專利名稱：一種水性金屬防腐涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的金屬防腐涂料，尤其涉及一種包含聚苯胺與石墨烯復(fù)合材料、GH-26XB硅丙防腐乳液的水性金屬防腐涂料。
背景技術(shù)：
金屬受周圍環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)或者電化學(xué)作用而損壞的現(xiàn)象稱為金屬腐蝕。在電力、冶金、化工、機(jī)械、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)企業(yè)大量使用鋼鐵等金屬設(shè)備、金屬構(gòu)件和金屬埋沒件，這些設(shè)備和構(gòu)件在其周圍的氧、水、電解質(zhì)離子等介質(zhì)的作用下，日積月累地出現(xiàn)腐蝕、嚴(yán)重腐蝕或損壞，甚至造成重大事故和巨大經(jīng)濟(jì)損失。目前，金屬的腐蝕已經(jīng)給世界各國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，根據(jù)美國、日本、加拿大等國公布的一些腐蝕損失資料，腐蝕造成了大量的直接經(jīng)濟(jì)損失，而且據(jù)估計，世界上約有20%的金屬材料因被腐蝕而無法回收，因而金屬的腐蝕及防護(hù)問題引起了世界各國的普遍重視。我國每年金屬腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約 占國民生產(chǎn)總值的4%，每年腐蝕損失超過火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震造成損失的總和。長期以來，為了減少腐蝕的損失，人們采取了很多措施，如金屬的電化學(xué)保護(hù)法、腐蝕介質(zhì)處理法、覆蓋層保護(hù)法等等。但迄今為止最普遍、最經(jīng)濟(jì)、最實用的保護(hù)措施還是涂料保護(hù)，涂料防腐以其施工簡便、經(jīng)濟(jì)適用、不受設(shè)備面積、形狀的約束以及具有一定的裝飾效果等特點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用。目前普通金屬表面涂敷的防腐蝕涂層常采用的是溶劑型涂料，盡管它們具有抑制腐蝕的作用，但由于它們含有對人體易造成損害的有害氣體和重金屬，造成了環(huán)境污染問題，同時溶劑易燃、易爆的特點(diǎn)給環(huán)境帶來了不安全的隱患。隨著人們對環(huán)保意識的日益增強(qiáng)，水性涂料成為涂料發(fā)展的重要方向和研究熱點(diǎn)。在水性防腐涂料中，水性環(huán)氧防腐涂料因其突出的防腐性能而成為水性涂料中的研究重點(diǎn)。導(dǎo)電聚苯胺具有優(yōu)異的環(huán)境穩(wěn)定性，較高的導(dǎo)電性，其原料便宜，易于合成，因此成為最具商業(yè)應(yīng)用前景的導(dǎo)電聚合物之一。自1985年首先報道了聚苯胺作為一種新型的金屬表面防腐涂層和緩蝕劑以來，世界各國相繼開始了這方面的研究。許多研究論述了聚苯胺對不同金屬的防腐性，如不銹鋼、鐵、低碳鋼、銅、鋁和鋅等。Wessling研究了聚苯胺對不銹鋼、銅和鐵的防腐性，表明聚苯胺具有防腐性。Wessling還發(fā)現(xiàn)，化學(xué)合成的聚苯胺涂料能在金屬表面形成氧化物，甚至能修補(bǔ)金屬/氧化物之間可能的化學(xué)老化。影響聚苯胺防腐蝕的因素很多，如聚苯胺結(jié)構(gòu)、腐蝕環(huán)境、涂層體系、以及腐蝕介質(zhì)中氧氣的含量和基體的表面處理等。目前，關(guān)于聚苯胺涂層有3種不同組分的報道，即單一聚苯胺涂料、傳統(tǒng)聚合物為面漆聚苯胺為底漆的涂層、聚苯胺與傳統(tǒng)聚合物的共混涂料。由于聚苯胺不溶于常規(guī)有機(jī)溶劑，且純聚苯胺對金屬的粘結(jié)性很差，所以人們通常把聚苯胺作為現(xiàn)有防腐涂料的添加劑，使之形成聚苯胺系防腐涂料。常見的聚苯胺涂層體系有聚苯胺/環(huán)氧體系、聚苯胺/聚氨酯體系、聚苯胺/聚酰亞胺體系、聚苯胺/苯乙烯丙烯酸共聚物(SAA)體系、聚苯胺/聚丁基異丁酸酯共混體系。石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質(zhì)，它不僅是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬，比金剛石還堅硬，同時可以像拉橡膠一樣進(jìn)行拉伸。