一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开的一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法，包括以下组分：酚醛树脂、环氧树脂、二甲苯、丙酮、固化剂和碳纳米管，经混合、搅拌、加热反应制得，制得的阻水涂料与现有涂料相比，由于碳纳米管添加在涂层中，填充了涂层本身的微孔，填充水分子渗透的通道，显著延长了水从涂层表面渗透到基体表面所用的时间，延缓了涂层失效，增加了涂层的使用寿命，若该涂层处在海水中，由于碳纳米管的吸附作用，能有效吸附溶液中的Na+、Cl‑，能够有效阻止Cl‑渗透到基体表面造成破坏，提高耐蚀性能；同时，搭配专用固化剂，可大幅度提高阻水涂料的反应速率，使用时，降低凝胶时间，而且，其制备方法简单易行，容易实现。

Water blocking coating containing carbon nano tube and preparation method thereof

The invention discloses a water resistance coating with carbon nanotubes and a preparation method, including the following components: phenolic resin, epoxy resin, xylene, acetone, curing agent and carbon nanotube, which are prepared by mixing, stirring and heating reaction. The prepared water resistance coating is compared with the existing coating, and the carbon nanotube is added to the coating. Filling the micropores of the coating itself, filling the permeable channel of water molecules, significantly prolonging the time used by the water from the surface of the coating to the surface of the substrate, postponing the failure of the coating and increasing the service life of the coating. If the coating is in the sea water, the adsorption of carbon nanotubes can effectively adsorb Na+ and Cl in the solution. It can effectively prevent Cl from infiltrating to the surface of the matrix to cause damage and improve the corrosion resistance. At the same time, with the special curing agent, the reaction rate of the water resistance coating can be greatly improved and the gel time is reduced when used, and the preparation method is simple and easy to be realized.

【技术实现步骤摘要】
一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料领域，具体涉及一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法。
技术介绍
在自然环境中，材料会由于环境的影响发生化学作用或者电化学作用，而发生腐蚀失效，失去其原有的力学性能和结构作用，造成潜在的安全隐患和经济损失。在大气环境、土壤环境和海洋环境中的腐蚀，又以海洋腐蚀最为突出和急需研究攻克。在海洋腐蚀防护方面，涂料防护占有很高的比例，这让涂层在海水环境下的研究成为了热点。醇酸树脂涂料以醇酸树脂为主要成膜物质的合成树脂涂料，其具有耐候性、附着力好等特点，施工方便，广泛应用于桥梁、机械、车辆、船舶等涂装。为了提高涂层自身的防渗水和耐腐蚀性能，本文将纳米级的多壁碳纳米管加入清漆中充当颜填料，碳纳米管的加入增加成膜涂层致密性，填充水分子渗透的通道，显著延长了水从涂层表面渗透到基体表面所用的时间，延缓了涂层失效，增加了涂层的使用寿命。将碳纳米管应用于涂料中，将表现出更好的阻水性和耐腐蚀性。
