一种采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料及其制备方法，属于防腐涂料技术领域。是由A组分和B组分所组成，其中A组分包括如下组分：环氧树脂、填料、分散剂、消泡剂、聚酰胺蜡粉、气相二氧化硅、第一有机溶剂、磷酸锌、导电镍浆、锌粉、附着力促进剂、流平剂；所述的B组分包括如下组分：固化剂、第二溶剂。环氧含锌涂料具有如下性能：超强的防腐性能，耐盐雾性能可达到2000h，导电性能非常强，漆膜表面电阻<105Ω，电磁屏蔽性能优异，耐化学性能优异，附着力优异。附着力优异。附着力优异。

An epoxy zinc rich anticorrosive coating with conductive nickel interpenetrating network and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料及其制备方法，属于防腐涂料


技术介绍

[0002]随着市场一系列的采用纳米材料替代部分锌粉制作的环氧含锌涂料，在原有的环氧富锌底漆基础上将耐盐雾性能提升到4000
‑
5000h，此类型的纳米材料一般采用石墨烯、碳纳米管、富勒烯、碳纤维等材料制作，但此材料在整个制作过程中存在以下问题：1、纳米材料因结构的问题，导致材料很难均匀的、稳定的分散到整个涂料中去；2、纳米材料价格贵，导致涂料的成本较高；3、市场采用功能化(如磺酸化)来解决纳米材料的分散性，但严重影响其导电性能，从而失去了纳米材料固有的导电性。由于以上几个问题，碳纳米材料的环氧含锌底漆在市场上应用并不广泛，多数仍然只是停留在概念创新之上，始终无法使产业化扩大。
[0003]环氧富锌底漆的防腐机理主要来源于以下因素：1、牺牲阳极(Zn)来保护阴极(Fe)，形成一个导电的闭合网络；2、当Zn氧化后生成了ZnO，而ZnO却不导电，从而转化为阻隔防腐；3、环氧树脂与聚酰胺固化剂形成致密的保护膜，良好地阻隔了腐蚀介质的侵入。耐碳纳米材料的环氧含锌涂料在传统的环氧富锌机理上更增强了两大防腐机理：A、碳纳米材料极强的片状结构，结合环氧树脂，能够形成更加致密的阻隔保护层；B、碳纳米材料能将被ZnO隔离开的Zn重新架接起来，形成阳极网络，继续防腐。但正因为碳纳米材料的结构影响，在实际应用中往往会将碳纳米材料进行功能化，引入氢键、磺酸根等，大大失去了碳纳米材料固有的导电性能，实际上防腐机理B起到的作用较小，并未达到预期的理想状态。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要实际解决的技术问题是：常规的富锌防腐涂料在被腐蚀介质侵入后氧化生成ZnO，使得涂层的导电性下降；本专利技术的技术构思是将导电镍分散于镍浆后，引入涂层材料中，使得分散性高的镍粉一方面作为抗腐蚀材料，另一方面将被ZnO隔开的Zn再次连接，继续保持导电、防腐特性。
[0005]技术方案是：
[0006]一种采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料，是由A组分和B组分所组成，其中A组分包括按照重量百分比计的如下组分：环氧树脂16
‑
30％、填料3
‑
8％、分散剂0.2
‑
0.5％、消泡剂0.1
‑
0.3％、聚酰胺蜡粉0.4
‑
0.8％、气相二氧化硅0.2
‑
0.5％、第一有机溶剂8
‑
15％、磷酸锌3
‑
5％、导电镍浆5
‑
15％、锌粉40
‑
60％、附着力促进剂0.5
‑
1％、流平剂0.1
‑
0.3％；所述的B组分包括按照重量百分比计的如下组分：固化剂40
‑
60％、第二溶剂40
‑
60％。
[0007]所述的固化剂是胺类固化剂。
[0008]所述的环氧树脂选自E51环氧树脂和/或E44环氧树脂。
[0009]所述的第一溶剂和第二溶剂选自苯类溶剂、酯类溶剂或者醇类溶剂中的一种或几
种。
[0010]所述的第一溶剂和第二溶剂是由二甲苯、乙酸乙酯和正丁醇混合得到。
[0011]所述的填料选自有机膨润土、蒙脱土、钛白粉或者滑石粉。
[0012]所述的导电镍粉浆的制备方法包括如下步骤：
[0013]步骤1，对镍纳米粒子的表面进行丙烯酸单体的修饰处理；
[0014]步骤2，将单甘酯、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、二羟甲基丙酸与第一溶剂混合，在氮气气氛下进行酯化脱水反应，反应产物减压蒸馏除溶剂，得到醇酸树脂；
[0015]步骤3，将醇酸树脂、丙烯酸单体的修饰处理的镍纳米粒子、引发剂、第二溶剂混合后进行聚合反应，获得导电镍粉浆。
[0016]所述的步骤1是：将镍粉进行球磨后，分散于0.5
‑
2mol/L的丙烯酸水溶液中，使浓度为1
‑
10g/L，搅拌0.5
‑
3h后，粒子滤出清洗。
[0017]所述的步骤2中，第一溶剂是苯类溶剂；单甘酯是单十八烷酸丙三醇酯或者单十六烷酸丙三醇酯；单甘酯、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、二羟甲基丙酸的重量比10
‑
20：4
‑
8：3
‑
6：8
‑
12；酯化脱水反应温度160
