CN107987680A - 水性环氧石墨烯防腐涂料 - Google Patents

水性环氧石墨烯防腐涂料 Download PDF

Info

Publication number
CN107987680A
CN107987680A CN201711381030.1A CN201711381030A CN107987680A CN 107987680 A CN107987680 A CN 107987680A CN 201711381030 A CN201711381030 A CN 201711381030A CN 107987680 A CN107987680 A CN 107987680A
Authority
CN
China
Prior art keywords
epoxy
water
graphene
zinc
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711381030.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107987680B (zh
Inventor
侯佩民
王晓
徐元浩
张卫国
卢伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marine Chemical Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Marine Chemical Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marine Chemical Research Institute Co Ltd filed Critical Marine Chemical Research Institute Co Ltd
Priority to CN201711381030.1A priority Critical patent/CN107987680B/zh
Publication of CN107987680A publication Critical patent/CN107987680A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107987680B publication Critical patent/CN107987680B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
    • C09D5/106—Anti-corrosive paints containing metal dust containing Zn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0893—Zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/321—Phosphates
    • C08K2003/327—Aluminium phosphate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/321—Phosphates
    • C08K2003/328—Phosphates of heavy metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明涉及防腐涂料领域，具体涉及一种双组份水性环氧石墨烯防腐涂料的制备方法。本发明以环氧聚醚加成物乳化环氧树脂制备环氧树脂乳液，以氨基聚醚和多元胺与环氧树脂反应制备聚醚改性环氧胺加成物固化剂。以该环氧树脂胺加成物与锌粉、颜填料和石墨烯制备锌粉浆作为A组分；以硅烷偶联剂和硅酸酯共同水解制备硅酸酯溶胶，该硅酸酯溶胶与上述环氧树脂乳液混合作为B组分。适量石墨烯对锌粉浆和硅酸盐溶胶对环氧乳液的改性均显著提高了水性富锌底漆的防腐性能，达到同样防腐效果可以大幅降低锌粉用量。所得水性底漆VOC含量低、大大减少有机溶剂和锌粉对环境的污染，消除火灾和安全隐患。涂料贮存稳定性好，施工安全方便，涂层干燥快,漆膜附着力强，防腐性能优异。

Description

水性环氧石墨烯防腐涂料
技术领域
本发明涉及水性防腐涂料领域，具体涉及一种环保型双组份水性环氧石墨烯富锌防腐涂料的制备方法。