是世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅硬的物質(zhì)。石墨烯穩(wěn)定的晶格機(jī)構(gòu)也具有優(yōu)秀的導(dǎo)電性，在室溫下傳遞電子的速度比已知導(dǎo)體都快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電子在金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的移動速度?，F(xiàn)有技術(shù)中還沒有將因此如果將聚苯胺與石墨烯結(jié)合用于防腐的研究報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種包含聚苯胺與石墨烯復(fù)合材料、GH-26XB硅丙防腐乳液的水性金屬防腐涂料。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種水性金屬防腐涂料，按質(zhì)量百分比含量由以下組分組成聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料為15-20%，GH-26XB硅丙防腐乳液為20-30 %，著色顏料為15-20%，醇脂12為2-4%，超細(xì)滑石粉為5-10%，超細(xì)云母粉為5_10%，超細(xì)二氧化硅粉為 5-10%，分散劑為 0. 9-1. 8%, PE-100 潤濕劑為 0. 1-0. 3%, GHPlOl 增稠劑為 0. 5-1%,SN-612流平劑為0. 1-0. 3%，磷酸三丁酯消泡劑為0. 1-0. 3%，水為5-14% ；
其通過以下步驟制得
1)配制含有苯胺、鹽酸的石墨烯的分散液，其中苯胺濃度為0.5-0. 6mol/L,鹽酸濃度為
0.2-0. 25mol/L，石墨烯的濃度為10_12mg/mL，攪拌均勻后預(yù)冷至5_8°C ；
2)配制含有鹽酸的過硫酸銨水溶液，其中溶液中的過硫酸銨濃度為0.4-0. 6mol/L，并將其預(yù)冷至3-6°C，鹽酸濃度為0. 2-0. 25mol/L ；
3)將2)溶液在攪拌下緩慢滴入I溶液中，其中I)溶液與2)溶液的體積比為I: 1，在5°C反應(yīng)lh，離心、過濾、洗滌烘干后研磨至小于200目，制得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料；
4)將水、3)制得的聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料、硅丙防腐乳液、GH5050分散劑、DA分散齊U、PE-100潤濕劑加入反應(yīng)器中攪拌10-15min均勻混合；
5)再分別加入著色顏料、超細(xì)滑石粉、超細(xì)云母粉、超細(xì)二氧化硅粉、醇脂12攪拌40-44min均勻混合；
6)再分別加入GHPlOl增稠劑、SN-612流平劑、磷酸三丁酯消泡劑攪拌30_34min，即制得水性金屬防腐涂料；
7)將步驟6)制得的水性金屬防腐涂料進(jìn)入沙磨機(jī)研磨兩遍，過濾，出料裝桶。本發(fā)明所得到的聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料中聚苯胺負(fù)載在石墨烯表面可以提供電化學(xué)防腐作用，，由于石墨烯導(dǎo)電性高、徑厚比高、柔韌性好，二者的協(xié)同作用機(jī)制使得該涂料具有優(yōu)良的金屬腐蝕防護(hù)性能；此外GH-26XB硅丙防腐乳液含硅聚合物，有極強(qiáng)的防水防腐性能，可以與各種填料和助劑形成高耐候性的防水防腐涂膜。所以，本發(fā)明制得的涂料具有極佳的防水防腐蝕性、耐堿性、耐候性、耐擦洗性和耐人工老化等優(yōu)點(diǎn)，可以實現(xiàn)金屬基材的鈍化和緩蝕，同時避免了可以導(dǎo)致環(huán)境污染的鉻等重金屬的使用，而且制備簡單、成本低、易于工業(yè)化批量生產(chǎn)。
具體實施例方式實施例I
按以下質(zhì)量百分比配稱各組分
聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料15%，GH-26XB硅丙防腐乳液 30%，
氧化鐵紅15%，
醇脂 122.0%,
