CN105153873A - 一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其原料按重量份包括2-5分组分甲和1-3份组分乙；组分甲按重量份包括：水性环氧乳液45-55份，丙烯酸树脂17-20份，改性石墨烯增强硅镁胶8-12份，滑石粉6-9份，煅烧高岭土5-7份，分散剂0.4-0.7份，润湿剂0.3-0.6份，消泡剂0.2-0.5份，稳定剂2-5份，缓蚀剂0.8-1.2份，导静电助剂0.5-0.8份，防锈混合颜料5-8份，去离子水10-13份；组分乙按重量份包括：含六元环脂肪胺1.1-1.4份，过氧化苯甲酸0.3-0.6份，丙二醇丁醚2-4份，去离子水5-8份。本发明韧性好、强度高，且具备优异的导静电性能和防腐性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料。
背景技术
当前，大量应用于石油、石化等重防腐领域的防腐涂料都是溶剂型涂料。这些涂料都是以易燃易爆的甲苯、二甲苯、溶剂油等作为稀释剂，不但存在污染问题，且存在施工过程中的安全隐患。在保护生态、节能减排、发展环境友好型涂料的大环境下，以水为稀释剂的水性导静电环氧防腐涂料必将成为石油、石化等重防腐领域一款强力产品。它与相应的溶剂型涂料相比，各种耐抗性能毫不逊色，尤其在节能减排方面，它无毒、无刺激性味道、无污染、不挥发有害物质；不燃不爆，施工安全便捷，施工人员洗手和清洗施工工具无需使用溶剂型稀释剂，既保证了身体健康，又节省了稀料，降低了施工成本。然而水性导静电防腐涂料的韧性和强度往往不足，成为目前涂料生产企业研发方向。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料，韧性好、强度高，且具备优异的导静电性能和防腐性能。
本发明提出的一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其原料按重量份包括2-5分组分甲和1-3份组分乙；
组分甲按重量份包括：水性环氧乳液45-55份，丙烯酸树脂17-20份，改性石墨烯增强硅镁胶8-12份，滑石粉6-9份，煅烧高岭土5-7份，分散剂0.4-0.7份，润湿剂0.3-0.6份，消泡剂0.2-0.5份，稳定剂2-5份，缓蚀剂0.8-1.2份，导静电助剂0.5-0.8份，防锈混合颜料5-8份，去离子水10-13份；
组分乙按重量份包括：含六元环脂肪胺1.1-1.4份，过氧化苯甲酸0.3-0.6份，丙二醇丁醚2-4份，去离子水5-8份。
优选地，组分甲中，水性环氧乳液、丙烯酸树脂、改性石墨烯增强硅镁胶的重量比为47-53：18-19：9-10。
优选地，其原料按重量份包括3-4分组分甲和1.8-2.2份组分乙；
组分甲按重量份包括：水性环氧乳液47-53份，丙烯酸树脂18-19份，改性石墨烯增强硅镁胶9-10份，滑石粉7-8份，煅烧高岭土5.5-6份，分散剂0.5-0.6份，润湿剂0.4-0.5份，消泡剂0.3-0.4份，稳定剂3-4份，缓蚀剂0.9-1.1份，导静电助剂0.6-0.7份，防锈混合颜料6-7份，去离子水11-12份；
组分乙按重量份包括：含六元环脂肪胺1.2-1.3份，过氧化苯甲酸0.4-0.5份，丙二醇丁醚2.5-3份，去离子水6-7份。
优选地，组分甲中，水性环氧乳液中固体含量为50-55wt％。
优选地，组分甲中，防锈混合颜料是由磷铁粉、磷酸锌按重量比4-5：2-3混合制成的。
优选地，改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：将石墨、硝酸钾投入硫酸溶液中，搅拌后加入高锰酸钾，静置得到溶液A；将溶液A和过氧化氢溶液加入去离子水中，静置后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯、碳纳米管放入石英管后，升温，保温后，降温得到改性石墨烯；将水玻璃加入氯化镁溶液后，升温，静置得到溶液B；向溶液B中投入改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
优选地，改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：将石墨、硝酸钾投入质量分数为30-33wt％的硫酸溶液中，搅拌后加入高锰酸钾，静置7-8h得到溶液A；将溶液A和质量分数为30-35wt％的过氧化氢溶液加入去离子水中，静置1-2h后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯、碳纳米管放入石英管后，升温至1100-1150℃，保温2-3min后，降温得到改性石墨烯；将水玻璃加入质量分数为5-7wt％的氯化镁溶液后，接着放入温度为60-70℃的恒温设备中静置12-14h得到溶液B；向溶液B中投入改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