背景技术
富锌涂料依靠其中锌粉的电化学保护作用，保护钢铁底材免受腐蚀，具有优异的防腐效果。在船舶制造、集装箱制造，海洋工程、石油化工储罐、钢结构、桥梁防腐中广泛应用。传统富锌底漆主要有溶剂型环氧富锌底漆、醇溶性无机硅酸锌底漆、水性无机富锌涂料三个类型。前两者为溶剂型漆，环氧富锌底漆在集装箱制造、桥梁防腐中大量使用。醇溶无机富锌底漆大量应用于造船、集装箱制造行业钢板预涂。因含有大量有机溶剂，而且锌粉含量大，焊接时产生锌雾，随着国内环保要求的日益严格，其使用越来越受限制。水性无机富锌底漆不含VOC,有极好的耐溶剂性，在油罐内壁防腐中得到较多应用。但其柔韧性较差，对底材除锈要求也很高。不适合在集装箱制造、铁路车辆制造等对柔韧性要求较高的场合作为预涂底漆或富锌底漆使用。在这些场合水性环氧富锌底漆是最佳选择。2016年以来，集装箱涂料大规模水性化。其中内用、外用和钢结构用底漆绝大多数为水性环氧富锌底漆。水性环氧富锌底漆因树脂亲水性较大，与溶剂型环氧富锌底漆相比，在相同锌粉含量下，防腐性能常有一定差距，表现在易于起泡，划痕处较早产生红锈。因而锌粉含量一般要达到干膜重量的70-80％。焊接时因锌粉挥发产生锌雾，对车间人员身体健康有较大损害。降低锌粉含量，则会导致底漆防腐性能迅速下降。
近几年发现添加石墨烯对于提高较低锌含量底漆的防腐性能有较好效果。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种只有一个碳原子厚度的二维材料，有极好导电性和较大片径比。可以利用其导电性或封闭性能，应用于防腐涂料中。中国专利201510497999.X公开了一种双组份石墨烯防腐涂料。其中甲组份包括(重量比)：石墨烯0.1-5％；锌粉0-35％；填料30-70wt％；固含量为54％的环氧树脂10-20wt％；溶剂10-20wt％。其该发明将石墨烯加入到防腐涂料中，在提高防腐效果的同时，大大降低了锌粉的含量，大大减少了在焊接时产生的锌雾，环境友好。中国专利201410725574.5公开了一种石墨烯改性环氧富锌底漆及其制备方法。其中各组分质量份数为：改性环氧树脂15-30份，石墨烯0.3-5份，丁醇2-8份，甲苯4-10份，防沉剂0.3-3份，锌粉70-90份。具有良好的防锈、耐热、耐油、耐水、耐溶剂性能及优异的附着力。中国专利201410841675.9公开了一种水性石墨烯复合涂料，其由水性树脂、石墨烯、苯胺低聚物衍生物、水及助剂组成，石墨烯所占的质量百分数为0.01％～4％，该石墨烯通过与苯胺低聚物衍生物形成π-π键而均匀分散于所述水性树脂中。所制水性石墨烯复合涂料与金属基体结合力大、有机挥发物排放低，复合涂层具有良好的防水渗透性和耐盐雾性以及较强的防护能力，可作为重防腐涂料应用于船舶、桥梁等相对苛刻腐蚀环境中。石墨烯作为片径比极大的二维结构材料，可以在较小用量条件下得到较强封闭效果，从而提高涂层防腐蚀性能。但因石墨烯比表面积极大，在水溶液中难以润湿分散，若不能实现在涂料中的良好分散，则无论是基于导电还是屏蔽，石墨烯的效果均难以发挥。而且因石墨烯的低表面能特性，易于向表面富集，导致涂层附着力下降。
另外在底漆中，因石墨烯导电性能好，当漆膜存在缺陷时，石墨烯、金属底材与电解质形成腐蚀电池，有加速腐蚀风险。
发明内容
本发明以无机改性环氧乳液为基料，与锌粉、石墨烯、分散剂、环氧固化剂、颜填料等配合制备水性环氧石墨烯防腐涂料。
采用石墨烯、分散剂、自制环氧固化剂制备石墨烯浆料，再与锌粉、环氧固化剂、颜填料等共同研磨，得石墨烯锌粉浆(A组份)；
硅氧烷单体水解聚合制备硅烷预聚物，硅烷预聚物继续水解得硅酸酯溶胶，硅酸酯溶胶与环氧乳液混合得无机改性环氧乳液(B组分)。
A、B两组分施工前混合。水性环氧富锌底漆通过加入硅酸酯溶胶和石墨烯进行改性，显著提高了防腐性能，锌粉含量较常规环氧富锌底漆减少一半。施工时可用自来水稀释，无燃爆危险，VOC排放较溶剂型漆减少70％以上。
1石墨烯锌粉浆(A组分)的制备
石墨烯锌粉浆配方见下表。
原材料名称 重量份
石墨烯 4-6
分散剂 5-10
环氧固化剂 50-80
溶剂 40-80
锌粉 350-500
硫酸钡 30-70
超细重钙 30-70
三聚磷酸铝 20-50
磷酸锌 20-50
复合磷酸盐 20-50
有机膨润土 5-15
气相二氧化硅 3-5
