纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法及应用，该复合涂料的组成和重量百分比含量为：纳米溶胶，1‑5%；溶剂，1‑5%；硅烷偶联剂，5‑20%；酸碱调节剂乙酸，0.5‑2%；表面活性剂，0.05‑0.2%；水性环氧树脂，20‑40%；聚苯胺，0.5‑3%%；水性环氧固化剂，20‑40%；水，20‑40%，流平剂，0.5‑1%，当金属发生腐蚀时，聚苯胺发生可逆氧化还原反应，释放电子形成钝化层，起到保护作用；同时，通过加入纳米溶胶于环氧树脂中，协同环氧树脂的固化形成高强度致密交联网络，从而强力屏蔽腐蚀介质的侵入。该制备方法施工操作简单，制备的复合涂料能显著提高现有的水性环氧树脂涂料的耐腐蚀性和硬度。

Preparation and application of nano sol / polyaniline / waterborne epoxy resin composite coatings

The invention discloses a nano sol / polyaniline / water-based epoxy resin composite coating preparation method and application of the composite coating composition and weight percentage: nano sol, 1 solvent, 1 5%; 5%; 5 20% silane coupling agent, pH regulator; acetic acid, 0.5 2%; the surface active agent, 0.05 0.2%; waterborne epoxy resin, 20 40%; polyaniline, 0.5 3%%; waterborne epoxy curing agent, 20 40%; water, 20 40%, leveling agent, 0.5 1%, when the metal corrosion occurs when polyaniline reversible redox reaction, the release of electronic form the passivation layer has protective effect; at the same time, by adding nano sol to epoxy resin, epoxy resin curing cooperative form high strength dense cross-linked network, thereby shielding strong corrosive media intrusion. The preparation method is easy to operate, and the prepared composite coatings can significantly improve the corrosion resistance and hardness of the existing waterborne epoxy resin coatings.

【技术实现步骤摘要】
纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法及应用
本专利技术属于水性环氧树脂涂料
，具体涉及一种纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法及应用。
技术介绍
在金属材料使用之前，必须对其表面进行防腐处理。在众多金属表面防腐蚀方法中，涂覆防腐涂料为最普遍的防腐方法，其中环氧树脂涂料是高性能防腐涂料。但是，传统的环氧树脂涂料难溶于水，只能溶于有机溶剂，必须使用有机溶剂作为分散介质来稀释，将其配成一定浓度、一定黏度的树脂涂料才能使用。而使用过程中挥发性有机化合物（VOC）对人体危害极大，也对环境造成污染。为此，我国颁布了严格限制VOC排放的法规，从而水性环氧树脂涂料的研究成为了热点。例如，中国专利，申请号为CN201510399966，名称为“一种新型水性环氧防腐涂料”，该防腐涂料具有高的稳定性、良好的抗冲击性、良好的耐水性、良好的耐碱性和良好的防腐性等优点。但是，该防腐涂料的硬度较差；中国专利，申请公布号为CN105602390A公开了“一种水性环氧防腐环保涂料及其制备方法”，该涂料由如下重量份配比的原料制成：水，320～360份；环氧树脂，230～270份；磷酸，1～2份；甲基丙烯酸甲酯，10～14份；丙烯酸丁酯，6～10份；苯乙烯，10～15份；丙烯腈，1～2份；丙烯酸，3～7份；过氧化苯甲酰，4～8份；环己酮，20～30份；正丁醇，40～60份；乙二醇单甲醚，20～30份；N-羟甲基丙烯酰胺，2～4份；N，N-二甲基乙醇胺，1～3份；对羟基苯甲酸乙酯和分子量为1500的烯丙基聚乙二酵共4～6份，对羟基苯甲酸乙酯和烯丙基聚乙二醇的重量份之比为3～5：1。该涂料具有更好的耐水性、耐盐雾性、耐酸性和耐碱性。但是，该涂料的涂层对侵蚀性离子的抗渗透性较低，导致涂层的耐腐蚀性不足。