技术实现思路
为了提高涂层自身的防渗水和耐腐蚀性能，本专利技术公开了一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法。具体的技术方案如下：一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法，其特征在于，所述的含碳纳米管的阻水涂料，按质量百分比计包括如下原料：酚醛树脂80~85%、环氧树脂1~3%、二甲苯0.6~0.8%、丙酮2~3%、固化剂6~8%、碳纳米管1~5%。其中，优选的，所述碳纳米管的质量百分比为3%。所述的含碳纳米管的阻水涂料的制备方法，包括以下具体步骤：（1）按质量百分比称取酚醛树脂、环氧树脂、二甲苯和丙酮，一并加入反应釜中；（2）启动反应釜，温度控制在25~100℃下，进行搅拌，搅拌30~50min，搅拌速率控制在800~1200R/Min，待完全混合均匀，得混合物A；（3）反应釜持续搅拌，降低搅拌速率至600~800R/Min，温度控制在50~75℃下，搅拌的同时，与5分钟内，逐步加入固化剂，搅拌60~90Min,，直至混合物A与固化剂完全混合均匀，得到混合物B；（4）按质量百分比准备碳纳米管，将碳纳米管研磨并过250目筛，得碳纳米管粉体，将所得的碳纳米管粉体加入反应釜中，加热反应2~3h，反应温度控制在50~75℃，伴随搅拌，搅拌速率控制在100~120R/Min，加热反应完成，即得所述的含碳纳米管的阻水涂料。其中，所述的固化剂按质量百分比计，包括以下组分：硼砂1~3%、二异丙醇胺5~7%、曼尼斯碱20~25%、酚醛树脂60~70%、硅酸钠1~3%、氨基磺酸1~3%。所述的固化剂制备方法如下：（a）按质量百分比称取酚醛树脂，加入反应釜中，并通过水浴加热的方式，将酚醛树脂加热至30~50℃，保温；（b）向步骤（a）中的酚醛树脂中加入硼砂和二异丙醇胺，与40~45℃下，保温1~1.2h，并伴随搅拌，控制搅拌速率在100R/Min；（c）随后加入硅酸钠和氨基磺酸，并同步加入35~50℃的去离子水，控制溶液温度在40~45℃，保温1.5~2h，并伴随搅拌，控制搅拌速率在600~700R/Min；（d）将步骤（c）中的溶液，提温至80~95℃，并抽真空蒸馏，直至无溶剂蒸出，得到所述的固化剂。其中，所述去离子水的质量为固化剂所有组分总质量的2~4倍。本专利技术的有益效果为：本专利技术公开的一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法，包括以下组分：酚醛树脂、环氧树脂、二甲苯、丙酮、固化剂和碳纳米管，经混合、搅拌、加热反应制得，制得的阻水涂料与现有涂料相比，由于碳纳米管添加在涂层中，填充了涂层本身的微孔，填充水分子渗透的通道，显著延长了水从涂层表面渗透到基体表面所用的时间，延缓了涂层失效，增加了涂层的使用寿命，若该涂层处在海水中，由于碳纳米管的吸附作用，能有效吸附溶液中的Na+、Cl-，能够有效阻止Cl-渗透到基体表面造成破坏，提高耐蚀性能；同时，搭配专用固化剂，可大幅度提高阻水涂料的反应速率，使用时，降低凝胶时间，而且，其制备方法简单易行，容易实现。具体实施方式为使本专利技术的技术方案更加清晰明确，下面对本专利技术进行进一步描述，任何对本专利技术技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本专利技术保护范围。实施例一一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法，其特征在于，所述的含碳纳米管的阻水涂料，按质量百分比计包括如下原料：酚醛树脂84%、环氧树脂2%、二甲苯0.7%、丙酮3%、固化剂7.3%、碳纳米管3%。所述的含碳纳米管的阻水涂料的制备方法，包括以下具体步骤：（1）按质量百分比称取酚醛树脂、环氧树脂、二甲苯和丙酮，一并加入反应釜中；（2）启动反应釜，温度控制在45℃下，进行搅拌，搅拌45min，搅拌速率控制在1100R/Min，待完全混合均匀，得混合物A；（3）反应釜持续搅拌，降低搅拌速率至700R/Min，温度控制在55℃下，搅拌的同时，与5分钟内，逐步加入固化剂，搅拌85Min,，直至混合物A与固化剂完全混合均匀，得到混合物B；（4）按质量百分比准备碳纳米管，将碳纳米管研磨并过250目筛，得碳纳米管粉体，将所得的碳纳米管粉体加入反应釜中，加热反应3h，反应温度控制在55℃，伴随搅拌，搅拌速率控制在100R/Min，加热反应完成，即得所述的含碳纳米管的阻水涂料。