CN105176321B

CN105176321B - 一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆及其制备方法

Info

Publication number: CN105176321B
Application number: CN201510662510.XA
Authority: CN
Inventors: 江拥; 解宝盛; 徐艳
Original assignee: JIANGSU HUAXIA PAINT-MAKING CO LTD
Current assignee: JIANGSU HUAXIA PAINT-MAKING CO LTD
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2017-11-21
Anticipated expiration: 2035-10-08
Also published as: CN105176321A

Abstract

本发明提供了一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆及其制备方法，所述底漆由A组分和B组分组成，A组分包括：水性环氧固化剂、钛白粉、水性铝银浆、碳黑、石墨烯、纳米硫酸钡、水性磷酸锌、铁钛粉、分散剂、消泡剂、抑泡剂、助溶剂、润湿剂、中和剂、水性聚酰胺蜡浆、防闪锈剂、去离子水；B组分为水性酚醛环氧树脂乳液。其制备方法为先制备A组分，在使用过程中，再将A组分与B组分混合。本发明的防腐底漆通过引入石墨烯，大大提升了涂层的耐水性、耐酸性、耐碱性、耐盐性、耐丙酮性以及耐盐雾性能，说明在水性酚醛环氧防腐漆中引入氧化石墨烯后，对涂层的防护性能可以得到提升，完全满足于市场及行业需求。

Description

一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆及其制备方法。

背景技术

目前，每年全世界约有30％的钢铁锈蚀，10％的钢铁变成无用的铁锈，每年因腐蚀造成的经济损失高达7000亿美元。金属腐蚀对现代工业和国民经济造成了直接的经济损失和资源的大量浪费。金属腐蚀对现代工业造成严重破坏，不仅造成严重的直接损失，而且造成停工、停产的间接损失也是难于估计的，甚至会危及人民的生命和财产安全。

长期以来，人们一直采用各种技术对金属进行保护，常用的方法是在金属表面涂上防腐蚀涂料，其原理是它对酸、盐等腐蚀介质显示化学惰性，且介电常数高，阻止了腐蚀电路的形成，因此阻隔了金属与腐蚀介质的接触。

常用的防腐蚀涂料有防锈剂、防锈漆和合成树脂防涂料等。防锈剂外观呈无色至淡黄色透明状液体，是一种高效的合成渗透剂，具有渗透除锈、松动润滑、抵制腐蚀、保护金属等性能。防锈漆主要是利用化学性质比较稳定的物理防锈颜料来提高涂层的致密度从而起到防锈的作用，这一类有铁红醇酸漆、云母氧化铁防锈漆、石墨防锈漆等。合成树脂防涂料则包括环氧树脂涂料、天然树脂涂料、酚醛树脂涂料、氨基树脂涂料等。这些被广泛用于建筑、桥梁、琯道、工业设备、冶金、模具、船运、通讯设备、交通工具等金属表面的防腐蚀。一般情况下，这些领域的使用环境较为恶劣，金属长期浸泡在酸性溶液(环境)或海水中，防腐蚀涂层的抗渗、保护性能、机械强度和使用寿命受到限制。

石墨烯是一种仅有一个原子厚度的碳薄板，当接触到水或蒸汽时，含有石墨烯的涂层就扮演分子筛的角色，允许一定尺寸以下的小分子通过，内部拥有上千万个微小鳞片，无序地彼此堆叠在一起，之间留有纳米大小的毛细空隙，大大阻止了水或蒸汽与金属表面的接触，从而完全起到隔离的作用，达到对金属防护的效果。同时石墨烯涂料在力学上更为坚固，对气体、液体以及化学品都有完全的不透水性，使石黑烯涂层具有非常优异的耐强酸、强碱性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆及其制备方法，所得防腐底漆涂层具有优异的耐水性、耐酸性、耐碱性、耐盐性、耐丙酮性以及耐盐雾性能。

一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆，由A组分和B组分组成，A组分以重量份计包括：水性环氧固化剂15～20份、钛白粉10～15份、水性铝银浆1～2份、碳黑0.2～0.8份、石墨烯1～3份、纳米硫酸钡10～20份、水性磷酸锌5～12份、铁钛粉15～22份、分散剂0.3～0.5份、消泡剂0.1～0.2份、抑泡剂0.1～0.2份、助溶剂2～3.5份、润湿剂0.1～0.3份、中和剂0.5～0.8份、水性聚酰胺蜡浆2～5份、防闪锈剂0.5～1份、去离子水30～50份；B组分为水性酚醛环氧树脂乳液。