其中石墨烯为还原态石墨烯，其含碳量≥99％，含氧量≤0.1％，粒径2-10μm，层数≤7层。溶剂可以是醇类、醚醇类、芳烃及其混合物。锌粉是500-800目锌粉。
分散剂可以是海明斯的D-983、FN211、W19，EFKA的4560，OMG的0451。硫酸钡是工业优级沉淀硫酸钡或改性硫酸钡。
磷酸锌是细度600目以上超细磷酸锌，三聚磷酸铝是二氧化硅改性三聚磷酸铝如广西化工研究所的APW-Ⅱ，复合磷酸盐是磷酸锶钙，例如Halox的SW-111，CW-291。有机膨润土可以是海明斯的BENTONE SD-2、BENGEL 818、828、858。气相二氧化硅可以是非处理型或疏水处理型气相二氧化硅，例如赢创的A-200、A-380、R106。
环氧固化剂是聚醚改性环氧胺加成物。其制备配方：
其中环氧树脂是双酚A型液体环氧树脂，如E51或E44环氧树脂。聚醚胺是低分子量端氨基聚乙二醇，例如D230、D403、ED-600、ED900。
制备工艺：烧瓶中加入环氧树脂、丙二醇甲醚和乙醚，搅拌溶解得环氧树脂液，备用；
四口烧瓶中加入异佛尔酮二胺和聚醚胺，通氮气，加热至50℃，逐步加入环氧树脂液，控制温度不高于70℃，约1h加完，加完后继续在65-70℃保温搅拌反应1h。得环氧固化剂。
石墨烯锌粉浆制备工艺：
搅拌容器中加入环氧固化剂、溶剂、分散剂，搅拌均匀，加入石墨烯，高速分散30分钟；加入锌粉、硫酸钡、超细重钙、磷酸锌、三聚磷酸铝、复合磷酸盐，高速搅拌30分钟。加入有机膨润土、气相二氧化硅，高速搅拌15分钟。100目不锈钢网过滤。得石墨烯锌粉浆。
锌粉浆自然放置1个月，观察浆料分层、产气和锌粉沉底状况。
无机改性环氧乳液(B组分)的制备：
无机改性环氧乳液由硅酸酯溶胶和环氧乳液混合而得。
环氧乳液的制备：以环氧树脂、聚醚乳化剂、多异氰酸酯反应制备环氧聚醚加成物。再以此加成物为乳化剂与环氧树脂、助溶剂混合，搅拌乳化制备环氧树脂乳液。
环氧乳液制备配方：
所述的环氧树脂可以是E-51、E-44、E-20环氧树脂或其混合物，其中E-51如蓝星新材料的618，三木的SM618，Hexion的EPON-828，岳阳石化CYD-128，E-44环氧树脂如蓝星新材料的6101，岳阳石化的CYD-144，E-20环氧树脂如蓝星新材料的601，岳阳石化的CYD-011。
聚醚乳化剂可以是脂肪醇聚氧化乙烯醚、烷基酚聚氧化乙烯醚。如辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或其混合物，例如江苏海安化工厂的OP-10、OP-15、OP-20、TX-10、TX-15、TX-21乳化剂。也可以是EO/PO嵌段聚醚、EO/PO嵌段聚醚，例如海安化工厂的L35、F-38、L45聚醚，BASF的PE6400、PE6800、PE10500。助溶剂可以是丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、高沸点芳烃溶剂S-100/S150或其混合物。
多异氰酸酯可以是芳香族二异氰酸酯如TDI，脂环族二异氰酸酯，如异佛尔酮二异氰酸酯IPDI，脂肪族二异氰酸酯如HDI。软化水为去离子水，可采用反渗透法或离子交换法制备，其电导率≤20μs/cm。
制备工艺：
在四口烧瓶中加入二异氰酸酯,升温至65-70℃，搅拌中加入脂肪醇(或烷基酚)聚氧化乙烯醚、EO/PO嵌段聚醚，继续搅拌保温2-3h，加入部分(10-20％)环氧树脂，升温至80-90℃，继续保温搅拌2-3h。加入余下(80-90％)环氧树脂，搅拌均匀，逐渐加水搅拌至相转化，形成O/W型环氧乳液。倒入烧杯中，用高剪切乳化机乳化30分钟，得环氧乳液。
硅酸酯溶胶的制备：硅酸酯单体和硅烷偶联剂部分水解，得到硅烷预聚物。预聚物进一步水解，得硅酸酯溶胶。
首先制备硅烷预聚物，配方如下：
其中硅酸酯单体可以是硅酸四乙酯、甲基苯基硅酸二乙酯、二苯基硅酸二乙酯及其混合物。硅烷偶联剂可以是缩水甘油氧丙级三甲氧基硅氧烷、缩水甘油氧丙级三乙氧基硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷等。离子交换树脂是强酸性离子交换树脂，例如陶氏的IR100NA、漂莱特的C100E、上海开平树脂的D001树脂。水是去离子水，电导率≤20μs/cm。
制备工艺：
四口烧瓶中加入硅酸酯单体、硅烷偶联剂、乙醇和离子交换树脂。低速搅拌5分钟；搅拌中滴加水，在1-1.5小时内滴加完毕，加完继续搅拌1-1.5小时，静置过夜。得硅烷预聚物。
