本發(fā)明涉及環(huán)保設備涂層技術領域，具體涉及一種環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層及制備方法。

背景技術：

隨著市場竟爭日益激烈，人們對產品的品質越來越重視的同時，更關注了對環(huán)境的影響及環(huán)保的要求越來越高。目前市場上工程機械、農機產品、環(huán)保設備上等采用的涂層為底面油性結合，或者采用水性底漆配套油性面漆，但這種結合方式均無法滿足于環(huán)保及綜合性能的要求，從而使得現(xiàn)有的設備存在防腐性能較差、壽命短以及成本高的缺點，因此，如何減少被保護物表面受到腐蝕性物體的腐蝕，使得設備本體不受腐蝕而變形產生破壞，一直是該領域人們研究的主題。雖然目前國內應用的涂料品種繁多，但均未系統(tǒng)地解決該問題。

現(xiàn)有技術中環(huán)保行業(yè)的設備常用的防腐蝕耐磨涂料，包括人工涂刷或設備噴涂形成，其膜層較薄，所涂刷的產品多為水溶性混合液體，由于這種涂層采用人工涂刷后與被保護物表面親和力小、分子之間空隙較大，強度較低，反復升溫降溫后會出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。而且人工涂刷成膜厚度不均勻，如果涂刷成膜越厚，開裂越嚴重，則脫落越嚴重，附著力越?。欢_裂和龜裂嚴重，則會導致腐蝕性物料以及顆粒狀的物體快速的破壞設備本體，達不到預期的效果，起不到優(yōu)良的防腐蝕以及耐磨的作用。

如何減少被保護物表面受到腐蝕性物體的腐蝕，以及顆粒狀物體的沖刷，使得設備本體不受侵蝕而變形產生破壞，一直是該領域人們研究的主題。雖然目前國內應用的涂料品種繁多，但均未系統(tǒng)地解決該問題。

因此，研究開發(fā)一種具有較好的防水效果，又具有較好抗腐蝕作用的涂料應用于環(huán)保設備，避免設備由于酸堿侵蝕導致的使用壽命縮短、設備破壞等現(xiàn)象，符合目前市場的需求，具有較好的應用前景。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層及制備方法，所述涂層不僅具有較好的防水效果，還具有較好耐腐蝕性和耐磨性能，能夠有效避免設備由于酸堿侵蝕導致的破損，大大延長了設備的使用壽命，降低了設備使用成本。此外，所述制備方法簡單易行，具有較好的應用價值。

本發(fā)明解決技術問題采用如下技術方案：

本發(fā)明涉及一種環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層，包括如下重量份的各原料：環(huán)氧樹脂30~50份、聚乙烯醇10~25份、聚醚聚硅氧烷共聚物10~22份、硅烷偶聯(lián)劑8~14份、石墨烯0.5~3.5份、氮化硼10~15份、超細云母粉6~12份、玻璃纖維5~11份、三氧化二鋁15~20份、納米二氧化鈦9~13份、膏狀凹凸棒土12~18份、填充劑7~15份、消泡劑3~7份。

優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂45份、聚乙烯醇23份、聚醚聚硅氧烷共聚物16份、硅烷偶聯(lián)劑10份、石墨烯1.6份、氮化硼12份、超細云母粉8份、玻璃纖維6份、三氧化二鋁18份、納米二氧化鈦11份、膏狀凹凸棒土14份、填充劑9份、消泡劑5份。

優(yōu)選地，所述膏狀凹凸棒土為將天然凹凸棒石粘土進行提純、酸改性之后加水后的固液混合物。

優(yōu)選地，所述填充劑為白炭黑和滑石粉按照質量比為1:1的混合物。

本發(fā)明還涉及一種制備環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層的方法，包括如下步驟：

（1）按照配比稱取環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇和聚醚聚硅氧烷共聚物加入到反應釜中，加入適量水，升溫至80~90℃，混合攪拌均勻后加入石墨烯，混合反應2~3h，得混合物a1；

