一种低碳环保防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低碳环保防腐涂料，包括以下重量份的原料:复合粉体25‑55份、有机硅改性聚丙烯树脂15‑30份、无机填料0.5‑2份、有机溶剂1‑3份、去离子水35‑45份、改性凹凸棒土10‑15份、复合抗菌剂0.5‑1份；本发明专利技术还公开了该低碳环保防腐涂料的制备方法，以氧化石墨烯、五氧化二钒干凝胶粉体以及蒙脱土等无机物为基体材料，将基体材料与有机硅改性聚丙烯树脂混合，并且添加其他助剂制备而成，本发明专利技术通过对石墨烯进行共价改性，将植酸接枝到石墨烯上，能有效阻止腐蚀离子进入金属表面，从而减缓金属的腐蚀。本发明专利技术的原料选取大大降低了有机物的引入，对环境友好，且具有优良的金属防腐性能。

A low carbon environmental protection anticorrosive coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低碳环保防腐涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料
，具体的，涉及一种低碳环保防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
防腐涂料，是阻隔周围环境和金属基体接触的介质，能有效避免金属基体的锈蚀。近年来，随着开发海洋资源的力度不断加强，重防腐涂料已经成为涂料领域的重要研发方向。在海洋、工业苛刻的腐蚀环境中通常采用三层重防腐体系，即底漆、中间漆和面漆，每一层漆膜的特性不同，其在体系中的作用就有区别，中间漆连接底漆和面漆，在体系中起到阻隔和增加涂层整体厚度的作用，能有效延长涂层体系的寿命。现有的防腐涂料超过1000种，目前常见的防腐涂料有环氧树脂涂料、酚醛环氧涂料、聚氨酯防腐涂料等。常用的防腐涂料通常采用树脂为基料，添加片层机构的填料作为主要的阻隔物质，再以其他填料进行填充，使涂层增厚。如云母氧化铁中间漆，环氧玻璃鳞片中间漆，环氧厚浆漆等等。但是，目前市场上的防腐涂料不仅防腐性能较差，而且其耐候性以及耐腐蚀性不能满足现有市场的需求，且传统水性防腐涂料具有机物含量高，散热性、耐高温、抗水性及抗菌性不理想的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低碳环保防腐涂料及其制备方法。本专利技术需要解决的技术问题为：随着海洋战略的持续推进，海工装备以及海洋设施表面的综合防护也越来越引起大家的重视。高温、高热、高盐和高辐射的“四高”恶劣环境极易导致材料表面产生严重锈蚀，同时，高温、高湿的特殊环境易导致设备表面滋生细菌和霉菌，而密闭空间中的机械设备更是滋生细菌和霉菌繁殖的温床，一方面，细菌和霉菌的快速繁殖不仅会加速材料腐蚀失效，而且会严重影响工作人员的生命健康；另一方面，细菌和霉菌繁殖引起的材料腐蚀失效有极易导致设备老化短路或者燃料泄漏，引发火灾，造成难以估计的巨大人身和财产损失，本发目的在于提供一种抗菌、防霉、耐磨的防腐涂料，并且通过减少防腐涂料中的有机物的含量，解决防腐涂料环保及耐环境差的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种低碳环保防腐涂料，包括以下重量份的原料:复合粉体25-55份、有机硅改性聚丙烯树脂15-30份、无机填料0.5-2份、有机溶剂1-3份、去离子水35-45份、改性凹凸棒土10-15份、复合抗菌剂0.5-1份；该低碳环保防腐涂料的制备方法为：第一步、按配比要求称取复合粉体、有机硅改性聚丙烯树脂、无机填料、有机溶剂、去离子水、改性凹凸棒土和复合抗菌剂，备用；第二步、将复合粉体、改性凹凸棒土和复合抗菌剂依次加入搅拌罐中，在室温条件下，转速500-1500r/min搅拌30-60min，得到混合料；第三步、将第一步中的去离子水加入配料罐中，然后加入有机硅改性聚丙烯树脂，在转速300-500r/min条件下搅拌40min，搅拌的同时加入第二步中的混合料进行分散搅拌，得基料；第四步、将无机填料和有机溶剂加入第三步的基料中，在转速1000-1500r/min下，分散搅拌1-2h，即得低碳环保防腐涂料。进一步地，所述有机硅改性聚丙烯树脂的制备方法为：将过氧化苯甲酰(BPO)溶于甲苯，搅拌至溶解，加入硅烷偶联剂A-151，搅拌均匀，配成混合溶液；在高速混合机中加入聚丙烯树脂，然后将所述混合溶液加入，在105℃下混合10min，然后转移至单螺旋挤出机内进行造粒，即得有机硅改性聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂、过氧化苯甲酰、硅烷偶联剂A-151、甲苯的质量比为100:0.2-0.4:2-10:1-3。