优选地，改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：按重量份将2-5份石墨、2-5份硝酸钾投入10-13份质量分数为30-33wt％的硫酸溶液中，搅拌后加入5-7份高锰酸钾，静置7-8h得到溶液A；将溶液A和8-10份质量分数为30-35wt％的过氧化氢溶液加入50-55份去离子水中，静置1-2h后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将10-15份氧化石墨烯、1-1.5份碳纳米管放入石英管后，升温至1100-1150℃，保温2-3min后，降温得到改性石墨烯；将8-12份水玻璃加入25-28份质量分数为5-7wt％的氯化镁溶液后，接着放入温度为60-70℃的恒温设备中静置12-14h得到溶液B；向溶液B中投入4-7份改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
优选地，改性石墨烯增强硅镁胶的制备过程中，烘干的温度为90-95℃，烘干的时间为8-10h。
本发明在制备过程中采用水性环氧乳液、丙烯酸树脂配合作为成膜物质，大大提高了本发明的韧性、强度和防腐性能；辅助添加的改性石墨烯增强硅镁胶能够与本发明其他物料极好地相容，同时大大增强了本发明的耐磨性能、韧性、强度、抗冲击性能和防腐导静电性能，其制备过程中，将石墨置于特定浓度硝酸钾和硫酸溶液中，能够将石墨片层逐步剥离，接着添加的高锰酸钾作为催化剂能够加剧这一过程，从而形成均匀、光滑的石墨烯片层；接着添加的特定浓度过氧化氢溶液氧化能力极强，能够将大量羟基扦插入石墨烯之中；而接下来的洗涤中，水分子会逐渐插入石墨烯片层中，从而得到均匀分散的氧化石墨烯水溶液，接着喷雾干燥得到的氧化石墨烯与碳纳米管放入石英管并加热时，氧化石墨烯粉体的体积迅速膨胀扩容，能够更好地与其他物料相容；而碳纳米管经高温处理后，部分不稳定碳键断裂扦插入石墨烯中；将水玻璃和特定浓度的氯化镁溶液按特定比例混合制备的硅镁胶具有极佳的吸附能力，经添加改性石墨烯后，进一步提高了抗冲击和耐磨性能，同时，由于改性石墨烯中扦插了由碳纳米管经高温处理形成的碳键，使改性石墨烯增强硅镁胶具有极佳的柔韧性和延展性，便于粉碎和过筛形成改性石墨烯增强硅镁胶成品；而滑石粉、煅烧高岭土的添加提高了本发明的容积，降低了成本；导静电助剂的添加，使本发明的成膜物质具有优良的导静电性能；特定比例磷铁粉、磷酸锌作为防锈混合颜料添加，一是增强了本发明的防腐防锈性，二是使本发明颜色纯正，便于施用。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其原料按重量份包括2分组分甲和3份组分乙；
组分甲按重量份包括：固体含量为50wt％的水性环氧乳液55份，丙烯酸树脂17份，改性石墨烯增强硅镁胶12份，滑石粉6份，煅烧高岭土7份，分散剂0.4份，润湿剂0.6份，消泡剂0.2份，稳定剂5份，缓蚀剂0.8份，导静电助剂0.8份，防锈混合颜料5份，去离子水13份；其中，防锈混合颜料是由磷铁粉、磷酸锌按重量比5：2混合制成的；
组分乙按重量份包括：含六元环脂肪胺1.4份，过氧化苯甲酸0.3份，丙二醇丁醚4份，去离子水5份；
改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：按重量份将5份石墨、2份硝酸钾投入13份质量分数为30wt％的硫酸溶液中，搅拌后加入7份高锰酸钾，静置7h得到溶液A；将溶液A和10份质量分数为30wt％的过氧化氢溶液加入55份去离子水中，静置1h后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将15份氧化石墨烯、1份碳纳米管放入石英管后，升温至1150℃，保温2min后，降温得到改性石墨烯；将12份水玻璃加入25份质量分数为7wt％的氯化镁溶液后，接着放入温度为60℃的恒温设备中静置14h得到溶液B；向溶液B中投入4份改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干8h，烘干的温度为95℃，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
实施例2
本发明提出的一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其原料按重量份包括5分组分甲和1份组分乙；
组分甲按重量份包括：固体含量为55wt％的水性环氧乳液45份，丙烯酸树脂20份，改性石墨烯增强硅镁胶8份，滑石粉9份，煅烧高岭土5份，分散剂0.7份，润湿剂0.3份，消泡剂0.5份，稳定剂2份，缓蚀剂1.2份，导静电助剂0.5份，防锈混合颜料8份，去离子水10份；其中，防锈混合颜料是由磷铁粉、磷酸锌按重量比4：3混合制成的；
组分乙按重量份包括：含六元环脂肪胺1.1份，过氧化苯甲酸0.6份，丙二醇丁醚2份，去离子水8份；
