一种缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物及其制备方法和应用，用于提升水性防腐涂料的防腐性能，涉及水性防腐涂料技术领域。本发明专利技术提供了的缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物，其化学组成为[M

【技术实现步骤摘要】
一种缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水性涂料
，具体涉及一种缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水性涂料以水作为分散剂，具有无毒、不燃、易施工且无VOC排放等特点，应用广泛。然而，相比于溶剂型涂料相比，水性涂料在耐水性、防腐性能和使用寿命等方面的性能较差。因此，如何提高水性涂料的性能，使之达到与溶剂型涂料相同或接近的水平，并进一步降低有机挥发物的排放量是目前的研究重点。
[0003]环境友好型的层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides，以下简称LDH)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料，具有层板化学组分可调控以及层间阴离子易交换、易于制备、成本低、绿色环保等特点，可以作为缓蚀剂用于水性涂料的防腐。目前，LDH的插层阴离子主要有无机阴离子或有机阴离子，其中无机阴离子主要有CrO
42
‑
、WO
42
‑
、MoO
42
‑
、Cr2O
72
‑
或NO2‑
，有机阴离子主要有α
‑
氨基酸、硬脂酸、油酸等。然而，插层上述阴离子的LDH的防腐性能不够理想。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物及制备方法。本专利技术提供的缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物能够提高水性涂料的防水和防腐性能。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物(下称：阴离子插层LDH)，化学组成为[M
12+(1
‑
x)
M
23+x
(OH2)]X+
(A
n
‑
)
x/n
，其中，M
12+
表示二价金属阳离子，M
23+
表示三价金属阳离子，A
n
‑
包括PO
43
‑
和SiO
32
‑
，n为2或3，x为0.2～0.35。
[0007]优选地，所述M
12+
包括Mg
2+
、Zn
2+
、Ni
2+
、Co
2+
、Cr
2+
、Mn
2+
或Fe
2+
；所述M
23+
包括Al
3+
、Fe
3+
或Ce
3+
。
[0008]本专利技术提供了上述技术方案所述阴离子插层LDH的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将水溶性二价金属盐M
12+
Y1、水溶性三价金属盐M
23+
Y2和水混合，得到混合金属离子溶液；所述混合金属离子溶液中M
12+
和M
23+
的摩尔比为(1.8～4):1；
[0010]将所述混合金属离子溶液、碱性试剂和缓蚀性阴离子混合，进行水热晶化反应，得到阴离子插层LDH；
[0011]所述缓蚀性阴离子包括PO
43
‑
和SiO
32
‑
。
[0012]优选地，所述混合金属离子溶液中金属离子的总浓度为0.01～1mol/L。
[0013]优选地，所述碱性试剂和混合金属离子溶液中金属离子总量的摩尔比为(1～5):1。
[0014]优选地，所述混合金属离子溶液中金属离子总量和缓蚀性阴离子的摩尔比为1:(1～3)。
[0015]优选的，所述水热晶化反应的温度为150～200℃，时间为6～48h。
[0016]本专利技术目的之二提供了一种改性缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物(下称：改性阴离子插层LDH)。通过改性剂对阴离子插层LDH进行改性能够提高阴离子插层LDH与水性涂料的相容性，进一步提高水性涂料的防水和仿防腐性能。
[0017]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0018]一种改性缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物(下称：改性阴离子插层LDH)，采用改性剂对上述技术方案所述阴离子插层LDH或上述技术方案所述阴离子插层LDH进行改性得到；所述改性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、硬脂酸钠和硅烷偶联剂中的一种或几种。
[0019]作为本专利技术的实施例，所述硅烷偶联剂优选为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷或3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0020]优选地，所述阴离子插层LDH和改性剂的质量比为1:(0.01～0.05)。
[0021]本专利技术目的之三是提供了上述技术方案所述阴离子插层LDH、或所述改性阴离子插层LDH作为水性涂料填料的应用。
[0022]本专利技术目的之四是提供了一种水性涂料。具体地，包括以下质量百分含量的组分：成膜物质60～85％、缓蚀剂插层LDH 0.5～3％、固化剂12～20％和余量水；
[0023]所述缓蚀剂插层LDH为上述技术方案所述阴离子插层LDH中的一种或两种以上的组合和/或所述改性阴离子插层LDH中的一种或两种以上的组合。
[0024]本专利技术目的之四是提供了上述水性涂料在金属防腐中的应用。
[0025]本专利技术的优点：
[0026]1.本专利技术提供的阴离子插层LDH，化学组成为[M
12+(1
‑
x)
M
23+x
(OH2)]X+
(A
n
‑
)
x/n
，其中，M
12+
表示二价金属阳离子，M
23+
表示三价金属阳离子，A
n
‑
包括PO
43
‑
和SiO
32
‑
，n为2或3，x为0.2～0.35。其中，LDH具有片状结构与阴离子可交换性的特点，LDH片状结构分散在涂料间隙中，可以阻止水分子进入金属基体，使水性涂料的防水、防腐性能提高；而且，当水性涂料层受到破坏，例如腐蚀介质如氯离子侵入涂层后，阴离子插层LDH能自动进行阴离子交换(即Cl
‑
与PO
43
‑
、SiO
32
‑
发生离子交换)，释放出具有缓蚀作用的阴离子PO
43
‑
、SiO
32
‑
，防止Cl
‑
离子对金属破坏，起到修复涂层的作用。
[0027]2.本专利技术提供的阴离子插层LDH的制备方法，通过一步法水热晶化反应即可制备得到阴离子插层LDH，工艺简单，适宜工业化生产。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.缓蚀性阴离子插层的层状双金属氢氧化物，其特征在于，化学组成为[M
12+(1
‑
x)
M
23+x
(OH2)]
X+
(A
n
‑
)
x/n
，其中，M
12+
表示二价金属阳离子，M
23+
表示三价金属阳离子，A
n
‑
包括PO
43
‑
和SiO
32
‑
，n为2或3，x为0.2～0.35。2.根据权利要求1所述缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物，其特征在于，所述M
12+
包括Mg
2+
、Zn
2+
、Ni
2+
、Co
2+
、Cr
2+
、Mn
2+
或Fe
2+
；所述M
23+
包括Al
3+
、Fe
3+
或Ce
3+
。3.权利要求1～2任一项所述缓蚀性阴离子插层层状双金属氢氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将水溶性二价金属盐M
12+
Y1、水溶性三价金属盐M
23+
Y2和水混合，得到混合金属离子溶液；所述混合金属离子溶液中M
12+
和M
23+
的摩尔比为(1.8～4):1；将所述混合金属离子溶液、碱性试...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖少川，赵景茂，张晨，朱占勃，杨文，杨滢，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：