再以此预聚物为基础继续水解制备硅酸酯溶胶，配方如下：
其中表面活性剂是脂肪醇聚醚或烷基酚聚醚，助溶剂可以是丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、离子交换树脂是强酸性离子交换树脂，例如陶氏的IR100NA、漂莱特的C100E、上海开平树脂的D001树脂。水是去离子水，电导率≤20μs/cm。
制备工艺：在装有调速搅拌的容器中加入水、助溶剂、表面活性剂、离子交换树脂、硅烷预聚物，保持搅拌2-6h，至混合液呈透明溶液或均匀半透明微乳胶状态，得硅酸酯溶胶。
再将此溶胶按下表的配方与环氧乳液混合。
无机改性环氧乳液配方
序号 原料名称 质量份数
1 水 5-15
2 纤维素 0.2-1.0
3 防腐剂 0.1-0.5
4 硅酸酯溶胶 15-25
5 环氧乳液 60-80
6 消泡剂 0.05-0.3
其中纤维素是中等分子量羟乙基纤维素，例如亚跨龙的250HBR、NP330，阿克苏的EBS 451，泸州北方的D30000。
在搅拌容器中加入水、防腐剂，搅拌中加入纤维素，加完继续搅拌1小时，然后加入硅酸酯溶胶、环氧乳液、消泡剂，搅拌1小时。得无机改性环氧乳液。涂料施工和性能检测：
两组分配比：A组分:B组分＝2.5-3:1(重量比)
搅拌下将A组分逐渐加入B组分中，搅拌均匀后，加入5-15％(重量比)的水稀释后施涂。施工性和涂膜外观测试：双组份混合后加10％水稀释，采用羊毛刷刷涂，或加5％水稀释，采用高压无气喷涂机喷涂。考察施工流畅性，湿膜流挂、流平、气泡，干膜颜色、刷痕、桔皮、针孔、裂纹等现象。常规性能在7×150×0.25马口铁板上，涂刷1道，厚度20-30μm；盐雾试验样板涂刷2道，厚度40-60μm。涂膜外观常温干燥15分钟，50-70℃烘干30分钟后进行；漆膜其它性能试验23±2℃干燥7天后进行。
本发明以环氧树脂胺加成物与锌粉、填料和石墨烯制备锌粉浆，与采用硅酸酯溶胶改性的无机改性环氧树脂乳液配合，制备石墨烯改性水性环氧富锌底漆。石墨烯加入锌粉浆和硅酸盐溶胶对环氧乳液的改性均显著提高了水性富锌底漆的防腐性能。本发明可以替代溶剂型富锌底漆、高锌粉含量的水性环氧富锌底漆和水性无机富锌底漆，作为预涂底漆和富锌底漆，用于集装箱生产线涂装；或作为车间底漆用于造船、铁路车辆生产，或作为重防腐涂料用于桥梁、钢结构的防腐涂装。
具体实施方式
1、石墨烯锌粉浆(A组分)的制备
环氧固化剂制备,实施例配方见表1。
表1环氧固化剂制备实施例
制备工艺：2000ml烧瓶中加入E51环氧树脂、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚，搅拌溶解得环氧树脂液；四口烧瓶中加入异佛尔酮二胺和ED-600聚醚胺，通氮气，加热至50℃，逐步加入环氧树脂液，控制温度65-70℃，约1h加完，加完后继续在65-70℃保温搅拌反应1h。得环氧固化剂。
由表1中可见，活泼氢与环氧当量比在3.6-5:1时，均可得到状态良好的环氧固化剂。
石墨烯锌粉浆制备，配方见表2。
表2石墨烯锌粉浆配方
制备工艺：搅拌容器中加入环氧固化剂、S-150/丙二醇丁醚、仲丁醇、D-983分散剂(海明斯)，低速搅拌5分钟；加入锌粉、沉淀硫酸钡、1250目超细重钙、600目超细磷酸锌(广西化工研究院)、AZP-Ⅱ三聚磷酸铝(广西化工研究院)、SW-111复合磷酸盐(HALOX)、石墨烯，高速搅拌30分钟。加入有机膨润土、气相二氧化硅，高速搅拌15分钟。100目不锈钢网过滤，得石墨烯锌粉浆。
2、无机改性环氧乳液(B组分)的制备
环氧乳液合成实施例见表3。
表3环氧乳液合成实施例
制备工艺：在四口烧瓶中加入TDI,升温至65-70℃，搅拌中加入脂肪醇(或烷基酚)聚氧化乙烯醚、EO/PO嵌段聚醚，继续搅拌保温2-3h，加入第一批环氧树脂，升温至80-90℃，继续保温搅拌2-3h。加入余下环氧树脂，搅拌均匀，逐渐加水搅拌至相转化，形成O/W型乳液。倒入烧杯中，用高剪切乳化机乳化30分钟，得环氧乳液。
硅酸酯溶胶制备：
硅烷预聚物制备配方见表4。
表4硅烷预聚物配方
硅烷预聚物制备工艺
四口烧瓶中加入硅酸酯单体、硅烷偶联剂、乙醇和离子交换树脂。低速搅拌5分钟；搅拌中滴加水，1.5小时内滴加完毕，加完继续搅拌1.5小时，静置过夜。120目网过滤，得硅烷预聚物。
再以此预聚物为基础制备硅酸酯溶胶，配方见表5.