改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：按重量份将2份石墨、5份硝酸钾投入10份质量分数为33wt％的硫酸溶液中，搅拌后加入5份高锰酸钾，静置8h得到溶液A；将溶液A和8份质量分数为35wt％的过氧化氢溶液加入50份去离子水中，静置2h后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将10份氧化石墨烯、1.5份碳纳米管放入石英管后，升温至1100℃，保温3min后，降温得到改性石墨烯；将8份水玻璃加入28份质量分数为5wt％的氯化镁溶液后，接着放入温度为70℃的恒温设备中静置12h得到溶液B；向溶液B中投入7份改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干10h，烘干的温度为90℃，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
实施例3
本发明提出的一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其原料按重量份包括3分组分甲和2.2份组分乙；
组分甲按重量份包括：固体含量为53wt％的水性环氧乳液53份，丙烯酸树脂18份，改性石墨烯增强硅镁胶10份，滑石粉7份，煅烧高岭土6份，分散剂0.5份，润湿剂0.5份，消泡剂0.3份，稳定剂4份，缓蚀剂0.9份，导静电助剂0.7份，防锈混合颜料6份，去离子水12份；其中，防锈混合颜料是由磷铁粉、磷酸锌按重量比4.5：3混合制成的；
组分乙按重量份包括：含六元环脂肪胺1.2份，过氧化苯甲酸0.5份，丙二醇丁醚2.5份，去离子水7份；
改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：按重量份将3份石墨、4份硝酸钾投入11份质量分数为32wt％的硫酸溶液中，搅拌后加入6份高锰酸钾，静置7.5h得到溶液A；将溶液A和8.5份质量分数为33wt％的过氧化氢溶液加入53份去离子水中，静置1.8h后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将11份氧化石墨烯、1.3份碳纳米管放入石英管后，升温至1120℃，保温3min后，降温得到改性石墨烯；将9份水玻璃加入27份质量分数为6wt％的氯化镁溶液后，接着放入温度为67℃的恒温设备中静置12.5h得到溶液B；向溶液B中投入6份改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干9h，烘干的温度为92℃，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
实施例4
本发明提出的一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其原料按重量份包括4分组分甲和1.8份组分乙；
组分甲按重量份包括：固体含量为52wt％的水性环氧乳液47份，丙烯酸树脂19份，改性石墨烯增强硅镁胶9份，滑石粉8份，煅烧高岭土5.5份，分散剂0.6份，润湿剂0.4份，消泡剂0.4份，稳定剂3份，缓蚀剂1.1份，导静电助剂0.6份，防锈混合颜料7份，去离子水11份；其中，防锈混合颜料是由磷铁粉、磷酸锌按重量比5：2.5混合制成的；
组分乙按重量份包括：含六元环脂肪胺1.3份，过氧化苯甲酸0.4份，丙二醇丁醚3份，去离子水6份；
改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：按重量份将4份石墨、3份硝酸钾投入12份质量分数为31wt％的硫酸溶液中，搅拌后加入6.5份高锰酸钾，静置7.2h得到溶液A；将溶液A和9份质量分数为32wt％的过氧化氢溶液加入54份去离子水中，静置1.5h后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将14份氧化石墨烯、1.2份碳纳米管放入石英管后，升温至1130℃，保温2.5min后，降温得到改性石墨烯；将10份水玻璃加入26份质量分数为7wt％的氯化镁溶液后，接着放入温度为63℃的恒温设备中静置13h得到溶液B；向溶液B中投入5份改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干8.5h，烘干的温度为93℃，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其特征在于，其原料按重量份包括2-5分组分甲和1-3份组分乙；
组分甲按重量份包括：水性环氧乳液45-55份，丙烯酸树脂17-20份，改性石墨烯增强硅镁胶8-12份，滑石粉6-9份，煅烧高岭土5-7份，分散剂0.4-0.7份，润湿剂0.3-0.6份，消泡剂0.2-0.5份，稳定剂2-5份，缓蚀剂0.8-1.2份，导静电助剂0.5-0.8份，防锈混合颜料5-8份，去离子水10-13份；
组分乙按重量份包括：含六元环脂肪胺1.1-1.4份，过氧化苯甲酸0.3-0.6份，丙二醇丁醚2-4份，去离子水5-8份。
2.根据权利要求1所述高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其特征在于，组分甲中，水性环氧乳液、丙烯酸树脂、改性石墨烯增强硅镁胶的重量比为47-53：18-19：9-10。