进一步地，所述复合粉体的制备方法，包括如下步骤：S1、将1-5重量份改性石墨烯溶液、5-25重量份五氧化二钒干凝胶粉体、10-35重量份蒙脱土与4-15重量份苯胺单体加入混合罐中，在转速100-150r/min，搅拌15-45min，然后加入20-60重量份的十二烷基苯磺酸，转速不变的条件下搅拌20-40min，得预聚体A；S2、向预聚体A中添加10-30重量份质量分数30-50％的过硫酸铵水溶液，在转速200-300r/min条件下，搅拌5-10h，然后静置12-24h，得到苯胺聚合物B；S3、将苯胺聚合物B过滤，滤渣用去离子水洗涤多次，直至洗涤液为中性，然后在温度100-110℃下烘干8-10h，烘干后的滤渣，经过研磨，过100-300目筛后即得复合粉体。所述改性石墨烯溶液制备方法为称取300-500mg的氧化石墨烯于烧杯中，加入300-500mL体积浓度为0.4％的植酸水溶液，超声处理20-40min使其均匀分散，即得改性石墨烯溶液，所述氧化石墨烯采用Hummers法制备的氧化石墨烯。所述五氧化二钒干凝胶粉体的制备方法为将15-30重量份的五氧化二钒加入到60-70重量份质量浓度为10％的双氧水溶液中，于22-28℃条件下反应12-24h后继续陈化5-10天，然后将陈化溶液过滤，滤渣进行干燥研磨、过100-300目筛后得到所述五氧化二钒干凝胶粉体。进一步地，所述改性凹凸棒土的制备方法包括如下步骤：S11、取30-50重量份的凹凸棒土在温度400-500℃下煅烧1-2h，然后进行粉碎处理，粉碎粒径为300-500目，然后将粉碎过的凹凸棒土加入50-100重量份的去离子水中，室温条件下，转速150-300r/min搅拌30-60min，得到凹凸棒土水溶液；S12、然后向凹凸棒土水溶液中滴加盐酸，调节凹凸棒土水溶液的酸碱度至中性，然后进行喷雾干燥，将上述烘干后的凹凸棒土和1-2重量份的纳米碳和1-3重量份的硅烷偶联剂一起加入搅拌罐中，在转速500-1000r/min，搅拌3-5h，即得改性凹凸棒土。进一步地，所述无机填料为钛白粉、二氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝组成的混合物，且钛白粉、二氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的质量比为1:1:2-4:3-5。进一步地，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯和丁醇中的一种或者多种任意混合的混合物。进一步地，所述复合抗菌剂为吡啶硫酮锌和纳米银组成的混合物，且吡啶硫酮锌和纳米银的质量比为1:1。本专利技术的有益效果：1、石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构材料，具有优异的机械性能、热稳定性、高抗渗性和高比表面积，分散性良好的石墨烯材料等可以通过层层相互堆叠形成物理屏障，从而延长腐蚀介质向金属基础的侵入路径，有效的延缓金属腐蚀速率。但是由于石墨烯片层之间存在很强的π-π相互作用，难以在树脂中均匀分散，本专利技术通过对石墨烯进行共价改性，将植酸接枝到石墨烯上，植酸结构中的磷酸酯基团可以与氧化石墨烯中的含氧基团反应，通过共价键接枝到石墨烯上，解决石墨烯分散性的问题，另外，植酸具有极强的金属螯合力，易在金属表面形成一层致密的保护膜，能有效阻止腐蚀离子进入金属表面，从而减缓金属的腐蚀。2、本专利技术的防腐涂料是以氧化石墨烯、五氧化二钒干凝胶粉体以及蒙脱土等无机物为基体材料，将基体材料与有机硅改性聚丙烯树脂混合，并且添加其他助剂制备而成，本专利技术通过有机硅改性聚丙烯树脂克服了传统聚丙烯树脂耐水性低、耐沾污性差，低温易变脆、高温易发黏的问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低碳环保防腐涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料:复合粉体25-55份、有机硅改性聚丙烯树脂15-30份、无机填料0.5-2份、有机溶剂1-3份、去离子水35-45份、改性凹凸棒土10-15份和复合抗菌剂0.5-1份；/n该低碳环保防腐涂料的制备方法为：/n第一步、按配比要求称取复合粉体、有机硅改性聚丙烯树脂、无机填料、有机溶剂、去离子水、改性凹凸棒土和复合抗菌剂，备用；/n第二步、将复合粉体、改性凹凸棒土和复合抗菌剂依次加入搅拌罐中，在室温条件下，转速500-1500r/min搅拌30-60min，得到混合料；/n第三步、将第一步中的去离子水加入配料罐中，然后加入有机硅改性聚丙烯树脂，在转速300-500r/min条件下搅拌40min，搅拌的同时加入第二步中的混合料进行分散搅拌，得基料；/n第四步、将无机填料和有机溶剂加入第三步的基料中，在转速1000-1500r/min下，分散搅拌1-2h，即得低碳环保防腐涂料。/n