（2）按照配比稱取氮化硼、三氧化二鋁和納米二氧化鈦加入球磨機中研磨，過200目篩，然后在與超細云母粉混合得到混合物a2；

（3）將混合物a2加入到混合物a1中，混合攪拌均勻后再加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌反應0.5~1h，然后加入膏狀凹凸棒土、填充劑、玻璃纖維和消泡劑，混合攪拌均勻，然后將混合物轉移至轉速為1000~2000轉/min的剪切機中剪切分散20~30min，即得所述涂料；

（4）利用噴涂設備將制備得到的涂料均勻噴涂至環(huán)保設備的外表面和內表面，厚度為10~18μm，然后加熱至570~590℃，保溫2~3h，自然冷卻至室溫；

（5）重復步驟（4）的操作兩次，其中第二次噴涂厚度為8~12μm，第三次噴涂厚度為3~7μm，冷卻即得所述耐腐蝕防水涂層。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中加入水的量為聚合物總量的10~15倍。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中加入的石墨烯為濃度為0.2~0.6g/l的石墨烯水溶液。

優(yōu)選地，所述步驟（3）中膏狀凹凸棒石粘土的制備方法為：

取天然凹凸棒土進行粉碎過200目篩，加入凹凸棒土質量10~20倍的水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3000~5000轉/min的離心機中離心處理5~10min，真空抽濾；將濾餅置于燒瓶中，加入2mol/l的稀鹽酸，于60~80℃攪拌回流20~30min，真空抽濾，并用蒸餾水清洗至ph為6~7，得濾餅，再將濾餅加水混合制得含水量為50~70%的膏狀凹凸棒石粘土。

優(yōu)選地，所述稀鹽酸加入的體積量與凹凸棒石粘土質量之比為1ml：5g~10g。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

（1）本發(fā)明所述的環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層，不僅具有較好的防水效果，還具有較好耐酸堿腐蝕性和耐磨性能，能夠有效避免設備由于酸堿侵蝕導致的破損，結合防水涂層優(yōu)異的耐磨性，能有效降低了環(huán)保設備因摩擦、碰撞導致的設備損傷，進而導致被侵蝕，大大延長了設備的使用壽命，降低了設備使用成本，具有較好的使用價值。

（2）本發(fā)明所述環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層中添加有石墨烯，通過石墨烯對聚合物進行改性處理，由于石墨烯具有片層共軛結構，層層疊加形成致密的防腐層，能夠有效抑制水對涂層的浸潤與滲透，為環(huán)保設備的耐酸堿腐蝕性能提供了保障；此外，由于石墨烯優(yōu)異的力學性能及化學穩(wěn)定性，使得改性后的聚合物涂料具有較好的抗剝離性能、耐刮擦性能等力學性能及化學穩(wěn)定性。

（3）本發(fā)明所述的環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層中添加有膏狀凹凸棒石粘土，具有較好的粘性和可塑性，乳化率較高，節(jié)省了乳化生產過程，降低了生產成本，有利于原料之間的乳化和粘結，使得制備得到的涂料具有較高的粘結性能、抗剝落性能和較好的防水效果。

（4）本發(fā)明所述環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層的制備工藝簡單、條件溫和，制備過程物污染物產生，安全環(huán)保，適合工業(yè)化推廣生產。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，例如sambrook等分子克?。簩嶒炇沂謨裕╪ewyork:coldspringharborlaboratorypress,1989）中所述的條件，或按照制造廠商所建議的條件。

實施例1：

本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層及制備方法；

所述環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層，由如下重量份數的各原料制備而成：

環(huán)氧樹脂45份、聚乙烯醇23份、聚醚聚硅氧烷共聚物16份、硅烷偶聯(lián)劑10份、石墨烯1.6份、氮化硼12份、超細云母粉8份、玻璃纖維6份、三氧化二鋁18份、納米二氧化鈦11份、膏狀凹凸棒土14份、填充劑9份、消泡劑5份。

