CN106800862A - 一种新型防腐涂料组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型防腐涂料组合物，该防腐涂料由A组分和B组分构成；所述A组分以重量份计由以下组分构成：环氧树脂20～40份，石墨烯0.5～5份，颜料和填料30～50份，铝粉5～15份，助剂0.1～2份，溶剂10～30份；所述B组分以重量份计由以下组份构成：聚酰胺60～80份，溶剂20～40份。本发明将石墨烯与适量溶剂、助剂、部分环氧树脂预先充分混合均匀，利用超声与搅拌分散制备石墨烯分散体系，再将该体系添加到预先混匀的颜填料、助剂和溶剂的体系中，本发明解决了防腐涂料制备过程中石墨烯的分散问题，利用石墨烯与铝粉的协同作用有效提升了涂料的耐化学品性能、附着力和防腐性能。

Description

一种新型防腐涂料组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种新型防腐涂料组合物及其制备方法。
背景技术
随着工业技术的不断发展，金属材料的使用越来越广泛，金属及其构件的腐蚀问题已经遍及国民经济的各个领域，给人类社会造成了巨大损失。为了减少腐蚀的损失，人们采取了很多防护措施，但迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护，在各种防腐技术中，涂料的防腐技术应用最广泛。
铝粉具有鳞片状结构，可以降低涂层的渗透性能提供物理防腐作用。石墨烯是近年发现的一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。石墨烯具有强抗拉强度、高载流子迁移率等优异的理化性质和薄的片层结构，在涂层中可提供优异的屏蔽性能。因此将石墨烯和铝粉一同加入涂料中，两者起协同作用，能提高涂层的防腐效果。
发明内容
本发明目的是提供一种具有优异防腐性能的新型防腐涂料组合物。
本发明的目的还在于提供一种制备工艺简单、易于分散的新型防腐涂料组合物的制备方法。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种新型防腐涂料组合物，所述新型防腐涂料组合物是由A组分和B组分常温固化双组份涂料；
所述A组分以重量份计，由以下组分构成：环氧树脂20～40份，石墨烯0.5～5份，颜料和填料30～50份，铝粉5～15份，助剂0.1～2份，溶剂10～30份；
所述B组分以重量份计由以下组份构成：聚酰胺60～80份，溶剂20～40份。
所述的环氧树脂由环氧当量为0.44～0.55的环氧树脂的一种或多种构成，所述环氧树脂的分子量在380～450之间。
所述的颜料为钛白粉、中铬黄、酞青蓝中的一种或多种，填料为碳酸钙、滑石粉、长石粉、硫酸钡、高岭土中的一种或多种。
所述的铝粉为漂浮型铝粉、非浮型铝粉中的一种或两种组合物。
所述的助剂为分散剂、消泡剂、触变剂中的一种或多种，所述A组分和B组份中的溶剂为质量比二甲苯:丁醇＝4:1的混合液；
所述分散剂为德国毕克化学公司的Disperbyk161，路博润公司的Solsperse32500的一种或多种；
所述触变剂为洛克伍德公司的有机膨润土1958，青虹新材料有限公司的有机膨润土881的一种或者多种；
所述消泡剂为德国毕克化学公司的BYK-053,BYK-065，埃夫卡的EFKA-2722的一种或者多种。
B组分中所述聚酰胺为空气化学的Sunmide 315或科宁公司的VersmideV-140。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种新型防腐涂料组合物的制备方法，首先进行A组分和B组分的制备，然后将A、B组分按照比例混合均匀，即制得所述新型防腐涂料组合物；具体包括如下步骤：
1)A组分的制备
将助剂加入到适量溶剂中，搅拌均匀，加入石墨烯，预先浸润，加入部分环氧树脂，超声震荡1～2h，然后控制转速2000～2500rpm搅拌分散1～2h，制得石墨烯分散体系；此处适量溶剂是指溶剂用量能够把助剂、石墨烯、环氧树脂完全浸润即可；此处部分环氧树脂用量是指小于环氧树脂总量的二分之一，即石墨烯分散体系中环氧树脂量小于环氧树脂总量的一半；
将剩余环氧树脂、剩余溶剂、助剂，颜料和填料，依次加入球磨罐，研磨分散，细度小于60微米出料，制得颜填料浆；
在颜填料浆中加入石墨烯分散体系和铝粉，以2000rpm搅拌分散0.5～1h，得到A组分。
2)B组分的制备
按配比称取聚酰胺和溶剂在分散罐内搅拌均匀，得到B组分。
3)新型防腐涂料组合物的制备
本发明的新型防腐涂料组合物的制备方法根据A组分中环氧树脂种类和用量的不同，选择相应用量的固化剂，即B组分；将A组分和B组分按比例混合均匀，在常温下固化7～15天形成新型防腐涂料组合物。
本发明预先将石墨烯加入助剂与溶剂的混合液中浸润，再加入环氧树脂超声分散，石墨烯分散均匀后树脂和助剂会将分散开的石墨烯包覆，有效阻止石墨烯的再次团聚，解决了石墨烯在涂料中不易分散的问题，扩大了石墨烯在涂料中的应用范围。
本发明所得到的防腐涂料中的石墨烯分散均匀，充分发挥石墨烯的片层结构，提供优异的屏蔽性能，与铝粉起到协同作用，提高涂层的耐化学品性能和金属防护性能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
以下实施例与对比例所用原材料除另有说明外均为市售工业品，可通过商业渠道购得。
实施例
一、制备A组分A1、A2和A3
1.1A组分配方：
本发明新型防腐涂料组合物中，在100质量的A组分中，环氧树脂20～40，石墨烯0.5～5，颜料和填料30～50，铝粉5～15，助剂0.1～2，溶剂10～30，其中环氧树脂为环氧当量为0.44～0.55的环氧树脂的一种或多种构成，环氧树脂的分子量在380～450之间。具体配方见表1。
表1A组份的组成
1.2A组分制备工艺
将助剂加入到适量溶剂中，搅拌均匀，加入配方量石墨烯，预先浸润，加入部分环氧树脂，超声震荡1.5h，控制转速2000～2500rpm搅拌分散2h，制得石墨烯分散体系；将余量环氧树脂、余量溶剂、助剂，颜料和填料，依次加入球磨罐，研磨分散至细度小于60微米，制得颜填料浆；在颜填料浆中加入石墨烯分散体系和铝粉，以2000rpm搅拌分散1h，分别得到A组分的A1、A2、A3。
二、制备B组分
2.1B组份配方
本发明新型防腐涂料组合物中，在100质量的B组分中，聚酰胺60～80，溶剂20～40。具体配方见表2。
表2B组分的组成
组分 原料组分及规格 B
聚酰胺 Sunmide315 70
溶剂 二甲苯/丁醇混合液 30
2.2B组分制备工艺
将配方量的聚酰胺和溶剂放入分散罐内搅拌均匀，得到B组分。
三、制备新型防腐涂料组合物
使用时，将A1、A2、A3和B组分搅拌均匀，将A1和B按质量比5:1混合均匀即为本发明新型防腐涂料组合物1；将A2和B按质量比8:1混合均匀即为本发明新型防腐涂料组合物2；将A3和B按质量比4.5:1混合均匀即为本发明新型防腐涂料组合物3。
对比例1
对比例1中A组分所用配方与制备工艺与实施例中A1相同，唯一区别是其中未加入石墨烯；B组分所用配方与制备工艺与实施例相同；对比例1中涂料的制备方法与新型防腐涂料组合物1相同。
对比例2
对比例2中A组分所用配方与制备工艺与实施例中A3相同，唯一区别是其中未加入铝粉；B组分所用配方与制备工艺与实施例相同；对比例2中涂料的制备方法与新型防腐涂料组合物3相同。
检测本发明新型防腐涂料组合物性能
(一)检测方法
①柔韧性按GB/T1731-1993测定，试板为马口铁板，膜厚23±3μm；
②冲击试验按GB/T1732-1993，试板为马口铁板，膜厚23±3μm；
③拉开法附着力测试按GB/T5210-2006，试板为喷砂钢板，膜厚150～200μm；
④耐盐雾试验按GB/T1771-2007，试板为喷砂钢板，膜厚150～200μm；
(二)检测结果见表3
表3涂料性能检测结果
检测项目 涂料组合物1 涂料组合物2 涂料组合物3 对比例1 对比例2
柔韧性,mm 1 1 1 2 2
冲击试验，cm 50 50 50 40 40
附着力,MPa ≥10 ≥9 ≥10 ≥4 ≥5
耐盐雾,h ≥2000 ≥2100 ≥2500 ≥600 ≥600
由表3可见，本发明得到的新型防腐涂料组合物具有优异的物理机械性能和防腐性能；与单纯只加石墨烯或只加铝粉的涂料相比，石墨烯与铝粉的协同作用能明显提高涂层的柔韧性、附着力、耐冲击性能和耐盐雾性能。
尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改变、替换和变更。

