CN106433405A - 一种聚苯胺石墨烯防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚苯胺石墨烯防腐涂料及其制备方法，其中聚苯胺石墨烯防腐涂料，由以下组分组成：润湿分散剂；消泡剂；流平剂；固化剂；固化促进剂；溶剂；环氧树脂；丙烯酸树脂；填料；聚苯胺石墨烯复合材料；硅微粉；其中制备方法，包括以下步骤：1)将环氧树脂与溶剂倒入球磨罐中，混合均匀，得到混合液；2)将填料、聚苯胺石墨烯复合材料和硅微粉加入混合液中，研磨，再加入固化剂和固化促进剂，得到研磨液；3)在研磨液中加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂和丙烯酸树脂，搅拌混合均匀，得到聚苯胺石墨烯防腐涂料；该防腐涂料有良好的绝缘性、利于抵抗涂膜物理损坏、耐久性好，综合性能优良，起到防腐的作用。

Description

一种聚苯胺石墨烯防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚苯胺石墨烯防腐涂料及其制备方法，属于建筑涂料技术领域。

背景技术

金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀(Metallic Corrosion)。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命。金属的腐蚀现象非常普遍。其中用量最大的金属—铁制品的腐蚀最为常见。造成金属材料的腐蚀因素有很多，其中包括，空气或液体中的盐度、温度、pH值及微生物腐蚀。常规的防腐措施是，在金属的表面涂抹一层防腐涂料，以将金属与空气隔离，达到防腐的效果。

有报道指出，应用与电学领域的石墨烯材料，也可用于制备防腐涂料，具有良好的效果。石墨烯本身具有憎水憎油性，其片层结构具有“迷宫”效应，可阻碍水、腐蚀性离子等向金属基材的渗透，延缓金属基材的腐蚀速度，进而对底材起到防腐的作用。即便如此，但当石墨烯用量过多时，会产生自身团聚，破坏其分散的均匀性、致密性，其导电性能(导电网络结构受损，形成点接触或线接触)、机械性能(石墨烯发生团聚，涂膜内部产生应力集中)、防腐性能反而下降。有研究者以石墨烯为原料，制备聚苯胺石墨烯复合材料，添加到防腐涂料体系后涂膜的综合性能大幅提高，如所需涂层厚度降低，涂层附着力、耐磨性增加，但其防腐性能还需进一步研究。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种聚苯胺石墨烯防腐涂料，该防腐涂料有良好的绝缘性、利于抵抗涂膜物理损坏、耐久性好，综合性能优良，起到防腐的作用。

实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种聚苯胺石墨烯防腐涂料，由按重量份计的以下组分组成：

作为优选，由按重量份计的以下组分组成：

作为优选，所述润湿分散剂为pH9～12的聚丙烯酸-聚氧化乙烯。

作为优选，所消泡剂为有机改性聚硅氧烷。

作为优选，所述流平剂为聚丙烯酸乙酯。

作为优选，所述固化剂为聚醚胺或二氧乙基三胺。

作为优选，所述固化促进剂为苯酚和苯甲醇。

作为优选，所述溶剂为甲苯或二甲苯。

作为优选，所述填料为陶瓷微粉、重钙和二氧化硅中的至少一种。

本发明的第二个目的在于提供上述聚苯胺石墨烯防腐涂料的制备方法，该方法获得的聚苯胺石墨烯防腐涂料，分散均匀，延展性好。

实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种如上所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将环氧树脂与溶剂倒入球磨罐中，混合均匀，得到混合液；

2)将填料、聚苯胺石墨烯复合材料和硅微粉加入步骤1)处理的混合液中，研磨20～40min，再加入固化剂和固化促进剂，得到研磨液；

3)在步骤2)得到的研磨液中加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂和丙烯酸树脂，搅拌混合均匀，得到聚苯胺石墨烯防腐涂料。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明采用聚苯胺石墨烯复合材料，制备成防腐涂料，其防腐性能更高，并通过对其他组分的筛选，使各个组分之间在一定量的范围内配比，使得涂料中的填料、聚苯胺石墨烯和硅微粉能够分散均匀，不易沉积和流挂，涂料具有更高的附着力，密封性能更强。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：