【技术特征摘要】
1.一种低碳环保防腐涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料:复合粉体25-55份、有机硅改性聚丙烯树脂15-30份、无机填料0.5-2份、有机溶剂1-3份、去离子水35-45份、改性凹凸棒土10-15份和复合抗菌剂0.5-1份；
该低碳环保防腐涂料的制备方法为：
第一步、按配比要求称取复合粉体、有机硅改性聚丙烯树脂、无机填料、有机溶剂、去离子水、改性凹凸棒土和复合抗菌剂，备用；
第二步、将复合粉体、改性凹凸棒土和复合抗菌剂依次加入搅拌罐中，在室温条件下，转速500-1500r/min搅拌30-60min，得到混合料；
第三步、将第一步中的去离子水加入配料罐中，然后加入有机硅改性聚丙烯树脂，在转速300-500r/min条件下搅拌40min，搅拌的同时加入第二步中的混合料进行分散搅拌，得基料；
第四步、将无机填料和有机溶剂加入第三步的基料中，在转速1000-1500r/min下，分散搅拌1-2h，即得低碳环保防腐涂料。


2.根据权利要求1所述的一种低碳环保防腐涂料，其特征在于，所述有机硅改性聚丙烯树脂的制备方法为：将过氧化苯甲酰溶于甲苯，搅拌至溶解，加入硅烷偶联剂A-151，搅拌均匀，配成混合溶液；在高速混合机中加入聚丙烯树脂，然后将所述混合溶液加入，在105℃下混合10min，然后转移至单螺旋挤出机内进行造粒，即得有机硅改性聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂、过氧化苯甲酰、硅烷偶联剂A-151、甲苯的质量比为100:0.2-0.4:2-10:1-3。


3.根据权利要求1所述的一种低碳环保防腐涂料，其特征在于，所述复合粉体的制备方法，包括如下步骤：
S1、将1-5重量份改性石墨烯溶液、5-25重量份五氧化二钒干凝胶粉体、10-35重量份蒙脱土与4-15重量份苯胺单体加入混合罐中，在转速100-150r/min，搅拌15-45min，然后加入20-60重量份的十二烷基苯磺酸，转速不变的条件下搅拌20-40min，得预聚体A；
S2、向预聚体A中添加10-30重量份质量分数30-50％的过硫酸铵水溶液，在转速200-300r/min条件下，搅拌5-10h，然后静置12-24h，得到苯胺聚合物B；
S3、将苯胺聚合物B过滤，滤渣用去离子水洗涤多次，直至洗涤液为中性，然后在温度100-110℃下烘干8-10h，烘干后的滤渣，经过研磨，过100-300目筛后即得复合粉体。


4.根据权利要求3所述的一种低碳环保防腐涂料，其特征在于，所述改性石墨烯溶液制备方法为称取300-500mg的氧化石墨烯于烧杯中，加入300-500mL体积浓度为0.4％的植酸水溶液，超...

【专利技术属性】
技术研发人员：任乐涛，李贵华，陈付田，
申请(专利权)人：杭州吉邦综合服务有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33