CN110511602A - 一种复合材料、水性防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

一种复合材料、水性防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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CN110511602A CN201910841416.9A CN201910841416A CN110511602A CN 110511602 A CN110511602 A CN 110511602A CN 201910841416 A CN201910841416 A CN 201910841416A CN 110511602 A CN110511602 A CN 110511602A
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Abstract

本发明涉及防腐技术领域，具体公开一种复合材料、水性防腐涂料及其制备方法。所述复合材料由质量比为1:0.5‑10的g‑C3N4与海泡石制得。所述水性防腐涂料，包括A组分和B组分，其中A组分包括：所述复合材料、固化剂、防沉触变剂、防闪锈剂、去离子水；B组分包括：水性环氧丙烯酸树脂、消泡剂、润湿分散剂、流平剂、附着力促进剂、固化剂。本发明以g‑C3N4与改性海泡石为防腐组分制备的防腐涂料具有优异的耐盐雾性能。

Description

一种复合材料、水性防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐技术领域，尤其涉及一种复合材料、水性防腐涂料及其制备方法。
背景技术
在机械设备、轨道交通、建筑工程等领域，水性工业涂料由于不含挥发性有机溶剂(VOC)，符合国家绿色环保要求，顺应时代可持续发展理念而获得巨大发展机遇，成为工业防腐涂料领域关注的热点。
石墨烯是一种很有前途的防腐组分，同时在石墨烯中引入导电聚合物等其他成份，可以降低金属的氧化速度并在金属表面形成钝化层，减缓了金属的腐蚀。以聚苯胺和石墨烯作为防腐成分可以提高水性涂料的防腐性能，然而聚苯胺/石墨烯防腐涂料仍然存在一些问题，比如石墨烯长期服役过程中，由于涂层孔洞和缺陷的出现，腐蚀介质进入，使石墨烯与钢板之间产生电偶腐蚀，从而使石墨烯成为一种腐蚀加速剂而丧失防腐能力，这阻碍了其在水性防腐涂料中的大规模应用。聚苯胺不同的氧化还原状态对防腐效果影响很大，不同掺杂状态或不同氧化还原态的聚苯胺导致涂料的防腐性能差异巨大，但是调控聚苯胺掺杂状态以及其氧化还原状态较为复杂，而且常规制备聚苯胺一般采用盐酸介质中的聚合方法，清洗不完全的时候会引入腐蚀性很强的Cl-离子，加快涂层的腐蚀失效。因此，防腐组分的性能成为制约防腐涂料大规模推广的重要因素。所以，急需研究一种具有优异防腐性能、制备方法简单、容易控制的防腐组分。
发明内容
针对现有防腐材料防腐性能差、不容易调控等问题，本发明提供一种复合材料。
以及，上述复合材料在防腐涂料中的应用。
以及，一种水性防腐涂料。
以及，一种水性防腐涂料的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种复合材料，由质量比为1:0.5-10的g-C3N4与海泡石制得。
相对于现有技术，本发明提供的复合材料具有以下优势：
本申请以具有近似石墨烯的平面二维片层结构的g-C3N4为有效成分，其具有优异的物理阻隔性能，可以阻止H2O、O2和电解质的渗透，g-C3N4由于N原子的存在，降低了其电导率，其电子迁移速度减弱，降低了与金属基底的电耦腐蚀作用，并以比表面积大和吸附能力强的海泡石作为防腐填料，其形成的网络结构上可以吸附并包裹g-C3N4，不仅提高g-C3N4的分散性，降低g-C3N4与金属基体间的点偶腐蚀，还能提高g-C3N4的隔离屏蔽作用和抗渗透性，保证g-C3N4在防腐过程中长期服役的稳定性。
优选地，所述海泡石为改性海泡石，其制备方法为：所述海泡石为改性海泡石，其制备方法为：将海泡石原料分散于有机溶剂中得到海泡石分散液，然后加入离子型表面活性剂，回流反应，所得固体经烘干、球磨过筛，得到所述改性海泡石。
本发明以离子型表面活性剂对海泡石进行改性，其疏水基团与海泡石相连，其亲水性基团暴露在表面，而疏水基团也对海泡石分子起到隔离作用，有利于海泡石充分分散在有机溶剂中，最终提高海泡石的亲水性。
优选地，所述海泡石分散液的浓度为3-7wt％。
优选地，所述海泡石与所述离子型表面活性剂的质量比为0.8-1.2:1.8-2.2。