所述膏狀凹凸棒土為將天然凹凸棒石粘土進行提純、酸改性之后加水后的固液混合物。所述膏狀凹凸棒土具有較好的粘性和可塑性，乳化率較高，節(jié)省了乳化生產過程，降低了生產成本，有利于原料之間的乳化和粘結，使得制備得到的涂料具有較高的粘結性能、抗剝落性能和較好的防水效果。

所述填充劑為白炭黑和滑石粉按照質量比為1:1的混合物，不僅能夠降低涂料的成本，也為涂料較強的耐磨、耐刮擦性能提供了保障。

本發(fā)明所述制備環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層的方法，包括如下步驟：

（1）按照配比稱取環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇和聚醚聚硅氧烷共聚物加入到反應釜中，加入聚合物總量的12倍量的水，升溫至90℃，混合攪拌均勻后加入濃度為0.5g/l的石墨烯水溶液，混合反應2h，得混合物a1；

（2）按照配比稱取氮化硼、三氧化二鋁和納米二氧化鈦加入球磨機中研磨，過200目篩，然后在與超細云母粉混合得到混合物a2；

（3）將混合物a2加入到混合物a1中，混合攪拌均勻后再加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌反應1h，然后加入膏狀凹凸棒土、填充劑、玻璃纖維和消泡劑，混合攪拌均勻，然后將混合物轉移至轉速為2000轉/min的剪切機中剪切分散20min，即得所述涂料；

（4）利用噴涂設備將制備得到的涂料均勻噴涂至環(huán)保設備的外表面和內表面，厚度為15μm，然后加熱至580℃，保溫2h，自然冷卻至室溫；

（5）重復步驟（4）的操作兩次，其中第二次噴涂厚度為10μm，第三次噴涂厚度為5μm，冷卻即得所述耐腐蝕防水涂層。

步驟（3）中膏狀凹凸棒石粘土的制備方法為：

取天然凹凸棒土進行粉碎過200目篩，加入凹凸棒土質量15倍的水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3000轉/min的離心機中離心處理10min，真空抽濾；將濾餅置于燒瓶中，加入2mol/l的稀鹽酸，于70℃攪拌回流30min，真空抽濾，并用蒸餾水清洗至ph為6~7，得濾餅，再將濾餅加水混合制得含水量為60%的膏狀凹凸棒石粘土。其中，稀鹽酸加入的體積量與凹凸棒石粘土質量之比為1ml：7g。

實施例2：

本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層及制備方法；

所述環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層，由如下重量份數的各原料制備而成：

環(huán)氧樹脂30份、聚乙烯醇10份、聚醚聚硅氧烷共聚物10份、硅烷偶聯(lián)劑8份、石墨烯0.5份、氮化硼10份、超細云母粉6份、玻璃纖維5份、三氧化二鋁15份、納米二氧化鈦9份、膏狀凹凸棒土12份、填充劑7份、消泡劑3份。

所述膏狀凹凸棒土為將天然凹凸棒石粘土進行提純、酸改性之后加水后的固液混合物。

所述填充劑為白炭黑和滑石粉按照質量比為1:1的混合物。

本發(fā)明所述制備環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層的方法，包括如下步驟：

（1）按照配比稱取環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇和聚醚聚硅氧烷共聚物加入到反應釜中，加入聚合物總量的10倍量的水，升溫至80℃，混合攪拌均勻后加入濃度為0.2g/l的石墨烯水溶液，混合反應2h，得混合物a1；

（2）按照配比稱取氮化硼、三氧化二鋁和納米二氧化鈦加入球磨機中研磨，過200目篩，然后在與超細云母粉混合得到混合物a2；

（3）將混合物a2加入到混合物a1中，混合攪拌均勻后再加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌反應0.5h，然后加入膏狀凹凸棒土、填充劑、玻璃纖維和消泡劑，混合攪拌均勻，然后將混合物轉移至轉速為1000轉/min的剪切機中剪切分散30min，即得所述涂料；