一种聚苯胺石墨烯防腐涂料，由按重量份计的以下组分组成：

具体实施方式中，所述润湿分散剂为pH9～12的聚丙烯酸-聚氧化乙烯。

具体实施方式中，所消泡剂为有机改性聚硅氧烷。

具体实施方式中，所述流平剂为聚丙烯酸乙酯。

具体实施方式中，所述固化剂为二氧乙基三胺。

具体实施方式中，所述固化促进剂为苯酚和苯甲醇，其中苯酚的中重量份为1～3份；苯甲醇的重量份为4～7份。

具体实施方式中，所述溶剂为二甲苯。

具体实施方式中，所述填料为陶瓷微粉、重钙和二氧化硅，其中陶瓷微粉的重量份为0.5～3份；重钙的重量份为1～5份；二氧化硅的重量份为0.5～2份。

上述聚苯胺石墨烯防腐涂料通过以下制备方法制备获得：

1)将环氧树脂与溶剂倒入球磨罐中，混合均匀，得到混合液；

2)将填料、聚苯胺石墨烯复合材料和硅微粉加入步骤1)处理的混合液中，研磨20～40min，再加入固化剂和固化促进剂，得到研磨液；

3)在步骤2)得到的研磨液中加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂和丙烯酸树脂，搅拌混合均匀，得到聚苯胺石墨烯防腐涂料。

普通的环氧涂料粘度较高，制备时难以将固体材料充分混合，为提高聚苯胺石墨烯防腐涂料的分散性，本发明采用pH9～12的聚丙烯酸-聚氧化乙烯(PAA-PEO)作为润湿分散剂，PAA-PEO是一种梳型聚合物，梳型聚合物由一条主链上带有数量不等且分子结构也不相同的若干条支链构成，具有类似梳子的结构，结构规整且组成可控，具有两亲聚合物的基本特性。PAA-PEO配合填料中的陶瓷粉料，大大提高了涂料的分散性，并且在添加前，调节PAA-PEO的pH至碱性9～12，比酸性的PAA-PEO作用更加明显。

本发明采用二氧乙基三胺作为固化剂，二氧乙基三胺是一种脂肪族多元胺固化剂，结合苯酚和苯甲醇促进固化，涂膜时固化速度快，并起到增塑作用，降低涂料成膜后的脆度。

本发明的聚苯胺石墨烯复合材料一方面提高了树脂的力学性能，另一方面形成了隔绝层提供物理屏蔽作用，可以填补漆膜的空洞阻止腐蚀介质进入金属基体；而聚苯胺既能与金属形成钝化膜，阻止腐蚀过程中的电荷转移和离子扩散，且其胺基结构将参与环氧树脂固化过程的交联反应，进一步提高了漆膜的致密性。二者协同作用使得该涂料的防腐蚀性能得到很好的提升。

本发明添加硅微粉，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，是由天然石英或熔融石英经破碎、球磨、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。硅微粉质轻，起到填充增容，增稠消光等作用，还能提高油漆细度，减少了涂料中树脂和分散剂的用量，减少涂料中有机溶剂的含量，更加环保，长期使用大大减低了有机涂料对人体的影响。

实施例1～3

实施例1～3公开了一种聚苯胺石墨烯防腐涂料，其组分及其重量份如表1所示：

表1实施例1～3的组分配比

以具体实施方式中的制备方法，获得聚苯胺石墨烯防腐涂料。

对实施例1～3获得的聚苯胺石墨烯防腐涂料进行检测，对比例为市面上普通的环氧树脂防腐涂料，其成分为：环氧树脂乳液、滑石粉、碳酸钙、成膜助剂、二甲苯，检测结果如表2所示：

表2实施例1～3的检测数据

从表2可知，本发明的聚苯胺石墨烯防腐涂料其分散性好不易分层，稳定性好，粘度低，易涂抹，耐性良好，具有防酸碱盐的能力，具有持久抗腐蚀的作用。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚苯胺石墨烯防腐涂料，其特征在于：由按重量份计的以下组分组成：

2.如权利要求1所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料，其特征在于：由按重量份计的以下组分组成：

3.如权利要求1～2任一所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料，其特征在于：所述润湿分散剂为pH9～12的聚丙烯酸-聚氧化乙烯。

4.如权利要求1～2任一所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料，其特征在于：所消泡剂为有机改性聚硅氧烷。

5.如权利要求1～2任一所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸乙酯。

6.如权利要求1～2任一所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料，其特征在于：所述固化剂为聚醚胺或二氧乙基三胺。

7.如权利要求1～2任一所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料，其特征在于：所述固化促进剂为苯酚和苯甲醇。

8.如权利要求1～2任一所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料，其特征在于：所述溶剂为甲苯或二甲苯。

9.如权利要求1～2任一所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料，其特征在于：所述填料为陶瓷微粉、重钙和二氧化硅中的至少一种。

10.一种如权利要求1～2任一所述的聚苯胺石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将环氧树脂与溶剂倒入球磨罐中，混合均匀，得到混合液；

2)将填料、聚苯胺石墨烯复合材料和硅微粉加入步骤1)处理的混合液中，研磨20～40min，再加入固化剂和固化促进剂，得到研磨液；

3)在步骤2)得到的研磨液中加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂和丙烯酸树脂，搅拌混合均匀，得到聚苯胺石墨烯防腐涂料。