优选调控海泡石与所述离子型表面活性剂的比例，既能保证在有机溶剂中海泡石能充分分散，提高其亲水性，又避免离子型表面活性剂浓度太高而聚集形成胶束，导致海泡石被胶束完全包裹。
优选地，所述离子型表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。
优选地，所述烘干的温度为35-45℃。
优选地，所述球磨过筛的细度为200-300目。
优选控制其细度，改性海泡石越细，比表面积越大，并能可提高其在g-C3N4分散液中的分散性，有利于将g-C3N4负载到海泡石中。
优选地，所述回流反应的温度为60-70℃，时间为4-8h。
优选地，所述g-C3N4/海泡石复合材料由以下方法制备而成：
步骤a、将g-C3N4溶于有机溶剂中，配制浓度为0.1-0.65mg/mL的g-C3N4分散液；
步骤b、将所述海泡石和离子型表面活性剂加入到所述g-C3N4分散液中，搅拌，离心，将离心所得固体分散于去离子水中并在100-120℃下反应，反应结束离心、洗涤、干燥得到所述g-C3N4/海泡石复合材料。
本发明以海泡石为防腐填料，与g-C3N4通过水热反应，将g-C3N4吸附在海泡石的网络结构上，提高防腐材料的亲水性和分散性，进而提所述g-C3N4/海泡石复合材料的阻隔性能和防腐性能。
优选地，所述离子型表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。
优选地，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或丙酮。
优选地，步骤b中，所述海泡石与所述离子型表面活性剂的质量比为5:0.1-0.5。
优选控制其比例，使得海泡石能充分分散到g-C3N4分散液中，也有利于g-C3N4与海泡石充分接触，为g-C3N4与负载到海泡石提供基础。
优选地，步骤b中，所述洗涤采用的洗涤剂为质量比为1:1-3的乙醇和去离子水的混合液。
优选地，步骤b中，所述干燥温度为40-60℃。
优选地，步骤b中，所述搅拌时间为0.5-1h。
优选地，步骤b中，所述固体与去离子水的质量比为1:20-40。
优选地，步骤b中，所述反应的时间为12-15h。
本申请在控制温度为100-120℃的条件下，有利于改性海泡石的结构充分舒展，并将g-C3N4负载到海泡石的网状结构上。
进一步优选地，所述反应以高压反应釜为反应器皿，在其内部处于高于大气压的压力，更有利于将g-C3N4负载到海泡石的网状结构上。
进一步地，本发明还提供所述复合材料在防腐涂料领域中的应用。
进一步地，本发明还提供一种包括上述复合材料的水性防腐涂料，包括质量比为1:8-16的A组分和B组分，其中A组分包括如下重量份的组分：复合材料：5-15份，固化剂：5-10份，防沉触变剂：0.1-2份，防闪锈剂：1-5份，去离子水：10-30份；B组分包括如下重量份的组分：水性环氧丙烯酸树脂：40-60份，消泡剂：0.1-1份，润湿分散剂：0.1-3份，流平剂：0.1-1份，附着力促进剂：1-5份，固化剂：5-10份。
相对于现有技术，本发明提供的水性防腐涂料具有以下优势：
本申请以水性环氧丙烯酸树脂为成膜物质，与固化剂交联后形成空间网络结构，以g-C3N4/海泡石复合材料的防腐材料，穿插到其结构中，形成致密的漆膜，并利用g-C3N4独特的二维片层结构，能顾抵御腐蚀介质O2、H2O、Cl-等的侵入、增加腐蚀介质在涂层中的扩散路径，显著增强涂层的屏蔽性能，从而具有更强的防腐性能；并利用在水中易扩散、吸附能力强的海泡石，使得在g-C3N4涂料中良好分散，并进一步抑制g-C3N4传递电子的能力，提高涂料的防腐性能。
优选地，所述水性环氧丙烯酸树脂的固含量为68-78％。
本申请以高固含量的环氧丙烯酸酯树脂为成膜物质，使得漆膜的致密性好，不易产生涂层孔洞和渗透现象，有利于提高漆膜的耐腐蚀性。
优选地，所述水性环氧丙烯酸树脂由以下方法制备而成：
步骤a、将13-15份环氧树脂、1-1.5份α-甲基丙烯酸、6-8份甲基丙烯酸甲酯、9.5-10.5份丙烯酸丁酯、5-6份苯乙烯、1.1-1.3份硅烷偶联剂和0.2-0.5份丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体；
步骤b、将1-1.5份OP-10、0.3-0.5份十二烷基磺酸钠和0.2-0.3份碳酸氢铵加入到10-30份去离子水中，得到复合乳化剂；
步骤c、将0.5-0.8份过硫酸铵溶于5-10份去离子水中，得到引发剂溶液；
步骤d、将所述复合乳化剂的40-60wt％和所述混合单体的30-35wt％混合，升温至50-55℃后加入40-60％的所述引发剂溶液，在70-75℃的条件下反应至蓝光出现，再保温25-35min，得到第一乳液；