Claims (7)

1.一种新型防腐涂料组合物，其特征在于：由A组分和B组分构成；所述A组分以重量份计由以下组分构成：环氧树脂20～40份，石墨烯0.5～5份，颜料和填料30～50份，铝粉5～15份，助剂0.1～2份，溶剂10～30份；所述B组分以重量份计由以下组份构成：聚酰胺60～80份，溶剂20～40份。
2.根据权利要求1所述的新型防腐涂料组合物，其特征在于：所述的环氧树脂由环氧当量为0.44～0.55的环氧树脂的一种或多种构成，所述环氧树脂的分子量在380～450之间。
3.根据权利要求1所述的新型防腐涂料组合物，其特征在于：所述的颜料为钛白粉、中铬黄、酞青蓝中的一种或多种，填料为碳酸钙、滑石粉、长石粉、硫酸钡、高岭土中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的新型防腐涂料组合物，其特征在于：所述的铝粉为漂浮型铝粉、非浮型铝粉中的一种或两种的组合物。
5.根据权利要求1所述的一种新型防腐涂料组合物，其特征在于：所述的助剂为分散剂、消泡剂、触变剂中的一种或多种，所述A组分和B组份中的溶剂为质量比二甲苯:丁醇＝4:1的混合液。
6.根据权利要求1所述的一种新型防腐涂料组合物，其特征在于：所述B组分中的聚酰胺为空气化学的Sunmide 315或科宁公司的VersmideV-140。
7.一种权利要求1～6任一项所述的新型防腐涂料组合物的制备方法，其特征在于：首先进行A组分和B组分的制备，然后将A、B组分混合均匀，在常温下固化7～15天形成新型防腐涂料组合物；具体包括以下步骤：
1)A组分的制备
将助剂加入到适量溶剂中，搅拌均匀，加入石墨烯，预先浸润，加入部分环氧树脂，超声震荡1～2h，然后控制转速2000～2500rpm搅拌分散1～2h，制得石墨烯分散体系；
将剩余环氧树脂、剩余溶剂、助剂，颜料和填料，依次加入球磨罐，研磨分散，细度小于60微米出料，制得颜填料浆；
在颜填料浆中加入石墨烯分散体系和铝粉，以2000rpm搅拌分散0.5～1h，得到A组分；
2)B组分的制备
按配比称取聚酰胺和溶剂在分散罐内搅拌均匀，得到B组分。
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