作为上述发明的进一步改进，所述助溶剂为乙二醇单丁醚。

作为上述发明的进一步改进，A组分与B组分的重量比为5：1～4。

作为上述发明的进一步改进，A组分中还包括甲基丙烯酸羟乙酯0.1～0.6份。

作为上述发明的进一步改进，A组分中还包括十八烷基三甲基氯化铵2～7份。

上述水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆的制备方法，其中，A组分通过以下步骤制备：步骤1，将中和剂、水性环氧固化剂、分散剂、抑泡剂、消泡剂、防闪锈剂加至去离子水中，400～600rpm搅拌5～10min，步骤2，在400～600rpm条件下边搅拌边加入钛白粉、碳黑、水性磷酸锌，600～800rpm分散15～20min，研磨至细度为30μμm，步骤3，在400～600rpm条件下边搅拌边加入水性聚酰胺蜡浆、纳米硫酸钡、石墨烯、铁钛粉，600～800rpm分散15～20min，步骤4，加入水性铝银浆和助溶剂的混合物、润湿剂，600～800rpm搅拌5～10min，即可；将A组分与B组分混合，即得。

作为上述发明的进一步改进，步骤2中还需要加入甲基丙烯酸羟乙酯。

作为上述发明的进一步改进，步骤4中还需要加入十八烷基三甲基氯化铵。

本发明的防腐底漆通过引入石墨烯，大大提升了涂层的耐水性、耐酸性、耐碱性、耐盐性、耐丙酮性以及耐盐雾性能，说明在水性酚醛环氧防腐漆中引入氧化石墨烯后，对涂层的防护性能可以得到提升，完全满足于市场及行业需求。

具体实施方式

以下实施例采用的原料为：

水性酚醛环氧树脂乳液(EP5003，美国迈图)

钛白粉(257，攀钢钛白)

碳黑(MA-100，日本三菱)

水性铝银浆(XH330，深圳新航旺)

水性磷酸锌(MT601，重庆麦图科技)

纳米硫酸钡(BS80，北京金斑马)

石墨烯(氧化石墨烯，苏州恒球)

铁钛粉(X-500，江苏万达)

分散剂(755W，迪高)

消泡剂(2550，巴斯夫)

抑泡剂(BL-100，苏州百斯盾)

润湿剂(67，海铭斯化学)

水性聚酰胺蜡浆(AHQ800，立骅鑫)

助溶剂(乙二醇单丁醚，中石化)

水性环氧固化剂(3986，亨斯迈)

中和剂(DMAE，海铭斯化学)

防闪锈剂(ZT-709，海川化工)

实施例1

一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆，由A组分和B组分按重量比5：2组成，A组分以重量份计包括：水性环氧固化剂15份、钛白粉10份、水性铝银浆1份、碳黑0.2份、石墨烯1份、纳米硫酸钡10份、水性磷酸锌5份、铁钛粉15份、分散剂0.3份、消泡剂0.1份、抑泡剂0.1份、助溶剂2份、润湿剂0.1份、中和剂0.5份、水性聚酰胺蜡浆2份、防闪锈剂0.5份、去离子水30份；B组分为水性酚醛环氧树脂乳液。

所述助溶剂为乙二醇单丁醚。

上述水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆的制备方法，其中，A组分通过以下步骤制备：步骤1，将中和剂、水性环氧固化剂、分散剂、抑泡剂、消泡剂、防闪锈剂加至去离子水中，400rpm搅拌10min，步骤2，在600rpm条件下边搅拌边加入钛白粉、碳黑、水性磷酸锌，600rpm分散20min，研磨至细度为30μm，步骤3，在400rpm条件下边搅拌边加入水性聚酰胺蜡浆、纳米硫酸钡、石墨烯、铁钛粉，800rpm分散15min，步骤4，加入水性铝银浆和助溶剂的混合物、润湿剂，600rpm搅拌10min，即可；将A组分与B组分混合，即得。

实施例2

一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆，由A组分和B组分按重量比5：4组成，A组分以重量份计包括：水性环氧固化剂19份、钛白粉12份、水性铝银浆2份、碳黑0.5份、石墨烯2份、纳米硫酸钡17份、水性磷酸锌11份、铁钛粉17份、分散剂0.3份、消泡剂0.1份、抑泡剂0.2份、助溶剂2.8份、润湿剂0.1份、中和剂0.6份、水性聚酰胺蜡浆3份、防闪锈剂0.8份、去离子水37份；B组分为水性酚醛环氧树脂乳液。

所述助溶剂为乙二醇单丁醚。

上述水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆的制备方法，其中，A组分通过以下步骤制备：步骤1，将中和剂、水性环氧固化剂、分散剂、抑泡剂、消泡剂、防闪锈剂加至去离子水中，600rpm搅拌5min，步骤2，在400rpm条件下边搅拌边加入钛白粉、碳黑、水性磷酸锌，600rpm分散20min，研磨至细度为30μm，步骤3，在600rpm条件下边搅拌边加入水性聚酰胺蜡浆、纳米硫酸钡、石墨烯、铁钛粉，800rpm分散20min，步骤4，加入水性铝银浆和助溶剂的混合物、润湿剂，800rpm搅拌10min，即可；将A组分与B组分混合，即得。