技术实现思路
针对现有上述技术的不足，本专利技术的目的在于，提供一种纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法及应用，该复合涂料的制备过程简便易操作，较易施工，并具有较好的耐腐蚀性和高硬度。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案如下：一种纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于，该复合材料的组成和重量百分比含量为：纳米溶胶，1-5%；溶剂，1-5%；硅烷偶联剂，5-20%；酸碱调节剂乙酸，0.5-2%；表面活性剂，0.05-0.2%；水性环氧树脂，20-40%；聚苯胺0.5-3%；水性环氧固化剂，20-40%；水，20-40%；流平剂，0.5-1%；且上述各组分的重量百分比含量之和为100%，所述的纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其具体制备过程和步骤如下：(1).按上述配比称取溶胶、溶剂加入到250ml烧杯中，搅拌均匀；再向上述烧杯中加入硅烷偶联剂、酸碱调节剂，以转速为800～1200转/分钟搅拌，恒温反应2～5h，得到混合液；(2).按上述配比称取表面活性剂、水性环氧树脂在加入到500ml的分散桶中，以转速为800～1200转/分钟搅拌，逐渐加入一定量的聚苯胺，搅拌分散10～30min，得到分散液；然后开启冷凝水冷却，将分散液以2500～2800转/分钟的转速研磨2～5h，得到混合液；(3).将水性环氧固化剂与水按质量比为1:1的比例混合，搅拌分散30min，得到固化剂混合液；(4).将上述步骤(1)混合液滴加到上述步骤(2)混合液中，以速度为1500～1800转/分钟搅拌，搅拌分散2～3h，得到混合液；(5).将上述步骤(3)混合液、流平剂加入到装有上述步骤(4)的混合液中，以800～900转/分钟转速搅拌，搅拌分散20～30min，分散均匀后，用200～400目的尼龙滤网过滤，制得水性环氧耐腐蚀复合涂料。上述的水性纳米溶胶为水性纳米二氧化锆溶胶、二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、二氧化钛溶胶中的一种，所述的纳米溶胶粒径为10～50nm，pH值为5～6。上述的溶剂为乙醇、异丙醇、甲醇、正丁醇中的一种。上述的硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）、甲基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷（KH590）、γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）中的一种或几种。上述的表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或两种。上述的水性环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂或聚醚环氧树脂中的一种或两种。上述的水性环氧固化剂为水性环氧多胺类固化剂、水性环氧脂肪胺类固化剂中的一种。上述的流平剂为流平剂BYK-333、流平剂BYK-346、流平剂BYK-348、流平剂Silok-8255、DC-57、流平剂EFKA-3580中的一种。所述的纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的应用方法，其特征在于，其包括以下步骤:首先，将上述复合涂料涂覆于镀锌钢板表面，形成一层光滑均匀的涂膜；然后，在温度为80～120℃下对涂膜进行加热固化，固化0.5～1小时，形成厚度为10～30μm涂膜。有关本专利技术的机理，该涂料涂层通过加入聚苯胺，当金属发生腐蚀时，聚苯胺发生可逆氧化还原反应，释放电子形成钝化层，起到保护作用；同时，通过加入纳米溶胶于环氧树脂中，协同环氧树脂的固化形成高强度、高致密的交联网络，从而强力屏蔽腐蚀介质的侵入。本专利技术提供的方法环保高效，施工操作简单，具有较好的耐腐蚀性。本专利技术方法制备的纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料，其制备工艺简单易行，环保高效，并具有较好的耐腐蚀性和硬度。具体实施方式现将本专利技术的具体实施例叙述于后。实施例1：本实施例的一种纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，按重量份计，由以下按重量份计：纳米氧化铝溶胶，24份；异丙醇溶剂，391份；硅烷偶联剂，170份；乙酸，17份；阴离子表面活性剂，2份；双酚A型水性环氧树脂，244份；聚苯胺，5份；水性环氧多胺类固化剂，245份；水，245份；流平剂BYK-333，8份。上述纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其步骤如下：(1).