（4）利用噴涂設備將制備得到的涂料均勻噴涂至環(huán)保設備的外表面和內表面，厚度為10μm，然后加熱至570℃，保溫3h，自然冷卻至室溫；

（5）重復步驟（4）的操作兩次，其中第二次噴涂厚度為12μm，第三次噴涂厚度為3μm，冷卻即得所述耐腐蝕防水涂層。

步驟（3）中膏狀凹凸棒石粘土的制備方法為：

取天然凹凸棒土進行粉碎過200目篩，加入凹凸棒土質量10倍的水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3000轉/min的離心機中離心處理10min，真空抽濾；將濾餅置于燒瓶中，加入2mol/l的稀鹽酸，于60℃攪拌回流30min，真空抽濾，并用蒸餾水清洗至ph為6~7，得濾餅，再將濾餅加水混合制得含水量為50%的膏狀凹凸棒石粘土。其中，稀鹽酸加入的體積量與凹凸棒石粘土質量之比為1ml：5g。

實施例3：

本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層及制備方法；

所述環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層，由如下重量份數的各原料制備而成：

環(huán)氧樹脂50份、聚乙烯醇25份、聚醚聚硅氧烷共聚物22份、硅烷偶聯(lián)劑14份、石墨烯3.5份、氮化硼15份、超細云母粉12份、玻璃纖維11份、三氧化二鋁20份、納米二氧化鈦13份、膏狀凹凸棒土18份、填充劑15份、消泡劑7份。

所述膏狀凹凸棒土為將天然凹凸棒石粘土進行提純、酸改性之后加水后的固液混合物。

所述填充劑為白炭黑和滑石粉按照質量比為1:1的混合物。

本發(fā)明所述制備環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層的方法，包括如下步驟：

（1）按照配比稱取環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇和聚醚聚硅氧烷共聚物加入到反應釜中，加入聚合物總量的15倍量的水，升溫至90℃，混合攪拌均勻后加入濃度為0.6g/l的石墨烯水溶液，混合反應3h，得混合物a1；

（2）按照配比稱取氮化硼、三氧化二鋁和納米二氧化鈦加入球磨機中研磨，過200目篩，然后在與超細云母粉混合得到混合物a2；

（3）將混合物a2加入到混合物a1中，混合攪拌均勻后再加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌反應1h，然后加入膏狀凹凸棒土、填充劑、玻璃纖維和消泡劑，混合攪拌均勻，然后將混合物轉移至轉速為2000轉/min的剪切機中剪切分散20min，即得所述涂料；

（4）利用噴涂設備將制備得到的涂料均勻噴涂至環(huán)保設備的外表面和內表面，厚度為18μm，然后加熱至590℃，保溫2h，自然冷卻至室溫；

（5）重復步驟（4）的操作兩次，其中第二次噴涂厚度為8μm，第三次噴涂厚度為7μm，冷卻即得所述耐腐蝕防水涂層。

步驟（3）中膏狀凹凸棒石粘土的制備方法為：

取天然凹凸棒土進行粉碎過200目篩，加入凹凸棒土質量20倍的水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于5000轉/min的離心機中離心處理5min，真空抽濾；將濾餅置于燒瓶中，加入2mol/l的稀鹽酸，于80℃攪拌回流20min，真空抽濾，并用蒸餾水清洗至ph為6~7，得濾餅，再將濾餅加水混合制得含水量為70%的膏狀凹凸棒石粘土。其中，稀鹽酸加入的體積量與凹凸棒石粘土質量之比為1ml：10g。

綜上所述，本發(fā)明所述的環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層，不僅具有較好的防水效果，還具有較好耐酸堿腐蝕性和耐磨性能，能夠有效避免設備由于酸堿侵蝕導致的破損，結合防水涂層優(yōu)異的耐磨性，能有效降低了環(huán)保設備因摩擦、碰撞導致的設備損傷，進而導致被侵蝕，大大延長了設備的使用壽命，降低了設備使用成本，具有較好的使用價值。本發(fā)明所述環(huán)保設備用耐腐蝕防水涂層的制備工藝簡單、條件溫和，制備過程物污染物產生，安全環(huán)保，適合工業(yè)化推廣生產。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。