表5硅酸酯溶胶配方
制备工艺：在装有调速搅拌的容器中加入去离子、助溶剂、表面活性剂、离子交换树脂、硅烷预聚物，保持搅拌5h，120目网过滤，得硅酸酯溶胶。
将硅酸酯溶胶按表6的配方与环氧乳液混和。
表6无机改性环氧乳液配方
制备工艺：在搅拌容器中加入水、防腐剂，搅拌中加入纤维素，加完继续搅拌1小时，然后加入硅酸酯溶胶、环氧乳液、消泡剂，搅拌1小时。120目网过滤，得无机改性环氧乳液。
3、水性富锌底漆配制、施工和性能检测。
水性富锌实施例31-36配制比例见表7。涂层性能见表8。
表7水性富锌底漆配方
表8水性环氧防腐底漆性能
对比例配方见表9。涂层性能见表10。
表9普通水性环氧富锌底漆配方
原料名称 对比例1 对比例2
A组分
W-18分散剂 5 5
环氧固化剂8538 50 50
S-100 30 30
仲丁醇 25 25
500目锌粉 625 400
沉淀硫酸钡 125
1250目超细重钙 100
SW-111复合磷酸盐 20 20
SD-2有机膨润土 10 8
AS-200气相二氧化硅 3.5 4
B组分
水 19.2 19.2
NP330纤维素 0.4 0.4
防腐剂 0.3 0.3
环氧乳液6520 220 220
二丙二醇甲醚 15 15
消泡剂 0.1 0.1
对比例1、2的配方中A组分没有石墨烯成分，B组分中没有硅酸酯溶胶。其中环氧乳液和固化剂来自翰森公司，其余原材料来源与前述实施例相同。
制备工艺：
A组分：搅拌容器中加入环氧固化剂、溶剂、分散剂，搅拌均匀，加入锌粉、硫酸钡、超细重钙、复合磷酸盐，高速搅拌30分钟。加入有机膨润土、气相二氧化硅，高速搅拌15分钟。100目网过滤,得A组分。
B组分：
在搅拌容器中加入水、防腐剂，搅拌中加入纤维素，加完继续搅拌1小时，然后加入环氧乳液、消泡剂，搅拌30分钟。120目网过滤，得B组分。
表10本发明与对比例的涂层性能比较。
项目 实施例31 对比例1 对比例2
固体含量 71.2 79.3 79.3
锌含量(成品态)，％ 38.1 61.1 39.1
锌含量(干膜)，％ 53.5 78.8 50.5
漆膜外观 均匀平整 均匀平整 均匀平整
施工性 正常 正常 正常
抗流挂，μm 150 150 150
表干时间，min 15 15 15
附着力，级 1 1 1
柔韧性，mm 2 2 2
冲击强度，cm 50 50 50
盐雾试验，h 720h无变化 300h起泡 300h生锈
VOC，g/L 8.9 8.9 8.9
对比例1干膜锌粉含量达78.8％，盐雾试验300h就产生起泡现象；对比例2干膜锌粉含量与实施例31相近，但盐雾试验300h即发生锈蚀。

Claims (10)

1.一种水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，包括A组份石墨烯锌粉浆和B组分无机改性环氧乳液；所述A组份石墨烯锌粉浆组成为：
B组分无机改性环氧乳液组成为：
按重量比A组分:B组分＝2.5-3:1。
2.根据权利要求1所述的水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，A组份中环氧固化剂合成配方为：
3.根据权利要求1所述的水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，B组份中环氧乳液配方为：
4.根据权利要求1所述的水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，B组分中的硅酸酯溶胶配方：
5.根据权利要求4所述的水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，硅烷预聚物配方：
6.根据权利要求2所述的水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，环氧固化剂制备工艺：烧瓶中加入环氧树脂、丙二醇甲醚和丙二醇乙醚，搅拌溶解得环氧树脂液，备用；四口烧瓶中加入异佛尔酮二胺和聚醚胺，通氮气，加热至50℃，逐步加入环氧树脂液，控制温度不高于70℃，1h加完，加完后继续在65-70℃保温搅拌反应1h，得环氧固化剂。
7.根据权利要求1所述的水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，石墨烯锌粉浆制备工艺：搅拌容器中加入环氧固化剂、溶剂、分散剂，搅拌均匀，加入石墨烯，高速分散30分钟；加入锌粉、硫酸钡、超细重钙、磷酸锌、三聚磷酸铝、复合磷酸盐，高速搅拌30分钟，加入有机膨润土、气相二氧化硅，高速搅拌15分钟，100目不锈钢网过滤。得石墨烯锌粉浆。
8.根据权利要求1所述的水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，环氧乳液制备工艺：在四口烧瓶中加入二异氰酸酯,升温至65-70℃，搅拌中加入烷基酚聚氧化乙烯醚、EO/PO嵌段聚醚，继续搅拌保温2-3h，加入10-20％环氧树脂，升温至80-90℃，继续保温搅拌2-3h，加入余下环氧树脂，搅拌均匀，逐渐加水搅拌至相转化，形成O/W型环氧乳液，倒入烧杯中，用高剪切乳化机乳化30分钟，得环氧乳液。