3.根据权利要求1或2所述高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其特征在于，其原料按重量份包括3-4分组分甲和1.8-2.2份组分乙；
组分甲按重量份包括：水性环氧乳液47-53份，丙烯酸树脂18-19份，改性石墨烯增强硅镁胶9-10份，滑石粉7-8份，煅烧高岭土5.5-6份，分散剂0.5-0.6份，润湿剂0.4-0.5份，消泡剂0.3-0.4份，稳定剂3-4份，缓蚀剂0.9-1.1份，导静电助剂0.6-0.7份，防锈混合颜料6-7份，去离子水11-12份；
组分乙按重量份包括：含六元环脂肪胺1.2-1.3份，过氧化苯甲酸0.4-0.5份，丙二醇丁醚2.5-3份，去离子水6-7份。
4.根据权利要求1-3任一项所述高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其特征在于，组分甲中，水性环氧乳液中固体含量为50-55wt％。
5.根据权利要求1-4任一项所述高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其特征在于，组分甲中，防锈混合颜料是由磷铁粉、磷酸锌按重量比4-5：2-3混合制成的。
6.根据权利要求1-5任一项所述高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其特征在于，改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：将石墨、硝酸钾投入硫酸溶液中，搅拌后加入高锰酸钾，静置得到溶液A；将溶液A和过氧化氢溶液加入去离子水中，静置后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯、碳纳米管放入石英管后，升温，保温后，降温得到改性石墨烯；将水玻璃加入氯化镁溶液后，升温，静置得到溶液B；向溶液B中投入改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
7.根据权利要求1-6任一项所述高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其特征在于，改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：将石墨、硝酸钾投入质量分数为30-33wt％的硫酸溶液中，搅拌后加入高锰酸钾，静置7-8h得到溶液A；将溶液A和质量分数为30-35wt％的过氧化氢溶液加入去离子水中，静置1-2h后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯、碳纳米管放入石英管后，升温至1100-1150℃，保温2-3min后，降温得到改性石墨烯；将水玻璃加入质量分数为5-7wt％的氯化镁溶液后，接着放入温度为60-70℃的恒温设备中静置12-14h得到溶液B；向溶液B中投入改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
8.根据权利要求1-7任一项所述高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其特征在于，改性石墨烯增强硅镁胶的制备方法如下：按重量份将2-5份石墨、2-5份硝酸钾投入10-13份质量分数为30-33wt％的硫酸溶液中，搅拌后加入5-7份高锰酸钾，静置7-8h得到溶液A；将溶液A和8-10份质量分数为30-35wt％的过氧化氢溶液加入50-55份去离子水中，静置1-2h后，洗涤，喷雾干燥得到氧化石墨烯；将10-15份氧化石墨烯、1-1.5份碳纳米管放入石英管后，升温至1100-1150℃，保温2-3min后，降温得到改性石墨烯；将8-12份水玻璃加入25-28份质量分数为5-7wt％的氯化镁溶液后，接着放入温度为60-70℃的恒温设备中静置12-14h得到溶液B；向溶液B中投入4-7份改性石墨烯，搅拌均匀后，烘干，冷却，粉碎，过筛得到改性石墨烯增强硅镁胶。
9.根据权利要求1-8任一项所述高韧性高强度水性导静电防腐涂料，其特征在于，改性石墨烯增强硅镁胶的制备过程中，烘干的温度为90-95℃，烘干的时间为8-10h。
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| CN106519851A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-22 | 郑州圣莱特空心微珠新材料有限公司 | 一种防静电重浆型防腐涂料 |
| CN108359378A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-03 | 合肥钢骨玻璃制品有限公司 | 一种用于建筑玻璃的涂层组合物及其制备方法 |
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