硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种硅丙乳液和氧化石墨烯改性的无机涂料及其制备方法。该涂料是以碱金属水溶液为成膜物质，以氧化石墨烯和锌粉为主要填料，硅丙乳液为改性剂的防腐底漆。本发明专利技术所涉及的硅丙乳液是含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体加入合适的助剂，通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液，添加到无机涂料中可以改善涂膜的柔韧性，增加了涂层对基材的范德华力粘结。氧化石墨烯具有优良的导电性能和机械性能。实验证明本发明专利技术涂料的柔韧性、耐盐雾性、附着力、导电性均有明显的提高。

Silicon acrylic emulsion and modified graphene oxide inorganic coating and preparation method thereof

The invention provides an inorganic coating modified by silicon acrylate emulsion and graphene oxide and a preparation method thereof. The coating is based on alkali metal aqueous solution as a film forming material, with graphite oxide and zinc powder as main fillers, and silicone acrylate emulsion as modifier. Silicone acrylic emulsion of the invention is containing unsaturated organic silicone monomers and acrylic monomer bond adding suitable additives, the core-shell polymeric coating process of polymerized emulsion, adding inorganic coating can improve the flexibility, increase the coating on the substrate bonding force van Edward. Graphene oxide has excellent electrical and mechanical properties. Experiments show that the flexibility, salt fog resistance, adhesion and electrical conductivity of the coating are obviously improved.

