温到68-70℃缩聚反应5h，制得有机-无机杂化硅溶胶；（3）填料纳米粒子的偶联改性：将1kg硅烷偶联剂1:3溶于混合溶剂中，超声分散35min后，边搅拌边缓慢加入4kg纳米二氧化硅、4kg纳米氧化铝，搅拌均匀，继续超声分散30min，得到偶联改性纳米粒子；（4）改性环氧树脂防腐涂料：将(1)、(2)、(3)中所得物料混合，加入95kg环氧树脂，搅拌均匀后加热到98-100℃，超声分散1h后，再用搅拌机高速分散35min，加入2kg有机硅消泡剂、3kg磷酸三丁酯混匀，制得A组分；将20kg固化剂1:2溶解于混合溶剂中，制得B组分；将B组分缓慢加入到A组分中，搅拌20min后得到改性环氧树脂涂料。其中，步骤(2)中NaOH溶液浓度为4%，滴加速率为0.4mL/min。步骤(3)、(4)中所述的混合溶剂为二甲苯和正丁醇等质量混合。步骤(4)中环氧树脂为E44双酚A型环氧树脂，固化剂为聚酰胺树脂HB-125或聚酰胺树脂650。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米粒子‑杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于：向石墨烯纳米片中加混合溶剂、KH550，超声均匀得偶联改性石墨烯纳米片料浆；将KH560、正硅酸乙酯、异丙醇混匀得A组分；将异丙醇与去离子水混合，缓慢滴加到A组分中，水解反应，再缩聚反应制得有机‑无机杂化硅溶胶；将偶联剂溶于混合溶剂中，边搅拌边加纳米二氧化硅、纳米氧化铝，超声分散得到偶联改性纳米粒子；将前面所得物料混合，加入环氧树脂，搅拌均匀后加热，加入有机硅消泡剂、磷酸三丁酯混匀，制得A组分；将固化剂溶解于混合溶剂中得B组分；将B组分缓慢加到A组分中，搅拌得改性环氧树脂涂料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米粒子-杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于：向石墨烯纳米片中加混合溶剂、KH550，超声均匀得偶联改性石墨烯纳米片料浆；将KH560、正硅酸乙酯、异丙醇混匀得A组分；将异丙醇与去离子水混合，缓慢滴加到A组分中，水解反应，再缩聚反应制得有机-无机杂化硅溶胶；将偶联剂溶于混合溶剂中，边搅拌边加纳米二氧化硅、纳米氧化铝，超声分散得到偶联改性纳米粒子；将前面所得物料混合，加入环氧树脂，搅拌均匀后加热，加入有机硅消泡剂、磷酸三丁酯混匀，制得A组分；将固化剂溶解于混合溶剂中得B组分；将B组分缓慢加到A组分中，搅拌得改性环氧树脂涂料。2.一种纳米粒子-杂化硅溶胶复合改性的耐磨防腐型环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：（1）石墨烯纳米片的偶联改性：将正丁醇和二甲苯按质量比1:3配成混合溶剂，向4-6重量份石墨烯纳米片中1:1-2加入混合溶剂，再加0.1-0.2重量份偶联剂KH550，超声1-2h搅拌均匀，制得偶联改性石墨烯纳米片料浆；（2）有机-无机杂化硅溶胶的制备：将1-2重量份KH560、8-10重量份正硅酸乙酯、9-11重量份异丙醇混合，用NaOH溶液调节pH为9-10，混合均匀，得A组分；将9-11mL异丙醇与2-3重量份去离子水混合，缓慢滴加到A组分中，水解反应1-2h，再升温到68-70℃缩聚反应5-6h，制得有机-无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：周波，陈吉勇，
申请(专利权)人：马鞍山天宇船舶制造有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34