本發(fā)明屬于涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體地，本發(fā)明涉及一種水性防腐防霉防銹涂料。
背景技術(shù)：
：隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，尤其是在大中型城市的建設(shè)當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)以其快速方便的施工優(yōu)越性，已經(jīng)成為很重要的一個建筑應(yīng)用材料，作為金屬材質(zhì)的鋼構(gòu)建設(shè)，多應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)廠房、大型體育場館、機(jī)場、橋梁、立體車庫以及核建筑物中。但鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能且遠(yuǎn)不如磚混結(jié)構(gòu)，鋼材的臨界溫度為540℃，達(dá)到這一溫度，它的承載能力將降低一半左右。一般的火災(zāi)中，15min左右即可達(dá)到這一溫度，從而導(dǎo)致建筑物的坍塌。這一特性決定了鋼結(jié)構(gòu)建筑物必須采取相應(yīng)的防火措施，通常會在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防火涂料以保證其耐火性能。水性薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料以水性聚合物作為成膜物質(zhì)、以水作為分散介質(zhì)的一類環(huán)保行防火涂料。水性薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料與溶劑型薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比較，具有減少揮發(fā)性有機(jī)物的排放量，減少能耗，降低涂料在生產(chǎn)、施工、應(yīng)用等環(huán)節(jié)中對人體的危害和對環(huán)境的污染等優(yōu)點(diǎn)。但是，目前國內(nèi)生產(chǎn)的水性薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料普遍存在著防火性能差、膨脹層膨脹倍率低、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、涂膜耐水性差等缺點(diǎn)和問題，與此同時，現(xiàn)有的水性薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料也不具備很好的防腐、防霉以及防銹功能，難以滿足不同建筑物的要求，這也成為本領(lǐng)域技術(shù)工作者亟需解決的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述問題，本發(fā)明的一個方面提供一種水性防腐防霉防銹涂料，所述水性防腐防霉防銹涂料以重量份計(jì)包含以下組分：所述聚合物改性氧化石墨烯由以下方法制備而成：(1)NTDA封端聚吡嚨預(yù)聚物的合成在100mL干燥的三頸瓶中，依次加入10mmol的3,3’-二氨基聯(lián)苯胺DAB、11mmol的1，4，5，8-萘四甲酸酐NTDA、22mmol苯甲酸、3mL異喹啉以及40mLm-cresol，通氮?dú)獗Ｗo(hù)并磁力攪拌；2h后，升溫85℃反應(yīng)6h，190℃反應(yīng)21h，反應(yīng)結(jié)束后降溫至70℃并迅速倒入150mL甲醇中，得到大量固體沉淀；用甲醇反復(fù)洗滌該產(chǎn)物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，160℃干燥20h待用；(2)氨基封端磺化聚酰亞胺預(yù)聚物的合成在100mL干燥的三頸瓶中，依次加入1.6mmol2，2’-雙(4-磺酸基苯氧基)聯(lián)苯二胺、12.5mLm-creso1和0.8mL三乙胺，通氮?dú)獗Ｗo(hù)并磁力攪拌；待2，2’-雙(4-磺酸基苯氧基)聯(lián)苯二胺完全溶解后，再依次加入1.5mmol3,4,9,10-苝四羧酸酐，3.0mmol苯甲酸以及0.6mL異喹啉；室溫?cái)嚢?h后，升溫80℃反應(yīng)4h,180℃反應(yīng)20h；反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，待進(jìn)行下一步反應(yīng)；(3)嵌段共聚反應(yīng)往步驟(2)的反應(yīng)溶液中直接加入0.095mmol步驟(1)得到的NTDA封端聚吡嚨預(yù)聚物和4mLm-Creso1，通氮?dú)獠⑹覝財(cái)嚢?h后，升溫180℃反應(yīng)20h；反應(yīng)結(jié)束后降溫至80℃并迅速倒入150