一种水性金属防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水性金属防腐涂料，按照重量份数计算，其原料包括以下组分：丙烯酸酯乳液20～50份、填料10～20份、纳米复合材料10～35份、分散剂0.5～2.5份、润湿剂0.1～2份、消泡剂0.1～0.5份、成膜助剂0.5～5份、流变助剂0.1～3份、抗氧化剂0.5～2份、水10～40份；纳米复合材料为氮化硼/聚苯胺复合材料；氮化硼为六方晶系氮化硼。本发明专利技术通过制备氮化硼/聚苯胺复合材料并将其引入到水性丙烯酸酯涂料中，极大提高的水性金属防腐涂料的防腐性能和耐刮擦性能。刮擦性能。

【技术实现步骤摘要】
一种水性金属防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于一种水性丙烯酸酯涂料，具体涉及一种水性金属防腐涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]伴随着我国快速的经济发展，金属的使用量也大大增长，涉及国民经济的各个领域，而金属易受环境介质的化学或电化学作用而被腐蚀破坏，给国民经济带来了巨大的损失，因此对于金属的表面防护十分重要。
[0003]通常在金属表面涂覆一层防腐涂料能对金属起到一定的防护作用，传统金属防腐涂料多采用含重金属或含锌防腐涂料，这类金属防腐涂料在使用过程中会释放重金属有毒离子，对环境造成极大的污染且对需消耗较大的不可再生金属资源，另外，这类金属防腐涂料的硬度较差，易被划伤，影响涂料对金属的防护效果。利用聚苯胺等有机组分制备的水性涂料，不仅对金属具有优异的防腐性能，还具有较高的硬度，可提高涂料对金属防护的使用时长并达到节约资源和保护环境的目的。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种水性金属防腐涂料，以解决现有技术中金属防腐涂料存在的硬度差、环境污染大等问题。
[0005]根据本专利技术的第一个方面，提供一种水性金属防腐涂料，按照重量份数计算，其原料包括以下组分：丙烯酸酯乳液20～50份、填料10～20份、纳米复合材料10～35份、分散剂0.5～2.5份、润湿剂0.1～2份、消泡剂0.1～0.5份、成膜助剂0.5～5份、流变助剂0.1～3份、抗氧化剂1～3份、防冻剂0.2～1份、水10～40份；纳米复合材料为氮化硼/聚苯胺复合材料；用于制备氮化硼/聚苯胺复合材料的氮化硼为六方晶系氮化硼。
[0006]六方晶系氮化硼(h
‑
BN)具有层状结构，其晶格结构类似于石墨，具有电子共轭体系结构，强度高、耐腐蚀性能强，可提高涂层的强度和防腐性能。
[0007]优选地，制备氮化硼/聚苯胺复合材料的原料配方中，氮化硼与苯胺单体的质量比为1:1～1:7。
[0008]优选地，氮化硼与苯胺单体的质量比为1:3。
[0009]优选地，纳米复合材料的制备方法如下：步骤一，将氮化硼置于水中超声分散15～30分钟形成氮化硼分散液，用酸溶液将苯胺单体溶解，往其中加入氮化硼分散液混合均匀后形成混合体系；
[0010]步骤二，向上述步骤二中的混合体系中加入引发剂，搅拌至溶液变为墨绿色后，继续搅拌24～36小时，过滤、洗涤、烘干，得到氮化硼/聚苯胺复合材料。
[0011]优选地，酸溶液选自硫酸溶液、盐酸溶液、磷酸溶液中的至少一种。
[0012]优选地，酸溶液为磷酸溶液。
[0013]优选地，引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。
[0014]优选地，氮化硼经过磷酸酯盐型表面活性剂改性。
[0015]优选地，氮化硼表面改性具体过程为：将氮化硼与磷酸酯盐型表面活性剂置于水中超声15～40分钟，接着在75℃～90℃下回流0.5小时～1.5小时，过滤、洗涤、干燥即可。
[0016]优选地，磷酸酯盐型表面活性剂包括单烷基磷酸酯盐型表面活性剂和双烷基磷酸酯盐型表面活性剂中的至少一种。
[0017]优选地，磷酸酯盐型表面活性剂为单烷基磷酸酯盐型表面活性剂。
[0018]优选地，磷酸单酯盐型表面活性剂包括单十二烷基磷酸酯钠盐。
[0019]磷酸酯盐型表面活性剂具有较低的表面张力，可促进无机纳米材料在水中的分散。另一方面，磷酸酯盐型表面活性剂的P＝O链具有很强的金属络合性，可促进基体涂料与金属的络合，增强涂层与金属表面的连接紧密性，提高涂层对金属的防腐性能。
[0020]优选地，填料包括云母粉、石英粉、滑石粉、玻璃粉、氧化铝粉中的至少一种。
[0021]优选地，按照重量份数计算，原料还包括气相二氧化硅5～15份。