9.根据权利要求5所述的水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，硅烷预聚物制备工艺：四口烧瓶中加入硅酸酯单体、硅烷偶联剂、乙醇和离子交换树脂，低速搅拌5分钟；搅拌中滴加水，在1-1.5小时内滴加完毕，加完继续搅拌1-1.5小时，静置过夜得硅烷预聚物。
10.根据权利要求4所述的水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于，硅酸酯溶胶制备工艺：在装有调速搅拌的容器中加入水、助溶剂、表面活性剂、离子交换树脂、硅烷预聚物，保持搅拌2-6h，至混合液呈透明溶液或均匀半透明微乳胶状态，得硅酸酯溶胶。
CN201711381030.1A 2017-12-20 2017-12-20 水性环氧石墨烯防腐涂料 Active CN107987680B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711381030.1A CN107987680B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 水性环氧石墨烯防腐涂料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711381030.1A CN107987680B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 水性环氧石墨烯防腐涂料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107987680A true CN107987680A (zh) 2018-05-04
CN107987680B CN107987680B (zh) 2020-02-07

Family

ID=62038020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711381030.1A Active CN107987680B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 水性环氧石墨烯防腐涂料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107987680B (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109266166A (zh) * 2018-08-07 2019-01-25 山东齐鲁漆业有限公司 一种纳米硼墨烯水性环氧富锌防锈底漆
CN109929384A (zh) * 2019-03-12 2019-06-25 上海利物盛纳米科技有限公司 一种石墨烯水性环氧导静电防腐涂料及其制备方法
CN110218469A (zh) * 2019-06-25 2019-09-10 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种耐高温石墨烯导电水性防腐涂料
CN110240711A (zh) * 2019-05-17 2019-09-17 江苏富琪森新材料有限公司 一种水性环氧乳化剂及其制备与应用
CN110698902A (zh) * 2019-09-24 2020-01-17 江苏金陵特种涂料有限公司 一种石墨烯水性环氧导静电防腐涂料制备方法
CN110724435A (zh) * 2019-10-17 2020-01-24 中国石油天然气集团公司 水性管道内减阻环氧涂料及其制备方法、防腐涂层、应用
CN111118485A (zh) * 2019-12-13 2020-05-08 东莞市富发化工材料有限公司 一种新型防锈剂及其制备方法
CN111500157A (zh) * 2020-06-24 2020-08-07 南通晶锐新型碳材料科技有限公司 一种水性石墨烯环氧富锌涂料制备方法
CN111518452A (zh) * 2020-05-18 2020-08-11 苏州国建慧投矿物新材料有限公司 一种蒙脱石石墨烯水性富锌底漆及其制备方法和应用
CN112063272A (zh) * 2020-08-13 2020-12-11 珠海展辰新材料股份有限公司 水性防锈涂料及其制备方法
CN112831244A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 包钢钢业(合肥)有限公司 一种彩涂漆及应用彩涂漆的彩涂板制备方法