超細(xì)滑石粉10%，
超細(xì)云母粉10%，
超細(xì)二氧化硅粉5.0%，
GH 5050 分散劑1.4%， PE-100 潤濕劑0.2%，
GHPlOl 增稠劑0.8%，
SN-612 流平劑0.3%，
磷酸三丁酯消泡劑0.3%，
水10% ；
1)配制含有苯胺、鹽酸的石墨烯的分散液，其中苯胺濃度為0.5mol/L,鹽酸濃度為
0.2mol/L,石墨烯的濃度為10mg/mL,攪拌均勻后預(yù)冷至5°C ；
2)配制含有鹽酸的過硫酸銨水溶液，其中溶液中的過硫酸銨濃度為0.4mol/L,并將其預(yù)冷至3°C，鹽酸濃度為0. 2mol/L ；
3)將2)溶液在攪拌下緩慢滴入I溶液中，其中I)溶液與2)溶液的體積比為I: 1，在5°C反應(yīng)lh，離心、過濾、洗滌烘干后研磨至小于200目，制得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料；
4)分別將水、聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料、硅丙防腐乳液、GH5050分散劑、PE-100潤濕劑加入反應(yīng)器中攪拌IOmin均勻混合；
5)再分別加入氧化鐵紅、超細(xì)滑石粉、超細(xì)云母粉、超細(xì)二氧化硅粉、醇脂12攪拌40min均勻混合；
6)再分別加入GHPlOl增稠劑、SN-612流平劑、磷酸三丁酯消泡劑攪拌30min，即制得水性金屬防腐涂料；
7)將步驟3制得的水性金屬防腐涂料進(jìn)入沙磨機(jī)研磨兩遍，過濾，出料裝桶。實施例2
按以下質(zhì)量百分比配稱各組分
聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料20 %，
GH-26XB硅丙防腐乳液 20%，
金紅石鈦白R-930粉 20%，
醇脂 124.0%,
超細(xì)滑石粉5.0%，
超細(xì)云母粉5.0%，
超細(xì)二氧化硅粉10%，
DA分散劑1.2%，
PE-100 潤濕劑0.1%，
GHPlOl 增稠劑0.5%，
SN-612 流平劑0.1%，
磷酸三丁酯消泡劑0. 1%，水14%。I)配制含有苯胺、鹽酸的石墨烯的分散液，其中苯胺濃度為0. 6mol/L，鹽酸濃度為0. 25mol/L,石墨烯的濃度為12mg/mL,攪拌均勻后預(yù)冷至8°C ；
2)配制含有鹽酸的過硫酸銨水溶液，其中溶液中的過硫酸銨濃度為0.6mol/L，并將其預(yù)冷至6°C，鹽酸濃度為0. 25mol/L ；
3)將2)溶液在攪拌下緩慢滴入I溶液中，其中I)溶液與2)溶液的體積比為I: 1，在5°C反應(yīng)lh，離心、過濾、洗滌烘干后研磨至小于200目，制得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料；
4)分別將水、聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料、硅丙防腐乳液、DA分散劑、PE-100潤濕劑加入反應(yīng)器中攪拌IOmin均勻混合；
5)再分別加入金紅石鈦白R-930粉、超細(xì)滑石粉、超細(xì)云母粉、超細(xì)二氧化硅粉、醇脂12攪拌40min均勻混合；
6)再分別加入GHPlOl增稠劑、SN-612流平劑、磷酸三丁酯消泡劑攪拌30min，即制得水性金屬防腐涂料；
7)將步驟3制得的水性金屬防腐涂料進(jìn)入沙磨機(jī)研磨兩遍，過濾，出料裝桶。實施例3
按以下質(zhì)量百分比配稱各組分
聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料19 %，
GH-26XB硅丙防腐乳液 25%，
金紅石鈦白粉R-930 18%,
醇脂 123.0%,
超細(xì)滑石粉8.0%，
超細(xì)云母粉6.0%，
超細(xì)二氧化硅粉8.0%，
GH 5050 分散劑0.8%，
DA分散劑0.3%，
PE-100 潤濕劑0.3%，
GHPlOl 增稠劑1.0%，
SN-612 流平劑0.3%，
磷酸三丁酯消泡劑0.3%，
水10% ；
1)配制含有苯胺、鹽酸的石墨烯的分散液，其中苯胺濃度為0.6mol/L,鹽酸濃度為
0.22mol/L,石墨烯的濃度為llmg/mL,攪拌均勻后預(yù)冷至6°C ；
2)配制含有鹽酸的過硫酸銨水溶液，其中溶液中的過硫酸銨濃度為0.5mol/L，并將其預(yù)冷至5°C，鹽酸濃度為0. 2mol/L ；
3)將2)溶液在攪拌下緩慢滴入I溶液中，其中I)溶液與2)溶液的體積比為I: 1，在5°C反應(yīng)lh，離心、過濾、洗滌烘干后研磨至小于200目，制得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料；
4)分別將水、聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料、硅丙防腐乳液、GH5050分散劑、PE-100潤濕劑加入反應(yīng)器中攪拌IOmin均勻混合；
5)再分別加入金紅石鈦白R-930粉、超細(xì)滑石粉、超細(xì)云母粉、超細(xì)二氧化硅粉、醇脂12攪拌40min均勻混合；
6)再分別加入GHPlOl增稠劑、SN-612流平劑、磷酸三丁酯消泡劑攪拌30min，即制得水性金屬防腐涂料；7)將步驟3制得的水性金屬防腐涂料進(jìn)入沙磨機(jī)研磨兩遍，過濾，出料裝桶。
權(quán)利要求
1.一種水性金屬防腐涂料，其特征在于，按質(zhì)量百分比含量由以下組分組成 聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料為15-20%， GH-26XB硅丙防腐乳液為20-30%， 著色顏料為15-20%， 醇脂12為2-4%， 超細(xì)滑石粉為5-10%， 超細(xì)云母粉為5-10%， 超細(xì)二氧化硅粉為5-10%， 分散劑為0. 9-1.8%, PE-100 潤濕劑為 0. 1-0. 3%, GHPlOl 增稠劑為 0. 5-1%, SN-612 流平劑為 0. 1-0. 3%, 磷酸三丁酯消泡劑為0. 1-0. 3%, 水為5-14% ； 其通過以下步驟制得 1)配制含有苯胺、鹽酸的石墨烯的分散液，其中苯胺濃度為0.5-0. 6mol/L,鹽酸濃度為、0. 2-0. 25mol/L，石墨烯的濃度為10_12mg/mL，攪拌均勻后預(yù)冷至5_8°C ； 2)配制含有鹽酸的過硫酸銨水溶液，其中溶液中的過硫酸銨濃度為0.4-0. 6mol/L，并將其預(yù)冷至3-6°C，鹽酸濃度為0. 2-0. 25mol/L ； 3)將2)溶液在攪拌下緩慢滴入I溶液中，其中I)溶液與2)溶液的體積比為1:1，在5°C反應(yīng)lh，離心、過濾、洗滌烘干后研磨至小于200目，制得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料； 4)將水、3)制得的聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料、硅丙防腐乳液、GH5050分散劑、DA分散齊U、PE-100潤濕劑加入反應(yīng)器中攪拌10-15min均勻混合； 5)再分別加入著色顏料、超細(xì)滑石粉、超細(xì)云母粉、超細(xì)二氧化硅粉、醇脂12攪拌、40-44min均勻混合； 6)再分別加入GHPlOl增稠劑、SN-612流平劑、磷酸三丁酯消泡劑攪拌30_34min，即制得水性金屬防腐涂料； 7)將步驟6)制得的水性金屬防腐涂料進(jìn)入沙磨機(jī)研磨兩遍，過濾，出料裝桶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性金屬防腐涂料，按質(zhì)量百分比含量由以下組分組成聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料為15-20％，GH-26XB硅丙防腐乳液為20-30％，著色顏料為15-20％，醇脂12為2-4％，超細(xì)滑石粉為5-10％，超細(xì)云母粉為5-10％，超細(xì)二氧化硅粉為5-10％，分散劑為0.9-1.8％，PE-100潤濕劑為0.1-0.3％，GHP101增稠劑為0.5-1％，SN-612流平劑為0.1-0.3％，磷酸三丁酯消泡劑為0.1-0.3％，水為5-14％。所以，本發(fā)明制得的涂料具有極佳的防水防腐蝕性、耐堿性、耐候性、耐擦洗性和耐人工老化等優(yōu)點(diǎn)，可以實現(xiàn)金屬基材的鈍化和緩蝕，同時避免了可以導(dǎo)致環(huán)境污染的鉻等重金屬的使用，而且制備簡單、成本低、易于工業(yè)化批量生產(chǎn)。
文檔編號C09D5/08GK102702901SQ20121018804
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者蔣濤 申請人:蔣濤