一种石墨烯改性的水性防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯改性的水性防腐涂料及其制备方法，技术方案包括按质量份数计数的原料：水性杂化树脂、炭黑、防锈硅粉、绢云母粉、去离子水和助剂，其中水性杂化树脂包括环氧树脂、改性石墨烯浆、正丁醇和乙二醇单丁醚混合溶剂、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、过氧化苯甲酰、二甲基乙醇胺溶液、去离子水、N,N

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯改性的水性防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及工业石墨烯防腐涂料领域，尤其涉及一种石墨烯改性的水性防腐涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着世界环境的日趋恶化，各行各业对于环保的要求也越来越高，水性涂料作为在建筑施工中重要的一环，目前开发环境友好型的水性涂料势在必行。石墨烯是新型的二维材料，具有蜂巢晶格结构，可作为鳞片填料添加到防腐涂料中，用以提高涂料的防腐能力。
[0003]目前有公开号为CN107189638A的名称为水性石墨烯防腐涂料，包括A组分和B组分，其中，A组分由环氧树脂30
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40重量份；溶剂10
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20重量份；石墨烯分散液7
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10重量份；填料40
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50重量份；助剂3
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10重量份组成；所述B组分由：固化剂85
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90重量份；去离子水10
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15重量份组成。
[0004]但是目前的石墨烯防腐涂料固含低，即涂料在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数低，导致一道成膜厚度比较薄，要保障标准要求的防腐性能，在施工中需要施涂多道涂料才能达到指定的厚度，从而达到防腐性能，不仅仅需要耗费大量涂料造成浪费，工作人员进行重复的施涂操作，劳动量大，影响施工进度。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种石墨烯改性的水性防腐涂料及其制备方法，其优点在于单涂层干膜厚度较低的情况下，就能获得优异的防腐性能。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种石墨烯改性水性防腐涂料，包括按质量份数计数的原料：
[0008][0009]所述水性杂化树脂包括按质量份数计数的原料：
[0010][0011][0012]所述改性石墨烯浆包括按质量份数计数的原料：
[0013][0014]进一步的，所述正丁醇和乙二醇单丁醚混合溶剂为正丁醇和乙二醇单丁醚混合配制而成。
[0015]进一步的，所述正丁醇和乙二醇单丁醚混合溶剂中正丁醇：乙二醇单丁醚的混合比例范围3～8：12。
[0016]进一步的，所述二甲基乙醇胺溶液中包括二甲基乙醇胺和去离子水，二甲基乙醇胺和去离子水的混合比例范围1～3：3。
[0017]进一步的，所述助剂包括分散剂、消泡剂、防沉剂、PH值调节剂、润湿剂、流平剂、防闪锈剂、成膜助剂和增稠剂。
[0018]进一步的，所述分散剂为含多个亲颜料基团的高分子量聚氨酯类嵌段共聚物水溶液，其质量份数为1.5～3份；
[0019]所述消泡剂为有机硅类消泡剂，其质量份数为0.2～0.3份；
[0020]所述防沉剂为精制锂蒙脱石黏土，其质量份数为0.3～0.6份；
[0021]所述PH值调节剂为二甲基乙醇胺，其质量份数为0.4～0.7份；
[0022]所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物，其质量份数为0.3～0.4份；
[0023]所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂，其质量份数为0.3～0.5份；
[0024]所述防闪锈剂为改性锌螯合物，其质量份数为0.3～1份；
[0025]所述成膜助剂为二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的混合溶液，其质量份数为5～10份，二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的配比范围为(1～4)：3；
[0026]所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，其质量份数为0.3～0.8份。
[0027]一种石墨烯改性水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0028]步骤S1、改性石墨烯浆的制备，包括：
[0029]第一工步：取氧化石墨烯3～5份和无水吡啶200～500份混合，超声震荡后置于冰水浴中，滴加乙烯基三异丙氧基硅烷5～10份，反应1.5～2h后，加入水30～50份，继续搅拌反应20～30min；继续滴加甲基丙烯酸
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羟基乙酯5～8份，反应2.5～6h后，加水30～50份，继续搅拌反应20～30min后抽滤、洗涤；将固体加入到3000～5000份水中，加入水合肼5～10份，在水浴中进行反应，后过滤、洗涤、真空干燥，得到改性石墨烯粉体；
[0030]第二工步：将改性石墨烯粉体加水中，并超声处理，使石墨烯在溶液中能够均匀分散，制成10％的改性石墨烯浆；
[0031]步骤S2、水性杂化树脂的制备，包括：