[0022]优选地，上述水性金属防腐涂料按照如下方法制备：步骤一，将氮化硼/聚苯胺复合材料投入水中混合后超声分散30～60分钟至完全分散形成氮化硼/聚苯胺复合材料分散液；
[0023]步骤二，将上述氮化硼/聚苯胺复合材料分散液、丙烯酸酯乳液加入水中，搅拌混合15～30分钟至混合均匀，加入分散剂、润湿剂、流变助剂搅拌混合10～15分钟至混合均匀，最后加入填料、消泡剂、成膜助剂、抗氧化剂继续搅拌混合均匀15～20分钟至混合均匀，得到涂料。
[0024]优选地，分散剂包括高分子聚合物类分散剂。
[0025]优选地，高分子聚合物类分散剂分散剂包括顺丁烯二酸酐共聚物、聚丙烯酸衍生物、聚羧酸盐、聚乙烯吡咯酮、聚醚衍生物、聚乙二醇中的至少一种。
[0026]优选地，润湿剂包括阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂中的至少一种。
[0027]优选地，消泡剂包括矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的至少一种。
[0028]优选地，成膜助剂为高沸点成膜助剂。
[0029]优选地，高沸点成膜助剂包括Coasol、LusolvanFBH、DBE
‑
IB、OptifilmEnhancer300、OptifilmEnhancer 400、二异丙醇己二酸酯中的至少一种。
[0030]优选地，流变助剂包括流变助剂包括纤维素类增稠剂、无机增稠剂、丙烯酸类增稠剂、聚氨酯类增稠剂中的至少一种。
[0031]优选地，抗氧化剂包括受阻酚类抗氧化剂。
[0032]本专利技术相对于现有技术具有以下有益效果：
[0033]1.通过制备氮化硼/聚苯胺复合材料并将其引入到水性丙烯酸酯涂料中，极大提高的水性涂料的耐刮擦性能和防腐性能。首先，氮化硼纳米片具有较大的强度，同时氮化硼的片状结构具备优异的阻隔性能，因此氮化硼纳米片耐酸、耐碱性能优异；其次，所采用的的聚苯胺为酸掺杂聚苯胺，酸掺杂聚苯胺具有氧化还原性能，可氧化金属并在金属表面形成致密的钝化膜(氧化膜薄膜)，可延缓对金属的腐蚀，同样，被还原的聚苯胺为绝缘体，阻碍腐蚀电荷的传递，进一步增强了对金属的防腐性能。利用原位聚合法将氮化硼纳米片与聚苯胺复合，其中氮化硼纳米片含有电子大共轭结构，而聚苯胺含有苯环结构，使得氮化硼
纳米片与氮化硼具有更加的复合效果，从而聚苯胺在金属表面形成的钝化膜更加致密，进一步增强了对涂料对金属的耐腐蚀性能，另外，有了聚苯胺的复合，氮化硼纳米片与涂料之间的连接更加紧密，增强了涂料的机械强度。
[0034]2.氮化硼纳米片因其具有电子大共轭结构，在水中分散性较差，本专利技术通过利用磷酸酯盐型表面活性剂对氮化硼纳米片进行改性，可提高氮化硼在水中的分散性，进而保证形成的氮化硼/聚苯胺复合材料有较好的复合效果，更好的发挥氮化硼/聚苯胺复合材料在涂料中的高强度性能和耐腐蚀性能。
[0035]3.采用磷酸掺杂制备的聚苯胺与氮化硼复合后形成的氮化硼/聚苯胺复合材料应用于涂料中的涂层耐防腐性能更佳，可能是由于磷酸掺杂形成的聚苯胺中的颗粒间隙更小，进而在氮化硼表面形成的聚苯胺薄膜更加紧密，因此氮化硼/聚苯胺在图中的分布更加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性金属防腐涂料，其特征在于，按照重量份数计算，其原料包括以下组分：丙烯酸酯乳液20～50份、填料10～20份、纳米复合材料10～35份、分散剂0.5～2.5份、润湿剂0.1～2份、消泡剂0.1～0.5份、成膜助剂0.5～5份、流变助剂0.1～3份、抗氧化剂0.5～2份、水10～40份；所述纳米复合材料为氮化硼/聚苯胺复合材料；用于制备所述氮化硼/聚苯胺复合材料的氮化硼为六方晶系氮化硼。2.如权利要求1所述水性金属防腐涂料，其特征在于：制备所述氮化硼/聚苯胺复合材料的原料配方中，所述氮化硼与苯胺单体的质量比为1:1～1:7。3.如权利要求2所述水性金属防腐涂料，其特征在于：制备所述氮化硼/聚苯胺复合材料的原料配方中，所述氮化硼与所述苯胺单体的质量比为1:3。4.如权利要求1所述水性金属防腐涂料，其特征在于，所述纳米复合材料的制备方法如下：步骤一，制备含所述氮化硼的氮化硼分散液，用酸溶液将苯胺单体溶解，往其中加入所述氮化硼分散液混合均匀后形成混合体系；步骤二，向上述步骤一中的所述混合体系中加入引发剂，搅拌至溶液变为墨绿色后，继续搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟建，黄理荣，王鹏，张旭，符传杰，马翠平，谢寅峰，
申请(专利权)人：广东美涂士建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：