【技术实现步骤摘要】
硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种涂料及其制备方法，更具体的说涉及一种管道、桥梁、储罐、船舶等钢结构的防腐底漆，具体指硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料及其制备方法。
技术介绍
无机富锌底漆防腐机理主要是在腐蚀环境中牺牲阳极锌粉保护作为阴极的金属。因此，欲使涂膜导电并发挥牺牲阳极的作用，涂膜中就要求含有大量的锌粉，才能确保锌粉和钢材的充分接触。但涂层中锌粉含量过高，涂层固化后表面凹凸不平，易产生孔隙影响涂层的耐腐蚀性。同时无机富锌底漆的成膜物质硅酸盐决定了涂层固化后呈脆性不能在较薄和易变形的底材上涂刷。另外，由于漆膜中锌粉所占的比例很大，在焊接时会产生大量的氧化锌雾气，这种雾气对工作人员的身体健康造成一定的影响。因此需要开发一种低锌、柔韧性好、防腐效果好的底漆。硅丙乳液兼具有机硅和丙烯酸的优点，氧化石墨烯具有硬度高、导电性能好、高透光等优良特性，将硅丙乳液和氧化石墨烯添加到涂料中，有效的降低了锌粉的含量，改善了涂层的柔韧性，提高了涂层的附着力和耐盐雾性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种硅丙乳液和氧化石墨烯改性的无机防腐涂料，即保证了涂层的耐腐蚀性又提高了涂料的柔韧性并且降低了涂层中的锌粉含量。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是这样的：涂料组份按照质量百分含量计算为：硅酸盐：15％～25％。硅溶胶：2％～7％。硅丙乳液：10％～20％。锌粉：20％～28％。氧化石墨烯：0.1％～0.8％。防锈颜料：3％～7％。聚丙烯酸钠：0.2％～0.6％。滑石粉：2％～8％。助剂：2.5％～3.5％。蒸馏水：25％～35％。所述硅酸盐是硅酸钾、硅酸钠和硅酸锂中的一种或多种。防锈颜料为云母氧化铁。所述助剂为分散剂、消泡剂和催干剂中的一种、两种或三种；分散剂是凹凸棒土或蒙脱土中的一种或两种；消泡剂是SN154；催干剂是钴和钙配制的干燥剂；助剂为常规技术手段，这里不再详述。所述的硅丙乳液的固含量在40％～50％之间。所述锌粉为超细锌粉，颗粒直径在800目以上。作为优选，组份按照质量百分含量计算为：硅酸盐：18％；硅溶胶：3％；硅丙乳液：11％；锌粉：22％；氧化石墨烯：0.6％；防锈颜料：6％；聚丙烯酸钠：0.4％；滑石粉：6％；助剂：3％；蒸馏水：30％。改性无机涂料的制备方法，是通过以下步骤实现的:(1)将氧化石墨烯放入蒸馏水中，搅拌得到氧化石墨烯分散液。(2)将硅溶胶滴加到硅酸盐溶液中，在70℃下搅拌获得高模数硅酸盐溶液。(3)将步骤(2)中获得的高模数硅酸盐溶液和硅丙乳液添加到氧化石墨烯分散液中，搅拌得到混合液1。(4)再将聚丙烯酸钠、助剂、滑石粉、防锈颜料依次加入步骤(3)获得的混合液1中，每加入一种物质先搅拌均匀后再加入下一种组份，得到混合液2。(5)将锌粉加入(4)所获得的混合液2中，搅拌得到硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料。步骤(1)中，所述搅拌指在1200r/min的转速下搅拌10分钟。步骤(2)中，所述搅拌指在2000r/min的转速下搅拌30分钟；高模数硅酸盐溶液的模数为5～6。步骤(3)中，所述搅拌指在2000r/min下搅拌10分钟。步骤(5)中，所述搅拌指在2000r/min下搅拌20分钟。本专利技术的有益效果是：用硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机防腐涂料，除氧化石墨烯外所用药品均是市场廉价易得药品，对改性后的涂料检测分析结果如下：附着力/级：1～2级；柔韧性：1mm～2mm：硬度：5H～6H；抗冲击性：50cm。耐水性：50天无剥离无斑点；耐盐雾：1200不起泡、不起皱。导电性：表面电阻率104Ω。具体实施方式通过实施例1和对比例2、3、4可以更好的理解本专利技术，实例中所用的药品除氧化石墨烯外都是市场廉价易得产品，所用设备均为涂料工业常规设备，实例中涉及的数量均为质量百分含量。实施例1和对比例2、3、4的具体配方见表1。表1实例具体配比对实施例和对比例涂层进行检测，主要检测项目有表面形貌测试、附着力、柔韧性、硬度、耐盐雾性、导电性、弹性冲击性检测结果见表2。表2涂料检测结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料，其特征在于，所述涂料的组分按照质量百分含量计算：硅酸盐：15％～25％；硅溶胶：2％～7％；硅丙乳液：10％～20％；锌粉：20％～28％；氧化石墨烯：0.1％～0.8％；防锈颜料：3％～7％；聚丙烯酸钠：0.2％～0.6％；滑石粉：2％～8％；助剂：2.5％～3.5％；蒸馏水：25％～35％。

【技术特征摘要】
1.硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料，其特征在于，所述涂料的组分按照质量百分含量计算：硅酸盐：15％～25％；硅溶胶：2％～7％；硅丙乳液：10％～20％；锌粉：20％～28％；氧化石墨烯：0.1％～0.8％；防锈颜料：3％～7％；聚丙烯酸钠：0.2％～0.6％；滑石粉：2％～8％；助剂：2.5％～3.5％；蒸馏水：25％～35％。2.如权利要求1所述的硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料，其特征在于：所述硅酸盐是硅酸钾、硅酸钠和硅酸锂中的一种或多种。3.如权利要求1所述的硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料，其特征在于：防锈颜料为云母氧化铁。4.如权利要求1所述的硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料，其特征在于：所述助剂为分散剂、消泡剂和催干剂中的一种、两种或三种；分散剂是凹凸棒土或蒙脱土中的一种或两种；消泡剂是SN154；催干剂是钴和钙配制的干燥剂。5.如权利要求1所述的硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料，其特征在于：所述硅丙乳液的固含量在40％～50％之间。6.如权利要求1所述的硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料，其特征在于：所述锌粉为超细锌粉，颗粒直径在800目以上。7.如权利要求1所述的硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料，其特征在于，所述涂料的组分按照质量百分含...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树立，陈玉，赵书华，饶永超，陈宏，季廷伟，代文杰，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32