实施例3

一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆，由A组分和B组分按重量比5：1组成，A组分以重量份计包括：水性环氧固化剂19份、钛白粉11份、水性铝银浆2份、碳黑0.4份、石墨烯3份、纳米硫酸钡13份、水性磷酸锌8份、铁钛粉18份、分散剂0.4份、消泡剂0.1份、抑泡剂0.2份、助溶剂3.2份、润湿剂0.1份、中和剂0.6份、水性聚酰胺蜡浆3份、防闪锈剂0.8份、去离子水45份；B组分为水性酚醛环氧树脂乳液。

所述助溶剂为乙二醇单丁醚。

上述水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆的制备方法，其中，A组分通过以下步骤制备：步骤1，将中和剂、水性环氧固化剂、分散剂、抑泡剂、消泡剂、防闪锈剂加至去离子水中，500rpm搅拌8min，步骤2，在600rpm条件下边搅拌边加入钛白粉、碳黑、水性磷酸锌，700rpm分散20min，研磨至细度为30μm，步骤3，在400rpm条件下边搅拌边加入水性聚酰胺蜡浆、纳米硫酸钡、石墨烯、铁钛粉，600rpm分散15min，步骤4，加入水性铝银浆和助溶剂的混合物、润湿剂，800rpm搅拌5min，即可；将A组分与B组分混合，即得。

实施例4

一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆，由A组分和B组分按重量比5：1组成，A组分以重量份计包括：水性环氧固化剂20份、钛白粉15份、水性铝银浆2份、碳黑0.8份、石墨烯3份、纳米硫酸钡20份、水性磷酸锌12份、铁钛粉22份、分散剂0.5份、消泡剂0.2份、抑泡剂0.2份、助溶3.5份、润湿剂0.3份、中和剂0.8份、水性聚酰胺蜡浆5份、防闪锈剂1份、去离子水50份；B组分为水性酚醛环氧树脂乳液。

所述助溶剂为乙二醇单丁醚。

上述水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆的制备方法，其中，A组分通过以下步骤制备：步骤1，将中和剂、水性环氧固化剂、分散剂、抑泡剂、消泡剂、防闪锈剂加至去离子水中，600rpm搅拌10min，步骤2，在500rpm条件下边搅拌边加入钛白粉、碳黑、水性磷酸锌，700rpm分散15min，研磨至细度为30μm，步骤3，在600rpm条件下边搅拌边加入水性聚酰胺蜡浆、纳米硫酸钡、石墨烯、铁钛粉，700rpm分散15min，步骤4，加入水性铝银浆和助溶剂的混合物、润湿剂，800rpm搅拌10min，即可；将A组分与B组分混合，即得。

实施例5

本实施例与实施例3的区别在于：A组分中还包括甲基丙烯酸羟乙酯0.1～0.6份。

一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆，由A组分和B组分按重量比5：1组成，A组分以重量份计包括：水性环氧固化剂19份、钛白粉11份、水性铝银浆2份、碳黑0.4份、石墨烯3份、纳米硫酸钡13份、水性磷酸锌8份、铁钛粉18份、分散剂0.4份、消泡剂0.1份、抑泡剂0.2份、助溶剂3.2份、润湿剂0.1份、中和剂0.6份、水性聚酰胺蜡浆3份、防闪锈剂0.8份、去离子水45份、甲基丙烯酸羟乙酯0.5份；B组分为水性酚醛环氧树脂乳液。

所述助溶剂为乙二醇单丁醚。

上述水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆的制备方法，其中，A组分通过以下步骤制备：步骤1，将中和剂、水性环氧固化剂、分散剂、抑泡剂、消泡剂、防闪锈剂加至去离子水中，500rpm搅拌8min，步骤2，在600rpm条件下边搅拌边加入钛白粉、碳黑、水性磷酸锌和甲基丙烯酸羟乙酯，700rpm分散20min，研磨至细度为30μm，步骤3，在400rpm条件下边搅拌边加入水性聚酰胺蜡浆、纳米硫酸钡、石墨烯、铁钛粉，600rpm分散15min，步骤4，加入水性铝银浆和助溶剂的混合物、润湿剂，800rpm搅拌5min，即可；将A组分与B组分混合，即得。