按上述配比称取纳米氧化铝溶胶、异丙醇溶剂加入到250ml烧杯中，搅拌均匀；再向上述烧杯中加入硅烷偶联剂、乙酸酸碱调节剂，以转速为1200转/分钟搅拌，恒温反应3h，得到混合液；(2).按上述配比称取阴离子表面活性剂、双酚A型水性环氧树脂在加入到500ml的分散桶中，以转速为1200转/分钟搅拌，逐渐加入一定量的聚苯胺，搅拌分散30min，得到分散液；然后开启冷凝水冷却，将分散液以2800转/分钟的转速研磨3h，得到混合液；(3).将水性环氧多胺类固化剂与水按质量比为1:1的比例混合，搅拌分散30min，得到水性环氧多胺类固化剂混合溶液；(4).将上述步骤(1)混合液滴加到上述步骤(2)混合液中，以速度为1800转/分钟搅拌，搅拌分散3h，得到混合液；(5).将上述步骤(3)混合液、上述配比称取流平剂BYK-333加入到装有上述步骤(4)混合液中，以900转/分钟转速搅拌，搅拌分散30min，分散均匀后，用400目的尼龙滤网过滤，制得水性环氧耐腐蚀复合涂料。实施例2：本实施例与实施例1的组成和步骤基本相同，只是实施例2中步骤(1)中所述的溶胶为纳米二氧化硅溶胶。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于，该复合材料的组成和重量百分比含量为：纳米溶胶，        1‑5%；溶剂，            1‑5%；硅烷偶联剂，      5‑20%；酸碱调节剂乙酸，  0.5‑2%；表面活性剂 ，     0.05‑0.2%；水性环氧树脂，    20‑40%；聚苯胺，          0.5‑3%；水性环氧固化剂，  20‑40%；水，              20‑40%；流平剂，          0.5‑1% ，且上述各组分的重量百分比含量的之和为100% ，其具体制备过程和步骤如下:(1)按上述配比称取溶胶、溶剂加入到250ml烧杯中，搅拌均匀；再向上述烧杯中加入硅烷偶联剂、酸碱调节剂，以转速为800～1200转/分钟搅拌，恒温反应2～5h，得到混合液；(2)按上述配比称取表面活性剂、水性环氧树脂在加入到500ml的分散桶中，以转速为800～1200转/分钟搅拌，逐渐加入一定量的聚苯胺，搅拌分散10～30min，得到分散液；然后开启冷凝水冷却，将分散液以2500～2800转/分钟的转速研磨2～5 h，得到混合液；(3)将固化剂与水按质量比为1:1的比例混合，搅拌分散30 min，得到固化剂混合液；(4)将上述步骤(1)混合液与滴加到上述步骤(2)混合液中，以速度为1500～1800转/分钟搅拌，搅拌分散2～3h，得到混合液；(5)将上述步骤(3)混合液、流平剂加入到装有上述步骤(3)的混合液中，以800～900转/分钟转速搅拌，搅拌分散20～30min，分散均匀后，用200～400目的尼龙滤网过滤，制得水性环氧耐腐蚀复合涂料。...

【技术特征摘要】
1.一种纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于，该复合材料的组成和重量百分比含量为：纳米溶胶，1-5%；溶剂，1-5%；硅烷偶联剂，5-20%；酸碱调节剂乙酸，0.5-2%；表面活性剂，0.05-0.2%；水性环氧树脂，20-40%；聚苯胺，0.5-3%；水性环氧固化剂，20-40%；水，20-40%；流平剂，0.5-1%，且上述各组分的重量百分比含量的之和为100%，其具体制备过程和步骤如下:(1)按上述配比称取溶胶、溶剂加入到250ml烧杯中，搅拌均匀；再向上述烧杯中加入硅烷偶联剂、酸碱调节剂，以转速为800～1200转/分钟搅拌，恒温反应2～5h，得到混合液；(2)按上述配比称取表面活性剂、水性环氧树脂在加入到500ml的分散桶中，以转速为800～1200转/分钟搅拌，逐渐加入一定量的聚苯胺，搅拌分散10～30min，得到分散液；然后开启冷凝水冷却，将分散液以2500～2800转/分钟的转速研磨2～5h，得到混合液；(3)将固化剂与水按质量比为1:1的比例混合，搅拌分散30min，得到固化剂混合液；(4)将上述步骤(1)混合液与滴加到上述步骤(2)混合液中，以速度为1500～1800转/分钟搅拌，搅拌分散2～3h，得到混合液；(5)将上述步骤(3)混合液、流平剂加入到装有上述步骤(3)的混合液中，以800～900转/分钟转速搅拌，搅拌分散20～30min，分散均匀后，用200～400目的尼龙滤网过滤，制得水性环氧耐腐蚀复合涂料。2.根据权利要求1所述的纳米溶胶/聚苯胺/水性环氧树脂复合涂料，其特征在于,上述的水性纳米溶胶为水性纳米二氧化锆溶胶、二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、二氧化钛溶胶中的一种，所述的纳米溶胶粒径为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：施利毅，杭建忠，郭浩，孙小英，金鹿江，陈伟，黄雪冰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31