其中，所述的固化剂按质量百分比计，包括以下组分：硼砂2%、二异丙醇胺6%、曼尼斯碱22%、酚醛树脂65%、硅酸钠2.3%、氨基磺酸2.7%。所述的固化剂制备方法如下：（a）按质量百分比称取酚醛树脂，加入反应釜中，并通过水浴加热的方式，将酚醛树脂加热至40℃，保温；（b）向步骤（a）中的酚醛树脂中加入硼砂和二异丙醇胺，与45℃下，保温1h，并伴随搅拌，控制搅拌速率在100R/Min；（c）随后加入硅酸钠和氨基磺酸，并同步加入45℃的去离子水，控制溶液温度在45℃，保温1.7h，并伴随搅拌，控制搅拌速率在600R/Min；（d）将步骤（c）中的溶液，提温至85℃，并抽真空蒸馏，直至无溶剂蒸出，得到所述的固化剂。其中，所述去离子水的质量为固化剂所有组分总质量的2.5倍。实施例二一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法，其特征在于，所述的含碳纳米管的阻水涂料，按质量百分比计包括如下原料：酚醛树脂85%、环氧树脂2.5%、二甲苯0.8%、丙酮3%、固化剂6%、碳纳米管2.7%。所述的含碳纳米管的阻水涂料的制备方法，包括以下具体步骤：（1）按质量百分比称取酚醛树脂、环氧树脂、二甲苯和丙酮，一并加入反应釜中；（2）启动反应釜，温度控制在55℃下，进行搅拌，搅拌40min，搅拌速率控制在900R/Min，待完全混合均匀，得混合物A；（3）反应釜持续搅拌，降低搅拌速率至650R/Min，温度控制在65℃下，搅拌的同时，与5分钟内，逐步加入固化剂，搅拌85Min,，直至混合物A与固化剂完全混合均匀，得到混合物B；（4）按质量百分比准备碳纳米管，将碳纳米管研磨并过250目筛，得碳纳米管粉体，将所得的碳纳米管粉体加入反应釜中，加热反应2.5h，反应温度控制在60℃，伴随搅拌，搅拌速率控制在110R/Min，加热反应完成，即得所述的含碳纳米管的阻水涂料。其中，所述的固化剂按质量百分比计，包括以下组分：硼砂3%、二异丙醇胺6.5%、曼尼斯碱22.5%、酚醛树脂64%、硅酸钠2%、氨基磺酸2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法，其特征在于，所述的含碳纳米管的阻水涂料，按质量百分比计包括如下原料：酚醛树脂80~85%、环氧树脂1~3%、二甲苯0.6~0.8%、丙酮2~3%、固化剂6~8%、碳纳米管1~5%；所述的含碳纳米管的阻水涂料的制备方法，包括以下具体步骤：（1）按质量百分比称取酚醛树脂、环氧树脂、二甲苯和丙酮，一并加入反应釜中；（2）启动反应釜，温度控制在25~100℃下，进行搅拌，搅拌30~50min，搅拌速率控制在800~1200R/Min，待完全混合均匀，得混合物A；（3）反应釜持续搅拌，降低搅拌速率至600~800R/Min，温度控制在50~75℃下，搅拌的同时，与5分钟内，逐步加入固化剂，搅拌60~90Min,，直至混合物A与固化剂完全混合均匀，得到混合物B；（4）按质量百分比准备碳纳米管，将碳纳米管研磨并过250目筛，得碳纳米管粉体，将所得的碳纳米管粉体加入反应釜中，加热反应2~3h，反应温度控制在50~75℃，伴随搅拌，搅拌速率控制在100~120R/Min，加热反应完成，即得所述的含碳纳米管的阻水涂料。

【技术特征摘要】
1.一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法，其特征在于，所述的含碳纳米管的阻水涂料，按质量百分比计包括如下原料：酚醛树脂80~85%、环氧树脂1~3%、二甲苯0.6~0.8%、丙酮2~3%、固化剂6~8%、碳纳米管1~5%；所述的含碳纳米管的阻水涂料的制备方法，包括以下具体步骤：（1）按质量百分比称取酚醛树脂、环氧树脂、二甲苯和丙酮，一并加入反应釜中；（2）启动反应釜，温度控制在25~100℃下，进行搅拌，搅拌30~50min，搅拌速率控制在800~1200R/Min，待完全混合均匀，得混合物A；（3）反应釜持续搅拌，降低搅拌速率至600~800R/Min，温度控制在50~75℃下，搅拌的同时，与5分钟内，逐步加入固化剂，搅拌60~90Min,，直至混合物A与固化剂完全混合均匀，得到混合物B；（4）按质量百分比准备碳纳米管，将碳纳米管研磨并过250目筛，得碳纳米管粉体，将所得的碳纳米管粉体加入反应釜中，加热反应2~3h，反应温度控制在50~75℃，伴随搅拌，搅拌速率控制在100~120R/Min，加热反应完成，即得所述的含碳纳米管的阻水涂料。2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑传波，常国培，朱思彪，
申请(专利权)人：江苏波迩德特种材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32