‑
200℃，反应时间1
‑
5h。
[0018]所述的步骤3中，第二溶剂是酯类溶剂；引发剂是过氧化二苯甲酰；醇酸树脂、丙烯酸单体的修饰处理的镍纳米粒子、第二溶剂的重量比是：5
‑
12：20
‑
40：40
‑
50；反应温度是80
‑
90℃，反应时间3
‑
8h。
[0019]采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0020]有益效果
[0021]本专利技术采用常用的导电镍材料，导电镍具有以下特点：1、纯度高，粒度细，电阻率小，导电性好，球形粒子呈珠链状，其独特的三维链状结构可形成良好的导电网络。2、化学稳定性好，抗腐蚀性强，甚至能在腐蚀性极大和升高温度的环境中工作，在有机粘合剂、涂料中保持稳定。3、具有良好的铁磁性能，含镍涂料具有更为有效的抗电磁干扰的屏蔽性能，而且当屏蔽目的是防止电子设备中发射出来的信号时，尤其有效。开发的导电镍互穿网络型环氧含锌涂料具有如下性能：超强的防腐性能，耐盐雾性能可达到2000h，导电性能非常强，漆膜表面电阻<105Ω，电磁屏蔽性能优异，耐化学性能优异，附着力优异。可适用于军工隐形、电子屏蔽、海洋防腐、桥梁防腐、水利水电防腐、风力发电等领域。
附图说明
[0022]图1是制备得到丙烯酸修饰的镍纳米粒子的红外图谱；
[0023]图2是制备得到的导电镍浆的红外图谱；
[0024]图3是制备得到的涂层的SEM照片；
[0025]图4是实施例和对照例中的涂层的阻抗谱；
[0026]图5是制备得到的涂层的耐盐雾性能测试照片；
[0027]图6是本专利的机理图。
具体实施方式
[0028]本专利的机理如图6所示，本专利技术所制备的富锌防腐涂料中，使用的锌粉在受到腐蚀介质侵入后生成ZnO，达到防腐目的，但是由于ZnO并不导电，使得涂层的导电性能下降。
本方法中通过使用分散性良好的纳米镍的引入，一方面其具有较好的导电性，另一方面能够将被ZnO隔开的Zn再次连接，继续保持导电、防腐特性。
[0029]采用的主要涂层配比是由A组分和B组分所组成，其中A组分包括按照重量百分比计的如下组分：环氧树脂16
‑
30％、活性剂3
‑
8％、分散剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料，是由A组分和B组分所组成，其特征在于，其中A组分包括按照重量百分比计的如下组分：环氧树脂16
‑
30％、填料3
‑
8％、分散剂0.2
‑
0.5％、消泡剂0.1
‑
0.3％、聚酰胺蜡粉0.4
‑
0.8％、气相二氧化硅0.2
‑
0.5％、第一有机溶剂8
‑
15％、磷酸锌3
‑
5％、导电镍浆5
‑
15％、锌粉40
‑
60％、附着力促进剂0.5
‑
1％、流平剂0.1
‑
0.3％；所述的B组分包括按照重量百分比计的如下组分：固化剂40
‑
60％、第二溶剂40
‑
60％。2.根据权利要求1所述的采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述的固化剂是胺类固化剂；所述的环氧树脂选自E51环氧树脂和/或E44环氧树脂。3.根据权利要求1所述的采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述的第一溶剂和第二溶剂选自苯类溶剂、酯类溶剂或者醇类溶剂中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述的第一溶剂和第二溶剂是由二甲苯、乙酸乙酯和正丁醇混合得到。5.根据权利要求1所述的采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述的填料选自有机膨润土、蒙脱土、钛白粉或者滑石粉。6.根据权利要求1所述的采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述的导电镍粉浆的制备方法包括如下步骤：步骤1，对镍纳米粒子的表面进行丙烯酸单体的修饰处理；步骤2，将单甘酯、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、二羟甲基丙酸与第一溶剂混合，在氮气气氛下进行酯化脱水反应，反应产物减压蒸馏除溶剂，得到醇酸树脂；步骤3，将醇酸树脂、丙烯酸单体的修饰处理的镍纳米粒子、引发剂、第二溶剂混合后进行聚合反应，获得导电镍粉浆。7.根据权利要求6所述的采用导电镍互穿网络型环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述的步骤1是：将镍粉进行球磨后，分散于0.5
‑
2mol/L的丙烯酸水溶液中，使浓度为1
‑
10g/L，搅拌0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：江拥，金绪良，张辉，张海萍，张丽，祝京旭，邵媛媛，袁斌，殷爱鸣，聂晋峰，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华北电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：