步骤e、向所述第一乳液中加入剩余的混合单体、剩余的复合乳化剂和剩余的引发剂乳液，在80-90℃的条件下反应1-2h，过100目筛得到所述水性环氧丙烯酸树脂。
优选地，所述固化剂为水性异氰酸酯。
优选地，所述防沉触变剂为有机膨润土和气相二氧化硅中的至少一种。
在涂料体系中利用有机膨润土晶片间的氢键作用，从而形成不稳定的网状结构，为涂料体系提供一定的触变性；气相二氧化硅在涂层中具有防沉降、增稠和防流挂的特性，能够自由流动和抗结块，从而为涂料体系提供一定的触变性，并具有耐刮擦性和耐磨性，增强涂层的耐蚀性。
优选地，所述防闪锈剂为硼酸酯类防闪锈剂。
由于硼原子的共价性和价电子数少于价层轨道数的特点，导致硼酸酯中每个硼原子属于缺电子状态，容易与环氧丙烯酸酯树脂或其他有机物质的氢键发生配位反应，提高图层的交联密度，进而通过高密度交联涂层的物理屏蔽作用实现防腐的作用。
同时硼酸酯类防闪锈剂与涂料兼容性好，提高涂料的附着力，能有效抑制铁质底材上的水性涂料在干燥过程中出现的闪锈现象，在短时间内能牢固吸附在基材上形成一层保护膜，有利于提高涂料干膜的防锈性能和耐盐雾性能。
优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的至少一种。
优选消泡剂的种类与涂料体系具有良好的相容性，使得涂料体系中各原料能够使用分散。
优选地，所述润湿分散剂为聚硅氧烷共聚物。
优选地润湿分散剂中含有的有机硅能够能有效的颜料混用而产生的浮色，还有助于防止贝纳德漩涡和条纹，增进表面滑爽，能够促进流平剂定向，同时还能够显著降低高颜料和填料填充体系的粘度，改善涂料体系的流动性。
优选地，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂。
优选地以丙烯酸酯为流平剂，能顾降低降低体系表面张力，增强体系对基材的润湿性、流平性。
优选地，所述附着力促进剂为硅烷偶联剂或二磷酸腺苷中的至少一种。
优选地附着力促进剂能够将涂料体系中的有机高分子和无机填料进行偶联，改善或增强其粘结性，增进漆膜的延展性和耐冲击性，最终提高漆膜的附着力。
优选地二磷酸腺苷ADP还能够提高漆膜的耐水性和耐盐雾性能。
进一步地，本发明还提供所述水性防腐涂料的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述复合材料、固化剂、防沉触变剂、防闪锈剂和去离子水进行混料处理，得到A组分；
步骤c、将所述水性环氧丙烯酸树脂、消泡剂、润湿分散剂、流平剂、附着力促进剂和固化剂进行混料处理得到B组分；
步骤d、将所述A组分和B组分进行混料处理，得到所述水性防腐涂料。
本申请提供的水性防腐涂料的制备方法简单，过程容易控制，并以A\B组分的形式保存，提高其使用寿命，并有利于工业化推广。
优选地，步骤b中，所述混料处理的条件为：搅拌速度为300-400rpm，搅拌时间为1-2h。
由于体系粘度较大，优选地的搅拌速度不容易将气泡搅入体系，若是速度过快容易引入气泡，粘度大时，气泡不容易析出，会影响成膜性能。
优选地，步骤c中，所述混料处理的条件为：搅拌速度为500-600rpm，搅拌时间为50-80min。
体系中含有成膜物质，因此优选的搅拌速度能够使体系达到均一效果，若是速度过快影响体系性能。
优选地，步骤d中，所述混料处理的条件为：搅拌速度为800-1000rpm，搅拌时间为25-35min。
优选地高速率搅拌有助于各组分分散均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例和对比例提供的涂层的阻抗模量图；
图2是本发明实施例和对比例提供的涂层腐蚀电位图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种防腐材料，所述防腐材料为g-C3N4/改性海泡石复合材料，且g-C3N4与改性海泡石的质量比为1:0.5。
上述g-C3N4与改性海泡石由以下方法制备而成：
步骤a、将1g g-C3N4溶于甲醇中，配制浓度为0.65mg/mL的g-C3N4分散液；
步骤b、将经自然沉降法提纯后的海泡石0.5g溶于丙醇中，配制浓度为3wt％的海泡石分散液，然后加入1.5g十二烷基苯磺酸钠，在60℃的条件下冷凝回流8h，过滤、丙醇洗涤、35℃烘干、球磨过200目筛，得到改性海泡石；
步骤c、将所述改性海泡石和0.03g十二烷基苯磺酸钠加入到所述g-C3N4分散液中，磁力搅拌0.5h，离心，将离心所得固体分散于50mL去离子水中在高压反应釜中于100℃下反应15h，反应结束后冷却至室温，离心，采用质量比为1:2的甲醇和去离子水的混合液洗涤，于40℃干燥得到所述g-C3N4/改性海泡石复合材料。
上述g-C3N4可以为市售也可按照以下方法制备：将7.5g三聚氰胺和7.5g二氰二胺加入50mL无水乙醇中得到悬浮液，将所述悬浮液磁力搅拌2h、超声1h后放入高压反应釜中，在150℃下保温1h，洗涤干燥得到第一固体；然后将所述第一固体研磨后放入马弗炉中煅烧，升温到550℃恒温加热5h，得到g-C3N4；冷却至室温后将所得g-C3N4固体放入小型球磨机中球磨，过200目筛，得到g-C3N4粉末。
实施例2
本发明实施例提供一种防腐材料，所述防腐材料为g-C3N4/改性海泡石复合材料，且g-C3N4与改性海泡石的质量比为1:1。
上述g-C3N4与改性海泡石由以下方法制备而成：
步骤a、将1g g-C3N4溶于丁醇中，配制浓度为0.3mg/mL的g-C3N4分散液；
步骤b、将经自然沉降法提纯后的海泡石1g溶于丁醇中，配制浓度为4wt％的海泡石分散液，然后加入2.2g十二烷基苯磺酸钠，在64℃的条件下冷凝回流6.5h，过滤、乙醇洗涤、42℃烘干、球磨过200目筛，得到改性海泡石；
步骤c、将所述改性海泡石和0.1g十八烷基三甲基溴化铵加入到所述g-C3N4分散液中，磁力搅拌50min，离心，将所得固体分散于50mL去离子水中在高压反应釜中于105℃下反应14h，反应结束后冷却至室温，离心，采用质量比为1:5的丁醇和去离子水的混合液洗涤，于55℃干燥得到所述g-C3N4/改性海泡石复合材料。
上述g-C3N4的制备方法如实施例1中所述，不再赘述。
实施例3
本发明实施例提供一种防腐材料，所述防腐材料为g-C3N4/改性海泡石复合材料，且g-C3N4与改性海泡石的质量比为1:3。
上述g-C3N4与改性海泡石由以下方法制备而成：
步骤a、将1g g-C3N4溶于乙醇中，配制浓度为0.5mg/mL的g-C3N4分散液；
步骤b、将经自然沉降法提纯后的海泡石3g溶于乙醇中，配制浓度为5wt％的海泡石分散液，然后加入6g十六烷基三甲基溴化铵，在65℃的条件下冷凝回流6h，过滤、乙醇洗涤、40℃烘干、球磨过200目筛，得到改性海泡石；
步骤c、将所述改性海泡石和0.2g十二烷基苯磺酸钠加入到所述g-C3N4分散液中，磁力搅拌1h，离心，将离心所得固体分散于60mL去离子水中在高压反应釜中于110℃下反应13h，反应结束后冷却至室温，离心，采用质量比为1:1的乙醇和去离子水的混合液洗涤，于50℃干燥得到所述g-C3N4/改性海泡石复合材料。
上述g-C3N4的制备方法如实施例1中所述，不再赘述。
实施例4
本发明实施例提供一种防腐材料，所述防腐材料为g-C3N4/改性海泡石复合材料，且g-C3N4与改性海泡石的质量比为1:7。
上述g-C3N4与改性海泡石由以下方法制备而成：
步骤a、将1g g-C3N4溶于乙醇中，配制浓度为0.45mg/mL的g-C3N4分散液；
步骤b、将经自然沉降法提纯后的海泡石7g溶于乙醇中，配制浓度为5wt％的海泡石分散液，然后加入12.6g十二烷基硫酸钠，在65℃的条件下冷凝回流6h，过滤、乙醇洗涤、40℃烘干、球磨过200目筛，得到改性海泡石；
步骤c、将所述改性海泡石和0.3g十二烷基苯磺酸钠加入到所述g-C3N4分散液中，磁力搅拌50min，离心，将离心所得固体分散于去离子水中在高压反应釜中于115℃下反应13h，反应结束后冷却至室温，离心，采用质量比为1:1的乙醇和去离子水的混合液洗涤，于50℃干燥得到所述g-C3N4/改性海泡石复合材料。
上述g-C3N4的制备方法如实施例1中所述，不再赘述。
实施例5
本发明实施例提供一种防腐材料，所述防腐材料为g-C3N4/改性海泡石复合材料，且g-C3N4与改性海泡石的质量比为1:10。
上述g-C3N4与改性海泡石由以下方法制备而成：
步骤a、将1g g-C3N4溶于丙醇中，配制浓度为0.1mg/mL的g-C3N4分散液；
步骤b、将经自然沉降法提纯后的海泡石10g溶于丙醇中，配制浓度为7wt％的海泡石分散液，然后加入15g十八烷基三甲基溴化铵，在70℃的条件下冷凝回流4h，过滤、丙醇洗涤、45℃烘干、球磨过300目筛，得到改性海泡石；
步骤c、将所述改性海泡石和0.2g十二烷基硫酸钠加入到所述g-C3N4分散液中，磁力搅拌1h，离心，将离心所得固体分散于去离子水中在高压反应釜中于120℃下反应12h，反应结束后冷却至室温，离心，采用质量比为1:3的丙醇和去离子水的混合液洗涤，于60℃干燥得到所述g-C3N4/改性海泡石复合材料。
上述g-C3N4的制备方法如实施例1中所述，不再赘述。
为了更好的说明本发明实施例提供的防腐材料的特性，下面将实施例1-5制备的防腐材料分别作为防腐组分制备水性防腐涂料。
实施例6
本发明提供一种水性防腐涂料，包括质量比为1:8的A组分和B组分，其中A组分包括如下重量份的组分：g-C3N4/改性海泡石复合材料：5份，固化剂：5份，防沉触变剂：0.1份，防闪锈剂：1份，去离子水：10份；B组分包括如下重量份的组分：水性环氧丙烯酸树脂：40份，消泡剂：0.1份，润湿分散剂：0.1份，流平剂：0.1份，附着力促进剂：1份，固化剂：5份。
上述g-C3N4/改性海泡石复合材料为本发明实施例1制备的防腐材料。
上述固化剂为水性异氰酸酯固化剂H1003；上述防沉触变剂为有机膨润土；上述防闪锈剂为HTK-001；上述消泡剂为有机硅消泡剂Z-201；上述润湿分散剂为BYK-P104S；上述流平剂为有机硅流平剂SIF-720；上述附着力促进剂为环氧基硅烷偶联剂KH550。
上述水性环氧丙烯酸树脂的固含量为78％，由以下方法制备而成：
优选地，所述水性环氧丙烯酸树脂由以下方法制备而成：
步骤a、将15份环氧树脂、1.5份α-甲基丙烯酸、8份甲基丙烯酸甲酯、10.5份丙烯酸丁酯、6份苯乙烯、1.3份硅烷偶联剂和0.5份丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体；
步骤b、将1.5份OP-10、0.5份十二烷基磺酸钠和0.3份碳酸氢铵加入到20份去离子水中，得到复合乳化剂；
步骤c、将0.8份过硫酸铵溶于10份去离子水中，得到引发剂溶液；
步骤d、将所述复合乳化剂的50wt％和所述混合单体的30wt％混合，升温至50℃后加入50％的所述引发剂溶液，在70℃的条件下反应至蓝光出现，再保温25min，得到第一乳液；
步骤e、向所述第一乳液中加入剩余的混合单体、剩余的复合乳化剂和剩余的引发剂乳液，在90℃的条件下反应2h，过100目筛得到所述水性环氧丙烯酸树脂。
上述水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将A组分中的固化剂、防沉触变剂、防闪锈剂和去离子水混合，以300rpm的速度搅拌15min，然后再400rpm的条件下加入g-C3N4/海泡石复合材料，搅拌1.5h，得到A组分；
步骤c、将B组分中的消泡剂、流平剂加入到水性环氧丙烯酸树脂中以500rpm的速度搅拌20min，再加入润湿分散剂和附着力促进剂，以500rpm的速度搅拌20min，最后加入固化剂以600rpm的速度搅拌20min得到B组分；
步骤d、将所述A组分和B组分以900rpm的速度搅拌30min，得到所述水性防腐涂料。
实施例7
本发明提供一种水性防腐涂料，包括质量比为1:10的A组分和B组分，其中A组分包括如下重量份的组分：g-C3N4/改性海泡石复合材料：8份，固化剂：7份，防沉触变剂：0.5份，防闪锈剂：2份，去离子水：15份；B组分包括如下重量份的组分：水性环氧丙烯酸树脂：45份，消泡剂：0.3份，润湿分散剂：0.7份，流平剂：0.3份，附着力促进剂：2份，固化剂：5份。
上述g-C3N4/改性海泡石复合材料为本发明实施例2制备的防腐材料。
上述固化剂为水性异氰酸酯固化剂H1005；上述防沉触变剂为气相二氧化硅；上述防闪锈剂为HTK-001；上述消泡剂为有机硅消泡剂LY-111；上述润湿分散剂为BYK-220S；上述流平剂为有机硅流平剂SIF-720；上述附着力促进剂为环氧基硅烷偶联剂KH560。
上述水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将A组分中的固化剂、防沉触变剂、防闪锈剂和去离子水混合，以400rpm的速度搅拌15min，然后再400rpm的条件下加入g-C3N4/海泡石复合材料，搅拌1.5h，得到A组分；
步骤c、将B组分中的消泡剂、流平剂加入到水性环氧丙烯酸树脂中以550rpm的速度搅拌25min，再加入润湿分散剂和附着力促进剂，以600rpm的速度搅拌25min，最后加入固化剂以600rpm的速度搅拌30min得到B组分；
步骤d、将所述A组分和B组分以800rpm的速度搅拌25min，得到所述水性防腐涂料。
上述水性环氧丙烯酸树脂的固含量为68％，由以下方法制备而成：
步骤a、将13份环氧树脂、1份α-甲基丙烯酸、6份甲基丙烯酸甲酯、9.5份丙烯酸丁酯、5份苯乙烯、1.1份硅烷偶联剂和0.2份丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体；
步骤b、将1份OP-10、0.3份十二烷基磺酸钠和0.2份碳酸氢铵加入到30份去离子水中，得到复合乳化剂；
步骤c、将0.5份过硫酸铵溶于8份去离子水中，得到引发剂溶液；
步骤d、将所述复合乳化剂的60wt％和所述混合单体的35wt％混合，升温至55℃后加入40％的所述引发剂溶液，在75℃的条件下反应至蓝光出现，再保温30min，得到第一乳液；
步骤e、向所述第一乳液中加入剩余的混合单体、剩余的复合乳化剂和剩余的引发剂乳液，在85℃的条件下反应1.5h，过100目筛得到所述水性环氧丙烯酸树脂。
实施例8
本发明提供一种水性防腐涂料，包括质量比为1:12的A组分和B组分，其中A组分包括如下重量份的组分：g-C3N4/改性海泡石复合材料：11份，固化剂：7份，防沉触变剂：1份，防闪锈剂：3份，去离子水：20份；B组分包括如下重量份的组分：水性环氧丙烯酸树脂：50份，消泡剂：0.5份，润湿分散剂：1.5份，流平剂：0.5份，附着力促进剂：3份，固化剂：8份。
上述g-C3N4/改性海泡石复合材料为本发明实施例3制备的防腐材料。
上述固化剂为质量比为1:1的水性异氰酸酯固化剂H1005和H1003的混合物；上述防沉触变剂为质量比为1:1的气相二氧化硅和有机膨润土的混合物；上述防闪锈剂为HTK-001；上述消泡剂为聚醚改性硅S-765；上述润湿分散剂为WDA-W28；上述流平剂为有机硅流平剂SIF-720；上述附着力促进剂为环氧基硅烷偶联剂KH570。
上述水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将A组分中的固化剂、防沉触变剂、防闪锈剂和去离子水混合，以350rpm的速度搅拌20min，然后再350rpm的条件下加入g-C3N4/海泡石复合材料，搅拌1.5h，得到A组分；
步骤c、将B组分中的消泡剂、流平剂加入到水性环氧丙烯酸树脂中以600rpm的速度搅拌20min，再加入润湿分散剂和附着力促进剂，以600rpm的速度搅拌25min，最后加入固化剂以600rpm的速度搅拌20min得到B组分；
步骤d、将所述A组分和B组分以1000rpm的速度搅拌25min，得到所述水性防腐涂料。
上述水性环氧丙烯酸树脂的固含量为70％，由以下方法制备而成：
步骤a、将14份环氧树脂、1.2份α-甲基丙烯酸、7份甲基丙烯酸甲酯、10份丙烯酸丁酯、5份苯乙烯、1.1份硅烷偶联剂和0.3份丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体；
步骤b、将1.2份OP-10、0.3份十二烷基磺酸钠和0.25份碳酸氢铵加入到15份去离子水中，得到复合乳化剂；
步骤c、将0.6份过硫酸铵溶于7份去离子水中，得到引发剂溶液；
步骤d、将所述复合乳化剂的40wt％和所述混合单体的30wt％混合，升温至53℃后加入50％的所述引发剂溶液，在72℃的条件下反应至蓝光出现，再保温25min，得到第一乳液；
步骤e、向所述第一乳液中加入剩余的混合单体、剩余的复合乳化剂和剩余的引发剂乳液，在90℃的条件下反应1h，过100目筛得到所述水性环氧丙烯酸树脂。
实施例9
本发明提供一种水性防腐涂料，包括质量比为1:14的A组分和B组分，其中A组分包括如下重量份的组分：g-C3N4/改性海泡石复合材料：13份，固化剂：10份，防沉触变剂：1.5份，防闪锈剂：4份，去离子水：25份；B组分包括如下重量份的组分：水性环氧丙烯酸树脂：55份，消泡剂：0.7份，润湿分散剂：2份，流平剂：0.7份，附着力促进剂：4份，固化剂：7份。
上述g-C3N4/改性海泡石复合材料为本发明实施例4制备的防腐材料。
上述固化剂为质量比为2:1的水性异氰酸酯固化剂H1005和H1003的混合物；上述防沉触变剂为质量比为1:2的气相二氧化硅和有机膨润土的混合物；上述防闪锈剂为HTK-001；上述消泡剂为质量比为1:1的S-765和LY-111的混合物；上述润湿分散剂为WDA-W18；上述流平剂为有机硅流平剂SIF-720；上述附着力促进剂为质量比为1:1KH570和ADP的混合物。
上述水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将A组分中的固化剂、防沉触变剂、防闪锈剂和去离子水混合，以400rpm的速度搅拌25min，然后再400rpm的条件下加入g-C3N4/海泡石复合材料，搅拌1h，得到A组分；
步骤c、将B组分中的消泡剂、流平剂加入到水性环氧丙烯酸树脂中以500rpm的速度搅拌25min，再加入润湿分散剂和附着力促进剂，以550rpm的速度搅拌30min，最后加入固化剂以600rpm的速度搅拌20min得到B组分；
步骤d、将所述A组分和B组分以900rpm的速度搅拌35min，得到所述水性防腐涂料。
上述水性环氧丙烯酸树脂的固含量为72％，由以下方法制备而成：
步骤a、将15份环氧树脂、1.5份α-甲基丙烯酸、6份甲基丙烯酸甲酯、9.5份丙烯酸丁酯、6份苯乙烯、1.3份硅烷偶联剂和0.5份丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体；
步骤b、将1份OP-10、0.4份十二烷基磺酸钠和0.3份碳酸氢铵加入到30份去离子水中，得到复合乳化剂；
步骤c、将0.7份过硫酸铵溶于10份去离子水中，得到引发剂溶液；
步骤d、将所述复合乳化剂的55wt％和所述混合单体的32wt％混合，升温至52℃后加入45％的所述引发剂溶液，在74℃的条件下反应至蓝光出现，再保温35min，得到第一乳液；
步骤e、向所述第一乳液中加入剩余的混合单体、剩余的复合乳化剂和剩余的引发剂乳液，在85℃的条件下反应1.5h，过100目筛得到所述水性环氧丙烯酸树脂。
实施例10
本发明提供一种水性防腐涂料，包括质量比为1:16的A组分和B组分，其中A组分包括如下重量份的组分：g-C3N4/改性海泡石复合材料：15份，固化剂：10份，防沉触变剂：2份，防闪锈剂：5份，去离子水：30份；B组分包括如下重量份的组分：水性环氧丙烯酸树脂：60份，消泡剂：1份，润湿分散剂：3份，流平剂：1份，附着力促进剂：5份，固化剂：10份。
上述g-C3N4/改性海泡石复合材料为本发明实施例5制备的防腐材料。
上述固化剂为质量比为2:3的水性异氰酸酯固化剂H1005和H1003的混合物；上述防沉触变剂有机膨润土；上述防闪锈剂为HTK-001；上述消泡剂为质量比为1:2的S-765和LY-111的混合物；上述润湿分散剂为质量比为1:1的BYK-220S与WDA-W18的混合物；上述流平剂为有机硅流平剂SIF-720；上述附着力促进剂为质量比为2:1的KH550和ADP的混合物。
上述水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将A组分中的固化剂、防沉触变剂、防闪锈剂和去离子水混合，以300rpm的速度搅拌20min，然后在350rpm的条件下加入g-C3N4/海泡石复合材料，搅拌1.2h，得到A组分；
步骤c、将B组分中的消泡剂、流平剂加入到水性环氧丙烯酸树脂中以550rpm的速度搅拌15min，再加入润湿分散剂和附着力促进剂，以600rpm的速度搅拌35min，最后加入固化剂以600rpm的速度搅拌20min得到B组分；
步骤d、将所述A组分和B组分以800rpm的速度搅拌35min，得到所述水性防腐涂料。
上述水性环氧丙烯酸树脂的固含量为75％，由以下方法制备而成：
步骤a、将13份环氧树脂、1.3份α-甲基丙烯酸、7份甲基丙烯酸甲酯、10.5份丙烯酸丁酯、5.5份苯乙烯、1.2份硅烷偶联剂和0.4份丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体；
步骤b、将1.3份OP-10、0.4份十二烷基磺酸钠和0.3份碳酸氢铵加入到10-30份去离子水中，得到复合乳化剂；
步骤c、将0.8份过硫酸铵溶于8份去离子水中，得到引发剂溶液；
步骤d、将所述复合乳化剂的55wt％和所述混合单体的33wt％混合，升温至52℃后加入55％的所述引发剂溶液，在73℃的条件下反应至蓝光出现，再保温30min，得到第一乳液；
步骤e、向所述第一乳液中加入剩余的混合单体、剩余的复合乳化剂和剩余的引发剂乳液，在85℃的条件下反应1.5h，过100目筛得到所述水性环氧丙烯酸树脂。
为了更好的说明本发明的技术方案，下面还通过对比例和本发明的实施例做进一步的对比。
对比例1
本对比例提供一种水性防腐涂料，包括质量比为1:8的A组分和B组分，其中A组分包括如下重量份的组分：石墨烯/聚苯胺复合材料：5份，固化剂：5份，防沉触变剂：0.1份，防闪锈剂：1份，去离子水：10份；B组分包括如下重量份的组分：水性环氧丙烯酸树脂：40份，消泡剂：0.1份，润湿分散剂：0.1份，流平剂：0.1份，附着力促进剂：1份，固化剂：5份。。
上述各组分以及制备方法如实施例6所述，不再赘述。
对比例2
本对比例提供一种水性防腐涂料，包括质量比为1:8的A组分和B组分，其中A组分包括如下重量份的组分：固化剂：5份，防沉触变剂：0.1份，防闪锈剂：1份，去离子水：10份；B组分包括如下重量份的组分：水性环氧丙烯酸树脂：40份，消泡剂：0.1份，润湿分散剂：0.1份，流平剂：0.1份，附着力促进剂：1份，固化剂：5份。
上述各组分以及制备方法如实施例6所述，不再赘述。
为了更好的说明本发明实施例提供的防腐材料的特性，下面将实施例6-10以及对比例1-2制备的防腐涂料进行性能检测，检测结果如下表1所示。
表1性能检测结果
从表1中可以看出，相对于对比例1-2，本发明以g-C3N4/改性海泡石复合材料作为防腐组分制备的水性防腐涂料具有硬度高、附着力和耐盐雾性能优异的特点。
以实施例6-10和对比例1-2制备的防腐涂料进行阻抗模量和涂层腐蚀电位的表征，结果分别如图1-2所示。
从图1-2中可以看出，相对于对比例1-2，本发明制备的漆膜的阻抗模量有明显提高，且极化曲线中腐蚀电位较高、腐蚀电流密度更小，说明本发明以g-C3N4/改性海泡石复合材料作为防腐组分制备的水性防腐涂料具有优异的防腐能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合材料，其特征在于：由质量比为1:0.5-10的g-C3N4与海泡石制得。
2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述海泡石为改性海泡石，其制备方法为：将海泡石原料分散于有机溶剂中得到海泡石分散液，然后加入离子型表面活性剂，回流反应，所得固体经烘干、球磨过筛，得到所述改性海泡石。
3.如权利要求2所述的复合材料，其特征在于：所述海泡石分散液的浓度为3-7wt％；和/或：
所述海泡石与所述离子型表面活性剂的质量比为0.8-1.2:1.8-2.2；和/或
所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或丙酮；和/或
所述离子型表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠；和/或
所述烘干的温度为35-45℃；和/或
所述球磨过筛的细度为200-300目；和/或
所述回流反应的温度为60-70℃，时间为4-8h。
4.如权利要求1-3任一项所述的复合材料，其特征在于：由以下方法制备而成：
步骤a、将g-C3N4溶于有机溶剂中，配制浓度为0.1-0.65mg/mL的g-C3N4分散液；
步骤b、将所述海泡石和离子型表面活性剂加入到所述g-C3N4分散液中，搅拌，离心，将离心所得固体分散于去离子水中并在100-120℃下反应，反应结束离心、洗涤、干燥得到所述复合材料。
5.如权利要求4所述的复合材料，其特征在于：所述离子型表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠；和/或
所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或丙酮；和/或
步骤b中，所述海泡石与所述离子型表面活性剂的质量比为5:0.1-0.5；和/或
步骤b中，所述洗涤采用的洗涤剂为质量比为1:1-3的乙醇和去离子水的混合液；和/或
步骤b中，所述干燥温度为40-60℃；和/或
步骤b中，所述搅拌时间为0.5-1h；和/或
步骤b中，所述固体与去离子水的质量比为1:20-40；和/或
步骤b中，所述反应的时间为12-15h。
6.如权利要求1-5任一项所述复合材料在防腐涂料中的应用。
7.一种包括如权利要求1-5任一项所述的复合材料的水性防腐涂料，其特征在于：包括质量比为1:8-16的A组分和B组分，其中A组分包括如下重量份的组分：复合材料：5-15份，固化剂：5-10份，防沉触变剂：0.1-2份，防闪锈剂：1-5份，去离子水：10-30份；B组分包括如下重量份的组分：水性环氧丙烯酸树脂：40-60份，消泡剂：0.1-1份，润湿分散剂：0.1-3份，流平剂：0.1-1份，附着力促进剂：1-5份，固化剂：5-10份。
8.如权利要求7所述的水性防腐涂料，其特征在于：所述水性环氧丙烯酸树脂的固含量为68-78％。
9.如权利要求7所述的水性防腐涂料，其特征在于：所述固化剂为水性异氰酸酯；和/或
所述防沉触变剂为有机膨润土和气相二氧化硅中的至少一种；和/或
所述防闪锈剂为硼酸酯类防闪锈剂；和/或
所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的至少一种；和/或
所述润湿分散剂为聚硅氧烷共聚物；和/或
所述流平剂为丙烯酸酯流平剂；和/或
所述附着力促进剂为硅烷偶联剂或二磷酸腺苷中的至少一种。
10.一种水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
步骤a、按照如权利要求7～9任一项所述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述复合材料、固化剂、防沉触变剂、防闪锈剂和去离子水进行混料处理，得到A组分；
步骤c、将所述水性环氧丙烯酸树脂、消泡剂、润湿分散剂、流平剂、附着力促进剂和固化剂进行混料处理得到B组分；
步骤d、将所述A组分和B组分进行混料处理，得到所述水性防腐涂料。
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