CN115466554A (zh) * 2022-09-05 2022-12-13 深圳职业技术学院 一种长效防腐型石墨烯改性水性环氧富锌底漆及其制备方法
CN115746658A (zh) * 2022-11-02 2023-03-07 广东珠江化工涂料有限公司 一种聚氨酯、无机盐双重改性环氧乳液及其制备方法
CN116606593A (zh) * 2023-04-14 2023-08-18 华南理工大学 一种基于溶胶-凝胶法的橡胶表面低摩擦有机硅/石墨复合涂层及其制备方法
CN116814132A (zh) * 2023-06-29 2023-09-29 深圳安盾海洋新材料有限公司 一种水性防水防腐封固底漆及其制备方法
CN117363055A (zh) * 2023-10-16 2024-01-09 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司 一种卟啉改性石墨烯及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105419564A (zh) * 2015-12-24 2016-03-23 常州纳美生物科技有限公司 纳米氧化石墨烯改性双组分水性环氧防腐涂料及其制备方法
CN105838195A (zh) * 2016-05-13 2016-08-10 江苏科技大学 一种含有氧化石墨烯的水性环氧防腐涂料及其制备方法
CN107353397A (zh) * 2017-07-27 2017-11-17 江苏丰彩新型建材有限公司 一种石墨烯‑水性环氧高分散体系及其合成方法
CN107353773A (zh) * 2017-07-14 2017-11-17 湖南沃特邦恩新材料有限公司 一种含有石墨烯的水性环氧防腐涂料及其制备方法及应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105419564A (zh) * 2015-12-24 2016-03-23 常州纳美生物科技有限公司 纳米氧化石墨烯改性双组分水性环氧防腐涂料及其制备方法
CN105838195A (zh) * 2016-05-13 2016-08-10 江苏科技大学 一种含有氧化石墨烯的水性环氧防腐涂料及其制备方法
CN107353773A (zh) * 2017-07-14 2017-11-17 湖南沃特邦恩新材料有限公司 一种含有石墨烯的水性环氧防腐涂料及其制备方法及应用
CN107353397A (zh) * 2017-07-27 2017-11-17 江苏丰彩新型建材有限公司 一种石墨烯‑水性环氧高分散体系及其合成方法

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109266166B (zh) * 2018-08-07 2021-01-29 山东齐鲁漆业有限公司 一种纳米硼墨烯水性环氧富锌防锈底漆
CN109266166A (zh) * 2018-08-07 2019-01-25 山东齐鲁漆业有限公司 一种纳米硼墨烯水性环氧富锌防锈底漆
CN109929384A (zh) * 2019-03-12 2019-06-25 上海利物盛纳米科技有限公司 一种石墨烯水性环氧导静电防腐涂料及其制备方法
CN110240711A (zh) * 2019-05-17 2019-09-17 江苏富琪森新材料有限公司 一种水性环氧乳化剂及其制备与应用
CN110240711B (zh) * 2019-05-17 2022-05-17 江苏富琪森新材料有限公司 一种水性环氧乳化剂及其制备与应用
CN110218469A (zh) * 2019-06-25 2019-09-10 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种耐高温石墨烯导电水性防腐涂料
CN110218469B (zh) * 2019-06-25 2021-04-20 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种耐高温石墨烯导电水性防腐涂料
CN110698902A (zh) * 2019-09-24 2020-01-17 江苏金陵特种涂料有限公司 一种石墨烯水性环氧导静电防腐涂料制备方法
CN110724435A (zh) * 2019-10-17 2020-01-24 中国石油天然气集团公司 水性管道内减阻环氧涂料及其制备方法、防腐涂层、应用
CN110724435B (zh) * 2019-10-17 2022-02-22 中国石油天然气集团公司 水性管道内减阻环氧涂料及其制备方法、防腐涂层、应用
CN111118485A (zh) * 2019-12-13 2020-05-08 东莞市富发化工材料有限公司 一种新型防锈剂及其制备方法