[0032]在装有搅拌器、冷凝管、氮气导管、滴液漏斗的四口烧瓶中，加入环氧树脂200～280份和按1:4配置的正丁醇和乙二醇单丁醚混合溶剂20～32份，加热升温至100℃，当投入的环氧树脂充分溶解后，开动搅拌200转/分，2h内匀速缓慢滴加功能单体甲基丙烯酸48～60份、苯乙烯8～20份和引发剂过氧化苯甲酰7.2～10份的混合溶液，继续搅拌反应3h，随后降温至70℃搅拌反应并冷凝回流1h，再加入的改性石墨烯浆5～15份，N,N
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二甲基环己胺1～2份，环氧树脂的扩链剂1，4
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丁二醇1.5～2.2份，在氮气保护下进行反应，加入按1:3配置的二甲基乙醇胺和去离子水的混合溶液15～30份中和至PH值7.5，搅拌下继续反应25min，加去离子水120～150份继续分散，待冷却至室温，制成水性杂化树脂；
[0033]步骤S3、配料，包括：
[0034]第一工步、磨浆：称取去离子水12～20份，再称取分散剂1.5～3份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，控制转速在300～500转/分，依次加入消泡剂0.2～0.3份、炭黑1～2份、防锈硅粉8～15份、绢云母粉5～8份、防沉剂0.3～0.6份，进行搅拌，搅拌均匀后，换用砂磨机研磨至细度50um以下，得到无树脂浆；
[0035]第二工步、配漆：将第一工步得到无树脂浆，在分散釜中以300～500转/分的搅拌速度依次加入步骤S1所得的水性杂化树脂50～65份、PH值调节剂0.4～0.7份、润湿剂0.3～0.4份、流平剂0.3～0.5份、防闪锈剂0.3～1份、成膜助剂5～10份、增稠剂0.3～0.8份，混合之后进行搅拌，最后100～200目滤网过滤，得到一种石墨烯改性水性防腐涂料。
[0036]进一步的，在步骤S1的第一工步中，水浴的温度范围为90～95℃，在水浴中反应时间范围为1～1.5h。
[0037]进一步的，在步骤S2中，在氮气保护下，反应温度为90℃，反应时间为5h，之后降温
到45℃以下，加入二甲基乙醇胺和去离子水的混合溶液中和。
[0038]进一步的，在步骤S3的第一工步中，搅拌参数为800～1200转/分的速度搅拌8～15min；在步骤S3的第二工步中，搅拌参数为800～1200转/分的速度搅拌10～20min。
[0039]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0040]1.将氧化石墨烯与功能单体甲基丙烯酸
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羟基乙酯、乙烯基三异丙氧基硅烷进行原位聚合，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性水性防腐涂料，其特征在于，包括按质量份数计数的原料：所述水性杂化树脂包括按质量份数计数的原料：所述改性石墨烯浆包括按质量份数计数的原料：所述改性石墨烯浆包括按质量份数计数的原料：2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性水性防腐涂料，其特征在于：
所述正丁醇和乙二醇单丁醚混合溶剂为正丁醇和乙二醇单丁醚混合配制而成。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性水性防腐涂料，其特征在于：所述正丁醇和乙二醇单丁醚混合溶剂中正丁醇：乙二醇单丁醚的混合比例范围3～8：12。4.根据权利要求3所述的一种石墨烯改性水性防腐涂料，其特征在于：所述二甲基乙醇胺溶液中包括二甲基乙醇胺和去离子水，二甲基乙醇胺和去离子水的混合比例范围1～3：3。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性水性防腐涂料，其特征在于：所述助剂包括分散剂、消泡剂、防沉剂、PH值调节剂、润湿剂、流平剂、防闪锈剂、成膜助剂和增稠剂。6.根据权利要求5所述的一种石墨烯改性水性防腐涂料，其特征在于：所述分散剂为含多个亲颜料基团的高分子量聚氨酯类嵌段共聚物水溶液，其质量份数为1.5～3份；所述消泡剂为有机硅类消泡剂，其质量份数为0.2～0.3份；所述防沉剂为精制锂蒙脱石黏土，其质量份数为0.3～0.6份；所述PH值调节剂为二甲基乙醇胺，其质量份数为0.4～0.7份；所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物，其质量份数为0.3～0.4份；所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂，其质量份数为0.3～0.5份；所述防闪锈剂为改性锌螯合物，其质量份数为0.3～1份；所述成膜助剂为二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的混合溶液，其质量份数为5～10份，二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的配比范围为(1～4)：3；所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，其质量份数为0.3～0.8份。7.一种权利要求1～6中任一项所述的石墨烯改性水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、改性石墨烯浆的制备，包括：第一工步：取氧化石墨烯3～5份和无水吡啶200～500份混合，超声震荡后置于冰水浴中，滴加乙烯基三异丙氧基硅烷5～10份，反应1.5～2h后，加入水30～50份，继续搅拌反应20～30min；继续滴加甲基丙烯酸
‑2‑
羟基乙酯5～8份，反应2.5～6h后，加水30～50份，继续搅拌反应20～30min后抽滤、洗涤；将固体加入到3000～5000份水中，加入水合肼5～10份，在水浴中进行反应，后过滤、洗涤、真空干燥，得到改性石墨烯粉体；第二工步：将改性石墨烯粉体加水中，并超声处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉东，周妍，王楠，刘政超，
申请(专利权)人：江苏云湖新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：