mL甲醇中，得到大量絲狀產(chǎn)物；用甲醇反復(fù)洗滌該產(chǎn)物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，130℃干燥10h得到氨基封端嵌段共聚物；(4)在200mL的燒杯中加入上述氨基封端嵌段共聚物3g，二甲基亞砜150mL，在80℃攪拌溶解后，加入KH-5605g、氧化石墨烯10g并升溫至80℃攪拌混合2小時；然后將混合物倒入去離子水中，并過濾，將濾餅在120℃真空干燥4小時得到聚合物改性氧化石墨烯；所述磺化聚苯并咪唑改性八苯基籠型聚倍半硅氧烷包覆納米銀的制備方法為：將0.09摩爾的3，3’-二氨基聯(lián)苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然后將0.07摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.03摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應(yīng)液中，在210℃反應(yīng)15小時后，降至室溫，得到羧基封端磺化聚苯并咪唑預(yù)聚物反應(yīng)溶液；往所述羧基封端磺化聚苯并咪唑預(yù)聚物反應(yīng)溶液中加入八苯基籠型聚倍半硅氧烷200g以及52g納米銀，升溫210℃反應(yīng)5小時后，降至室溫，沉析到水中，然后用氨水中和，過濾，于120℃下真空干燥，通過過濾得到磺化聚苯并咪唑改性八苯基籠型聚倍半硅氧烷包覆納米銀。本發(fā)明的另一個方面提供一種水性防腐防霉防銹涂料的制備方法，包括：將所述的物料成分加入混合機(jī)內(nèi)充分混合10分鐘后，出料得到。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：1、聚吡嚨具有優(yōu)異的耐候性，較高的強(qiáng)度、良好的阻燃性能以及優(yōu)異的耐磨性，但是一般的聚吡嚨不具有很好的加工性能，且難與體系中的其它物質(zhì)很好的相容，通過與磺化聚酰亞胺嵌段聚合的方法，并在側(cè)鏈引入磺酸基，可以有效地解決相容性以及加工問題，大量氨基的存在，還可以作為體系的交聯(lián)點(diǎn)，大大提高力學(xué)強(qiáng)度，此外，在側(cè)鏈引入苯醚結(jié)構(gòu)，既可以提高耐磨性，又可以使得涂料具有較大的內(nèi)部體積，增大分子鏈之間的距離，以進(jìn)一步提高防火性能以及防腐防銹能力，通過修飾氧化石墨烯，可以提高粘結(jié)強(qiáng)度。此外，磺化聚合物具有良好的絮凝性、粘合性和增稠性，而且大量磺酸基的存在能顯著降低物料中游離氫氧化鈣的含量，起到抑制水泥砂漿表面的泛堿現(xiàn)象的產(chǎn)生，磺酸基的吸水性，還可以防止體系過脆，從而提供了本發(fā)明的有益技術(shù)效果。2、籠型聚倍半硅氧烷是一種非常好的納米級無機(jī)填料，可以有效改善體系的強(qiáng)度、耐熱性以及阻燃性能，但是研究發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的體系中，其不能很好的分散，很容易團(tuán)聚，并不能夠起到有效的作用。通過使用磺化聚苯并咪唑進(jìn)行改性，可以大大提高其在體系中的分散性，而且其本身還可以作為交聯(lián)劑使用，此外，在交聯(lián)反應(yīng)過程中，可以把抗菌物納米銀有效地包裹，從而使得納米銀很好地分散，并可以持續(xù)保持抗菌性，有效提高體系的綜合性能，從而提供了本發(fā)明的有益技術(shù)效果。具體實(shí)施方式原料:所有四胺、二酸均購自CTI，SigmaAldrich，AlfaAesar或SCRC，并且直接使用，無需進(jìn)一步純化。苯丙乳液購自漢高，牌號為1863。環(huán)氧硅烷偶聯(lián)劑KH-560購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。其他原料均購自阿拉丁試劑有限公司。A1：硅藻土B1：去離子水C1：聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚D1：KH-560E1：聚合物改性氧化石墨烯，由以下方法制備而成：(1)NTDA封端聚吡嚨預(yù)聚物的合成在100mL干燥的三頸瓶中，依次加入10mmol的3,3’-二氨基聯(lián)苯胺DAB、11mmol的1，4，5，8-萘四甲酸酐NTDA、22mmol苯甲酸、3mL異喹啉以及40mLm-cresol，通氮?dú)獗Ｗo(hù)并磁力攪拌；2h后，升溫85℃反應(yīng)6h，190℃反應(yīng)21h，反應(yīng)結(jié)束后降溫至70℃并迅速倒入150mL甲醇中，得到大量固體沉淀；用甲醇反復(fù)洗滌該產(chǎn)物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，160℃干燥20h待用；(2)氨基封端磺化聚酰亞胺預(yù)聚物的合成在100