CN111518452A (zh) * 2020-05-18 2020-08-11 苏州国建慧投矿物新材料有限公司 一种蒙脱石石墨烯水性富锌底漆及其制备方法和应用
CN111500157A (zh) * 2020-06-24 2020-08-07 南通晶锐新型碳材料科技有限公司 一种水性石墨烯环氧富锌涂料制备方法
CN112063272A (zh) * 2020-08-13 2020-12-11 珠海展辰新材料股份有限公司 水性防锈涂料及其制备方法
CN112831244A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 包钢钢业(合肥)有限公司 一种彩涂漆及应用彩涂漆的彩涂板制备方法
CN115466554A (zh) * 2022-09-05 2022-12-13 深圳职业技术学院 一种长效防腐型石墨烯改性水性环氧富锌底漆及其制备方法
CN115746658A (zh) * 2022-11-02 2023-03-07 广东珠江化工涂料有限公司 一种聚氨酯、无机盐双重改性环氧乳液及其制备方法
CN115746658B (zh) * 2022-11-02 2024-04-19 广东珠江化工涂料有限公司 一种聚氨酯、无机盐双重改性环氧乳液及其制备方法
CN116606593A (zh) * 2023-04-14 2023-08-18 华南理工大学 一种基于溶胶-凝胶法的橡胶表面低摩擦有机硅/石墨复合涂层及其制备方法
CN116606593B (zh) * 2023-04-14 2024-04-26 华南理工大学 一种基于溶胶-凝胶法的橡胶表面低摩擦有机硅/石墨复合涂层及其制备方法
CN116814132A (zh) * 2023-06-29 2023-09-29 深圳安盾海洋新材料有限公司 一种水性防水防腐封固底漆及其制备方法
CN117363055A (zh) * 2023-10-16 2024-01-09 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司 一种卟啉改性石墨烯及其制备方法和应用
CN117363055B (zh) * 2023-10-16 2024-06-04 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司 一种卟啉改性石墨烯及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107987680B (zh) 2020-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107987680A (zh) 水性环氧石墨烯防腐涂料
CN101792285B (zh) 无铬环保环氧防腐底漆
CN101747825B (zh) 一种环保无溶剂带水带锈防腐涂料
CN101899256B (zh) 一种水性透明防腐涂料及其制备和使用方法
CN108795235A (zh) 一种石墨烯改性水性环氧富锌涂料及其制备方法和应用
CN106118295A (zh) 一种水性底面合一带锈防腐涂料及其制备方法
CN102585637B (zh) 一种水性环氧接枝丙烯酸酯混凝土防腐涂料及其制备方法
CN102863874B (zh) 水性环氧富锌底漆及其制备方法
CN105885644B (zh) 一种防锈涂料及其制备方法
CN103756512B (zh) 带锈带湿涂装用防腐蚀涂料
CN111019425B (zh) 一种水性双组份环氧漆及其制备方法
CN104231866A (zh) 一种水性环氧防腐涂料及其制备方法
CN108659673A (zh) 一种石墨烯改性水性环氧涂层钢筋及其制备方法
CN102618159A (zh) 一种集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料及其制备方法
CN105017938A (zh) 一种用于饮用水管道的防腐涂料及其制备方法
CN102618143B (zh) 一种重防腐涂料
CN106243922A (zh) 一种低粘度无溶剂环氧石墨烯玻璃鳞片涂料及其制备方法
CN105219218A (zh) 一种水性酚醛环氧防腐漆及其制备方法
CN104530911A (zh) 一种用于金属基材的高性能水性环保防腐涂料制备方法
CN109880484A (zh) 一种水性环氧厚浆防腐漆及其制备方法和应用
CN101333404B (zh) 水性环氧铁红底漆及制造方法
CN106634424A (zh) 一种水性环氧防腐底漆
CN104845499A (zh) 水性环氧厚浆漆的制备方法
CN104817929A (zh) 一种轨道交通水性环氧双组份涂料及其制备方法
CN104725977B (zh) 重防腐的双组份水性环氧富锌底漆及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant