本發(fā)明屬于防腐涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種納米陶瓷聚合物重防腐涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)涂層由于受自身材料性質(zhì)及工藝的限制，對基體金屬的腐蝕防護作用不甚理想，而且有相當(dāng)一部分涂層因含鉛或鉻酸鹽等毒害物質(zhì)，在制備及使用過程中存在污染環(huán)境的危險，這與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求不相適應(yīng)。目前應(yīng)用較為普遍的防腐蝕涂料大多為環(huán)氧富鋅漆，但在現(xiàn)有技術(shù)中，基于環(huán)氧富鋅底漆的干膜金屬鋅含量在80％以上，涂層的附著力、耐沖擊的機械性能會隨著鋅含量的提高而降低，耐鹽霧性能亦會有所降低，這樣在施工過程中涂層易被外力破壞而影響涂層的防腐蝕性能。傳統(tǒng)環(huán)氧富鋅漆的鋅含量較高，不但經(jīng)濟成本較高，而且在焊接時產(chǎn)生的氧化鋅霧氣較大。低鋅型環(huán)氧富鋅漆的防腐蝕效果又不甚理想。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種納米陶瓷聚合物重防腐涂料及其制備方法。一種納米陶瓷聚合物重防腐涂料，其組分按如下重量份數(shù)組成：30-40份聚氨酯預(yù)聚體、15-25份改性丙烯酸酯、10-16份聚苯胺、20-55份復(fù)合粉體、10-15份環(huán)氧樹脂、15-25份納米陶瓷、6-10份二氧化鋯、3-6份氧化釔、5-8份玻璃絲綿、1-6份瓷粉、1-10份高嶺土、1-8份云母粉、8-12份鋅粉、2-5份顏料和0.5-1.0份硅類消泡劑。其中，所述的顏料為鈦白粉、炭黑或氧化鐵紅。其中，所述的聚氨酯預(yù)聚體制備方法為：(1)將80-90份聚醚二元醇加入反應(yīng)釜，設(shè)定油浴加熱裝置的溫度為110℃，開啟真空泵，真空度達(dá)到-0.09mpa后開啟攪拌裝置，脫水處理4h；(2)向反應(yīng)釜中加入0.002-0.005份、98wt％濃磷酸，保持-0.09mpa的真空度和攪拌狀態(tài)，關(guān)閉油浴加熱裝置，開啟冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45±5℃,停止攪拌，關(guān)閉真空閥，開啟氮氣保護；(3)繼續(xù)向反應(yīng)釜中加入14.5-18份異氰酸酯，開啟真空泵，真空度達(dá)到-0.09mpa后開啟攪拌裝置，關(guān)閉冷凝水，在80℃條件下反應(yīng)1.5h后，開啟冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)膠液溫度降至50±5℃；(4)最后，向反應(yīng)釜中加入0.8-1.5份脫水劑ti，冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)膠液溫度降至35±5℃后，停止攪拌，制成聚氨酯預(yù)聚體。其中，所述復(fù)合粉體的制備方法為：將0.5-5份氧化石墨烯、10-20份五氧化二釩、10-25份蒙脫石和3-10份苯胺混合，再加入5-20份十二烷基苯磺酸和1.5-7份硫酸銨，發(fā)生聚合反應(yīng)后，去除反應(yīng)懸浮液中的溶液，得到復(fù)合粉體。上述納米陶瓷聚合物重防腐涂料的制備方法，步驟如下：(1)將30-40份聚氨酯預(yù)聚體、15-25份改性丙烯酸酯、10-16份聚苯胺、20-55份復(fù)合粉體、10-15份環(huán)氧樹脂、15-25份納米陶瓷、5-8份玻璃絲綿和0.5-1.0份硅類消泡劑混合；(2)將6-10份二氧化鋯、3-6份氧化釔、1-6份瓷粉、1-10份高嶺土、1-8份云母粉、8-12份鋅粉和2-5份顏料采用納米超細(xì)化處理，使粒度達(dá)到100-500nm，得到混合納米粉料；(3)將步驟(1)的混合與步驟(2)的混合納米粉料混合，充分分散，攪拌均勻，經(jīng)過過濾后，得到涂料。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：1、本發(fā)明將聚苯胺防腐蝕組分和鋅粉結(jié)合起來，起到雙重的協(xié)同防腐蝕作用，防腐蝕性能明顯增強。并且能大幅度的降低鋅粉的用量，制備簡易施工方便，可應(yīng)用于石油化工設(shè)備、管道、碼頭設(shè)施和船舶等的防腐工程。2、本發(fā)明在聚氨酯預(yù)聚體中加入濃磷酸，能夠控制制備的防腐涂料的酸堿度保持中性，有利于防腐涂料的廣泛應(yīng)用。3、本發(fā)明涂料中使用的復(fù)合粉體以氧化石墨烯、五氧化二釩和蒙脫石等無機物作為基體材料，從而大大降低有機物質(zhì)的使用，制得水溶性環(huán)保型防腐涂料；此外，氧化石墨烯、五氧化二釩和蒙脫石均具有良好的耐環(huán)境性能和力學(xué)性能，從而提高防腐涂料的使用壽命；聚苯胺與氧化石墨烯產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，具有良好的金屬防腐功能。4、本發(fā)明使用稀土氧化物和玻璃絲綿，使制得的涂料隔熱效果好，提高防火性能。5、本發(fā)明制得的防腐涂料為納米粉體，能夠降低金屬材料表面的涂裝厚度，制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化批量生產(chǎn)。具體實施方式以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實施例1一種納米陶瓷聚合物重防腐涂料，其組分按如下重量份數(shù)組成：30g聚氨酯預(yù)聚體、15g改性丙烯酸酯、10g聚苯胺、30g復(fù)合粉體、15g環(huán)氧樹脂、20g納米陶瓷、6g二氧化鋯、3g氧化釔、7g玻璃絲綿、1g瓷粉、6g高嶺土、5g云母粉、8g鋅粉、2g鈦白粉和0.5g硅類消泡劑。其中，所述的聚氨酯預(yù)聚體制備方法為：(1)將80g聚醚二元醇加入反應(yīng)釜，設(shè)定油浴加熱裝置的溫度為110℃，開啟真空泵，真空度達(dá)到-0.09mpa后開啟攪拌裝置，脫水處理4h；(2)向反應(yīng)釜中加入0.002g、98wt％濃磷酸，保持-0.09mpa的真空度和攪拌狀態(tài)，關(guān)閉油浴加熱裝置，開啟冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45±5℃,停止攪拌，關(guān)閉真空閥，開啟氮氣保護；(3)繼續(xù)向反應(yīng)釜中加入18g異氰酸酯，開啟真空泵，真空度達(dá)到-0.09mpa后開啟攪拌裝置，關(guān)閉冷凝水，在80℃條件下反應(yīng)1.5h后，開啟冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)膠液溫度降至50±5℃；(4)最后，向反應(yīng)釜中加入1g脫水劑ti，冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)膠液溫度降至35±5℃后，停止攪拌，制成聚氨酯預(yù)聚體。其中，所述復(fù)合粉體的制備方法為：將0.5g氧化石墨烯、20g五氧化二釩、10g蒙脫石和5g苯胺混合，再加入10g十二烷基苯磺酸和5g硫酸銨，發(fā)生聚合反應(yīng)后，去除反應(yīng)懸浮液中的溶液，得到復(fù)合粉體。上述納米陶瓷聚合物重防腐涂料的制備方法，步驟如下：(1)將30g聚氨酯預(yù)聚體、15g改性丙烯酸酯、10g聚苯胺、30g復(fù)合粉體、15g環(huán)氧樹脂、20g納米陶瓷、7g玻璃絲綿和0.5g硅類消泡劑混合；(2)將6g二氧化鋯、3g氧化釔、1g瓷粉、6g高嶺土、5g云母粉、8g鋅粉和2g鈦白粉采用納米超細(xì)化處理，使粒度達(dá)到100-500nm，得到混合納米粉料；(3)將步驟(1)的混合與步驟(2)的混合納米粉料混合，充分分散，攪拌均勻，經(jīng)過過濾后，得到涂料。實施例2一種納米陶瓷聚合物重防腐涂料，其組分按如下重量份數(shù)組成：35g聚氨酯預(yù)聚體、20g改性丙烯酸酯、13g聚苯胺、20g復(fù)合粉體、10g環(huán)氧樹脂、15g納米陶瓷、10g二氧化鋯、6g氧化釔、5g玻璃絲綿、3g瓷粉、1g高嶺土、1g云母粉、12g鋅粉、4g炭黑和0.8g硅類消泡劑。其中，所述的聚氨酯預(yù)聚體制備方法為：(1)將90g聚醚二元醇加入反應(yīng)釜，設(shè)定油浴加熱裝置的溫度為110℃，開啟真空泵，真空度達(dá)到-0.09mpa后開啟攪拌裝置，脫水處理4h；(2)向反應(yīng)釜中加入0.004g、98wt％濃磷酸，保持-0.09mpa的真空度和攪拌狀態(tài)，關(guān)閉油浴加熱裝置，開啟冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45±5℃,停止攪拌，關(guān)閉真空閥，開啟氮氣保護；(3)繼續(xù)向反應(yīng)釜中加入14.5g異氰酸酯，開啟真空泵，真空度達(dá)到-0.09mpa后開啟攪拌裝置，關(guān)閉冷凝水，在80℃條件下反應(yīng)1.5h后，開啟冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)膠液溫度降至50±5℃；(4)最后，向反應(yīng)釜中加入0.8g脫水劑ti，冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)膠液溫度降至35±5℃后，停止攪拌，制成聚氨酯預(yù)聚體。其中，所述復(fù)合粉體的制備方法為：將3g氧化石墨烯、10g五氧化二釩、25g蒙脫石和3g苯胺混合，再加入5g十二烷基苯磺酸和1.5g硫酸銨，發(fā)生聚合反應(yīng)后，去除反應(yīng)懸浮液中的溶液，得到復(fù)合粉體。上述納米陶瓷聚合物重防腐涂料的制備方法，步驟如下：(1)將35g聚氨酯預(yù)聚體、20g改性丙烯酸酯、13g聚苯胺、20g復(fù)合粉體、10g環(huán)氧樹脂、15g納米陶瓷、5g玻璃絲綿和0.8g硅類消泡劑混合；(2)將10g二氧化鋯、6g氧化釔、3g瓷粉、1g高嶺土、1g云母粉、12g鋅粉和4g炭黑采用納米超細(xì)化處理，使粒度達(dá)到100-500nm，得到混合納米粉料；(3)將步驟(1)的混合與步驟(2)的混合納米粉料混合，充分分散，攪拌均勻，經(jīng)過過濾后，得到涂料。實施例3一種納米陶瓷聚合物重防腐涂料，其組分按如下重量份數(shù)組成：40g聚氨酯預(yù)聚體、25g改性丙烯酸酯、16g聚苯胺、50g復(fù)合粉體、13g環(huán)氧樹脂、25g納米陶瓷、8g二氧化鋯、4g氧化釔、8g玻璃絲綿、6g瓷粉、10g高嶺土、8g云母粉、10g鋅粉、5g氧化鐵紅和1g硅類消泡劑。其中，所述的聚氨酯預(yù)聚體制備方法為：(1)將85g聚醚二元醇加入反應(yīng)釜，設(shè)定油浴加熱裝置的溫度為110℃，開啟真空泵，真空度達(dá)到-0.09mpa后開啟攪拌裝置，脫水處理4h；(2)向反應(yīng)釜中加入0.005g、98wt％濃磷酸，保持-0.09mpa的真空度和攪拌狀態(tài)，關(guān)閉油浴加熱裝置，開啟冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45±5℃,停止攪拌，關(guān)閉真空閥，開啟氮氣保護；(3)繼續(xù)向反應(yīng)釜中加入16g異氰酸酯，開啟真空泵，真空度達(dá)到-0.09mpa后開啟攪拌裝置，關(guān)閉冷凝水，在80℃條件下反應(yīng)1.5h后，開啟冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)膠液溫度降至50±5℃；(4)最后，向反應(yīng)釜中加入1.5g脫水劑ti，冷凝水將反應(yīng)釜內(nèi)膠液溫度降至35±5℃后，停止攪拌，制成聚氨酯預(yù)聚體。其中，所述復(fù)合粉體的制備方法為：將5g氧化石墨烯、15g五氧化二釩、15g蒙脫石和10g苯胺混合，再加入20g十二烷基苯磺酸和7g硫酸銨，發(fā)生聚合反應(yīng)后，去除反應(yīng)懸浮液中的溶液，得到復(fù)合粉體。上述納米陶瓷聚合物重防腐涂料的制備方法，步驟如下：(1)將40g聚氨酯預(yù)聚體、25g改性丙烯酸酯、16g聚苯胺、50g復(fù)合粉體、13g環(huán)氧樹脂、25g納米陶瓷、8g玻璃絲綿和1g硅類消泡劑混合；(2)將8g二氧化鋯、4g氧化釔、6g瓷粉、10g高嶺土、8g云母粉、10g鋅粉和5g氧化鐵紅采用納米超細(xì)化處理，使粒度達(dá)到100-500nm，得到混合納米粉料；(3)將步驟(1)的混合與步驟(2)的混合納米粉料混合，充分分散，攪拌均勻，經(jīng)過過濾后，得到涂料。防腐性能測試：將2a12硬鋁表面經(jīng)過處理(5％naoh2min浸泡+5％hno3超聲+水洗、干燥)，將50g本發(fā)明實施例1-3制得的涂料溶于50ml水中獲得水溶性涂料懸浮液，在2a12硬鋁表面涂覆水溶性涂料懸浮液，常溫干燥5-10天。把涂膜浸在3.5％nacl水溶液中，用cs12電化學(xué)工作站測試其塔菲爾曲線。表1為涂覆實施例1-3制得的防腐涂料和為涂覆涂料的鋁合金表面的腐蝕電位對照表，表2為實施例1-3的防腐涂料形成的膜層的物理性能。表1樣品自腐蝕電位(v)自腐蝕電流(a)未涂覆-0.6821.720×10-6涂覆實施例1-0.5211.125×10-7涂覆實施例2-0.5321.213×10-7涂覆實施例3-0.5281.301×10-7表2由表1和表2可以看出，本發(fā)明制得的涂料涂敷在金屬表面，具有較強的防腐功效，且具有優(yōu)良的耐高低溫循環(huán)性能、沖擊強度和耐老化性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12