mL干燥的三頸瓶中，依次加入1.6mmol2，2’-雙(4-磺酸基苯氧基)聯(lián)苯二胺、12.5mLm-creso1和0.8mL三乙胺，通氮?dú)獗Ｗo(hù)并磁力攪拌；待2，2’-雙(4-磺酸基苯氧基)聯(lián)苯二胺完全溶解后，再依次加入1.5mmol3,4,9,10-苝四羧酸酐，3.0mmol苯甲酸以及0.6mL異喹啉；室溫?cái)嚢?h后，升溫80℃反應(yīng)4h,180℃反應(yīng)20h；反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，待進(jìn)行下一步反應(yīng)；(3)嵌段共聚反應(yīng)往步驟(2)的反應(yīng)溶液中直接加入0.095mmol步驟(1)得到的NTDA封端聚吡嚨預(yù)聚物和4mLm-Creso1，通氮?dú)獠⑹覝財(cái)嚢?h后，升溫180℃反應(yīng)20h；反應(yīng)結(jié)束后降溫至80℃并迅速倒入150mL甲醇中，得到大量絲狀產(chǎn)物；用甲醇反復(fù)洗滌該產(chǎn)物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，130℃干燥10h得到氨基封端嵌段共聚物；(4)在200mL的燒杯中加入上述氨基封端嵌段共聚物3g，二甲基亞砜150mL，在80℃攪拌溶解后，加入KH-5605g、氧化石墨烯10g并升溫至80℃攪拌混合2小時；然后將混合物倒入去離子水中，并過濾，將濾餅在120℃真空干燥4小時得到聚合物改性氧化石墨烯。E2：聚合物改性氧化石墨烯，由以下方法制備而成：(1)NTDA封端聚吡嚨預(yù)聚物的合成在100mL干燥的三頸瓶中，依次加入10mmol的3,3’-二氨基聯(lián)苯胺DAB、11mmol的1，4，5，8-萘四甲酸酐NTDA、22mmol苯甲酸、3mL異喹啉以及40mLm-cresol，通氮?dú)獗Ｗo(hù)并磁力攪拌；2h后，升溫85℃反應(yīng)6h，190℃反應(yīng)21h，反應(yīng)結(jié)束后降溫至70℃并迅速倒入150mL甲醇中，得到大量固體沉淀；用甲醇反復(fù)洗滌該產(chǎn)物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，160℃干燥20h待用；(2)氨基封端磺化聚酰亞胺預(yù)聚物的合成在100mL干燥的三頸瓶中，依次加入1.6mmol4,4’-二(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯-3,3’二磺酸苯胺、12.5mLm-creso1和0.8mL三乙胺，通氮?dú)獗Ｗo(hù)并磁力攪拌；待4,4’-二(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯-3,3’二磺酸苯胺完全溶解后，再依次加入1.5mmol1，4，5，8-萘四甲酸酐NTDA，3.0mmol苯甲酸以及0.6mL異喹啉；室溫?cái)嚢?h后，升溫80℃反應(yīng)4h,180℃反應(yīng)20h；反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，待進(jìn)行下一步反應(yīng)；(3)嵌段共聚反應(yīng)往步驟(2)的反應(yīng)溶液中直接加入0.095mmol步驟(1)得到的NTDA封端聚吡嚨預(yù)聚物和4mLm-Creso1，通氮?dú)獠⑹覝財(cái)嚢?h后，升溫180℃反應(yīng)20h；反應(yīng)結(jié)束后降溫至80℃并迅速倒入150mL甲醇中，得到大量絲狀產(chǎn)物；用甲醇反復(fù)洗滌該產(chǎn)物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，130℃干燥10h得到氨基封端嵌段共聚物；(4)在200mL的燒杯中加入上述氨基封端嵌段共聚物3g，二甲基亞砜150mL，在80℃攪拌溶解后，加入KH-5605g、氧化石墨烯10g并升溫至80℃攪拌混合2小時；然后將混合物倒入去離子水中，并過濾，將濾餅在120℃真空干燥4小時得到聚合物改性氧化石墨烯。E3：苯丙乳液F1：磺化聚苯并咪唑改性八苯基籠型聚倍半硅氧烷包裹納米銀，其制備方法為：將0.09摩爾的3，3’-二氨基聯(lián)苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然后將0.07摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.03摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應(yīng)液中，在210℃反應(yīng)15小時后，降至室溫，得到羧基封端磺化聚苯并咪唑預(yù)聚物反應(yīng)溶液；往所述羧基封端磺化聚苯并咪唑預(yù)聚物反應(yīng)溶液中加入八苯基籠型聚倍半硅氧烷200g以及52g納米銀，升溫210℃反應(yīng)5小時后，降至室溫，沉析到水中，然后用氨水中和，過濾，于120℃下真空干燥，通過過濾得到磺化聚苯并咪唑改性八苯基籠型聚倍半硅氧烷包覆納米銀。