实施例6

本实施例与实施例5的区别在于：A组分中还包括十八烷基三甲基氯化铵2～7份。

一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆，由A组分和B组分按重量比5：1组成，A组分以重量份计包括：水性环氧固化剂19份、钛白粉11份、水性铝银浆2份、碳黑0.4份、石墨烯3份、纳米硫酸钡13份、水性磷酸锌8份、铁钛粉18份、分散剂0.4份、消泡剂0.1份、抑泡剂0.2份、助溶剂3.2份、润湿剂0.1份、中和剂0.6份、水性聚酰胺蜡浆3份、防闪锈剂0.8份、去离子水45份、甲基丙烯酸羟乙酯0.5份、十八烷基三甲基氯化铵5份；B组分为水性酚醛环氧树脂乳液。

所述助溶剂为乙二醇单丁醚。

上述水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆的制备方法，其中，A组分通过以下步骤制备：步骤1，将中和剂、水性环氧固化剂、分散剂、抑泡剂、消泡剂、防闪锈剂加至去离子水中，500rpm搅拌8min，步骤2，在600rpm条件下边搅拌边加入钛白粉、碳黑、水性磷酸锌和甲基丙烯酸羟乙酯，700rpm分散20min，研磨至细度为30μm，步骤3，在400rpm条件下边搅拌边加入水性聚酰胺蜡浆、纳米硫酸钡、石墨烯、铁钛粉，600rpm分散15min，步骤4，加入水性铝银浆和助溶剂的混合物、润湿剂、十八烷基三甲基氯化铵，800rpm搅拌5min，即可；将A组分与B组分混合，即得。

性能测试

试验方法：将各个实施例中的A组分与B组分按照重量调漆，采用去离子蒸馏水进行稀释至喷涂粘度(40-50S，T-4杯)，标准马口铁片进行磷化或打磨处理，马口铁片上厚度控制在20-30μm，待48小时完全实干后做综合性能测试，型式检验干板厚度控制在80-100μm，待7天完全实干后做型式检测。干燥时间依照GB/T1728，附着力依照GB/T1720，冲击性依照GB/T1732，韧性依照GB/T1731，粘度依据GB/T1723，耐中性盐雾依照GB/T1771。结果如下表所示。

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							表干，h	0.4	0.6	0.9	0.7	1	0.7
实干，h	15	18	20	18	24	18
							附着力，级	1	1	1	1	1	1
冲击，cm	50	50	50	50	50	50
							韧性，mm	1	1	1	1	1	1
硬度，H	2H	2H	2H	2H	2H	2H
							耐水性，h	360	360	420	400	＞720	＞720
耐盐雾性，h	2000	2000	2200	2100	＞3000	＞4200
							耐10％硫酸溶液，h	360	360	420	390	720	1000
耐10％氢氧化钠，h	360	360	380	370	720	1000
							耐10％氯化钠，h	360	360	410	400	720	1000
一道涂装不流挂厚度，μm	200	200	200	200	200	200

本发明的防腐底漆具有优异的耐水性、耐酸性、耐碱性、耐盐性、耐丙酮性以及耐盐雾性能。实施例5中，通过甲基丙烯酸羟乙酯的引入，可以提高防腐底漆的各项性能；实施例6中，十八烷基三甲基氯化铵可以和甲基丙烯酸羟乙酯产生协同作用，进一步提高防腐底漆的性能。

Claims

1.一种水性酚醛环氧石墨烯防腐底漆，其特征在于：由A组分和B组分按重量比5：1组成，A组分以重量份计包括：水性环氧固化剂19份、钛白粉11份、水性铝银浆2份、碳黑0.4份、石墨烯3份、纳米硫酸钡13份、水性磷酸锌8份、铁钛粉18份、分散剂0.4份、消泡剂0.1份、抑泡剂0.2份、助溶剂3.2份、润湿剂0.1份、中和剂0.6份、水性聚酰胺蜡浆3份、防闪锈剂0.8份、去离子水45份、甲基丙烯酸羟乙酯0.5份、十八烷基三甲基氯化铵5份；B组分为水性酚醛环氧树脂乳液；

所述助溶剂为乙二醇单丁醚；

其中，A组分通过以下步骤制备：步骤1，将中和剂、水性环氧固化剂、分散剂、抑泡剂、消泡剂、防闪锈剂加至去离子水中，500rpm搅拌8min，步骤2，在600rpm条件下边搅拌边加入钛白粉、碳黑、水性磷酸锌和甲基丙烯酸羟乙酯，700rpm分散20min，研磨至细度为30μm，步骤3，在400rpm条件下边搅拌边加入水性聚酰胺蜡浆、纳米硫酸钡、石墨烯、铁钛粉，600rpm分散15min，步骤4，加入水性铝银浆和助溶剂的混合物、润湿剂、十八烷基三甲基氯化铵，800rpm搅拌5min，即可；将A组分与B组分混合，即得。