F2：聚苯并咪唑改性八苯基籠型聚倍半硅氧烷包裹納米銀，其制備方法為：將0.09摩爾的3，3’-二氨基聯(lián)苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然后將0.1摩爾的5-氨基間苯二甲酸加入到反應(yīng)液中，在210℃反應(yīng)15小時后，降至室溫，得到羧基封端磺化聚苯并咪唑預(yù)聚物反應(yīng)溶液；往所述羧基封端磺化聚苯并咪唑預(yù)聚物反應(yīng)溶液中加入八苯基籠型聚倍半硅氧烷200g以及52g納米銀，升溫210℃反應(yīng)5小時后，降至室溫，沉析到水中，然后用氨水中和，過濾，于120℃下真空干燥，通過過濾得到聚苯并咪唑改性八苯基籠型聚倍半硅氧烷包覆納米銀。F3：200g八苯基籠型聚倍半硅氧烷與52g納米銀的混合物。實(shí)施例1按重量份計(jì)，將10份A1、20份B1、8份C1、6份D1、20份E1以及15份F1，加入混合機(jī)內(nèi)充分混合10分鐘，出料得水性防腐防霉防銹涂料。將所述水性防腐防霉防銹涂料涂覆在鋼結(jié)構(gòu)上，完成施工。實(shí)施例2按重量份計(jì)，將10份A1、20份B1、8份C1、6份D1、20份E2以及15份F1，加入混合機(jī)內(nèi)充分混合10分鐘，出料得水性防腐防霉防銹涂料。將所述水性防腐防霉防銹涂料涂覆在鋼結(jié)構(gòu)上，完成施工。實(shí)施例3按重量份計(jì)，將10份A1、20份B1、8份C1、6份D1、20份E3以及15份F1，加入混合機(jī)內(nèi)充分混合10分鐘，出料得水性防腐防霉防銹涂料。將所述水性防腐防霉防銹涂料涂覆在鋼結(jié)構(gòu)上，完成施工。實(shí)施例4按重量份計(jì)，將10份A1、20份B1、8份C1、6份D1、20份E1以及15份F2，加入混合機(jī)內(nèi)充分混合10分鐘，出料得水性防腐防霉防銹涂料。將所述水性防腐防霉防銹涂料涂覆在鋼結(jié)構(gòu)上，完成施工。實(shí)施例5按重量份計(jì)，將10份A1、20份B1、8份C1、6份D1、20份E1以及15份F3，加入混合機(jī)內(nèi)充分混合10分鐘，出料得水性防腐防霉防銹涂料。將所述水性防腐防霉防銹涂料涂覆在鋼結(jié)構(gòu)上，完成施工。對比例1按重量份計(jì)，將10份A1、20份B1、8份C1及6份D1，加入混合機(jī)內(nèi)充分混合10分鐘，出料得水性防腐防霉防銹涂料。將所述水性防腐防霉防銹涂料涂覆在鋼結(jié)構(gòu)上，完成施工。測試方法按照GB/14907-2002標(biāo)準(zhǔn)測試，具體為：1、表干時間應(yīng)≤12h2、抗裂性：允許出現(xiàn)1～3條裂紋，其寬度應(yīng)≤0.5mm3、粘結(jié)強(qiáng)度≥0.15Mpa4、耐水性：經(jīng)24h后，涂層不開裂、起層、脫落現(xiàn)象5、耐冷熱循環(huán)性/次數(shù)：經(jīng)15次后，涂層不開裂、起層、脫落現(xiàn)象6、耐火極限：涂層厚度為5mm，耐火極限不低于1h。耐摩性能：按標(biāo)準(zhǔn)GB/T1768—79(89,測試方法是用酒精耐磨測試儀，加500g重的砝碼，以白色棉布浸潤99.7％濃度的酒精，來回摩擦，記錄油墨開始破壞時的次數(shù)?？咕阅埽喊凑杖毡竟I(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISZ2801進(jìn)行測定。抗菌穩(wěn)定性：將所制樣品浸泡在80℃的水中，一周后，測試其抗菌活性值的損失量，其計(jì)算方法為：活性值損失量＝(測試前大腸桿菌抗菌活性值-測試后大腸桿菌抗菌活性值)/測試前大腸桿菌抗菌活性值。測試結(jié)果見表1。表1測試項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5對比例1干燥時間，表干/h3.24.58.96.57.615.4初始干燥抗裂性無裂紋無裂紋無裂紋無裂紋無裂紋有2條裂紋粘結(jié)強(qiáng)度/Mpa0.490.380.220.330.240.04耐水性/h15013311313012422耐冷熱循環(huán)性/次數(shù)1059876908410耐火極限/h3.53.21.32.62.30.3耐摩擦次數(shù)155514586781221983128金黃色葡萄糖菌抗菌活性值2.93.02.82.52.00大腸桿菌抗菌活性值3.02.72.92.82.10抗菌活性值損失量(％)2.83.45.88.323.1-以上數(shù)據(jù)可以看出，與不使用聚合物改性氧化石墨烯以及磺化聚苯并咪唑改性八苯基籠型聚倍半硅氧烷包覆納米銀的涂料相比，本發(fā)明的涂料具有明顯更好的性能，因此提供了本發(fā)明的有益技術(shù)效果。當(dāng)前第1頁1 2 3