CN110643264A - 一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法 - Google Patents
一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110643264A CN110643264A CN201911010010.2A CN201911010010A CN110643264A CN 110643264 A CN110643264 A CN 110643264A CN 201911010010 A CN201911010010 A CN 201911010010A CN 110643264 A CN110643264 A CN 110643264A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- parts
- graphene oxide
- resin
- anticorrosive paint
- 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.)
- Pending
Links
Images
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
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09D133/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
-
- 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
- C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D167/08—Polyesters modified with higher fatty oils or their acids, or with natural resins or resin acids
-
- 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
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
-
- 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
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法。本发明将氧化石墨烯、多元胺和去离子水混合超声处理,搅拌反应后,用乙醇和水抽滤洗涤后得到的黑色粉末再分散到去离子水中,加入十六烷基三甲基溴化铵超声处理,冷冻干燥制得具有良好水分散性的胺基化氧化石墨烯纳米材料;以自乳化水性树脂固化剂为基体,胺基化氧化石墨烯为添加剂,利用超声和机械搅拌共混的方式制得石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂,加入水性树脂混合,采用相反转法制备得到水性胺基化氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料。本发明所制得的防腐涂料具有环境友好、操作方便、无污染等优点,涂膜机械强度和耐水耐醇性能优异,附着强度高,防腐性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及水性防腐涂料的制备技术领域,具体涉及一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法。
背景技术
据中国腐蚀和防护协会数据显示,仅2012年黑色金属年腐蚀损失高达6024亿元人民币。2018年世界腐蚀组织发布数据表明,全球因腐蚀所造成的经济损失高于所有自然灾害、各类事故损失。因此,需要加大金属防腐蚀领域的研发投入,降低金属腐蚀对国家工业生产和社会生活所带来的危害具有重要意义。我国的不同防腐蚀方法的费用比例,表面涂装和涂层占总费用的76.6%。随着国家和各地法规对VOCs排放作出明确的禁令,环境友好型涂料逐渐走向了重防腐涂料的舞台中心,并得到了高速发展。
石墨烯作为一种新型二维结构纳米材料,具有独特的抗划伤性和抗点蚀性能,及对水分子、氧气和电解质出色的阻隔性,可应用于适合酸碱条件、海洋、航空等领域的重防腐涂料。石墨烯由于其制备方法和结构特殊性,将其应用于金属防腐蚀领域主要通过沉积技术和聚合物复合技术实现。目前石墨烯-聚合物复合涂料的研究主要集中于传统的“油性”涂料,在水性涂料特别是水性环氧树脂涂料领域的应用研究较少,基本上通过加入分散剂将石墨烯制备成为填料浆料而推广使用,由于直接复合的石墨烯类物质在水性树脂中易出现破乳、沉降、乳状液分层等不稳定现象,导致涂层性能急剧下降。
石墨烯分散液制备法可显著调高石墨烯的水分散性,但其分散性及与聚合物的相容性仍有待于进一步完善。水溶性聚合物改性法所采用的水溶性聚合物亲水性强,可保障石墨烯纳米材料的分散性及相容性,但所制涂层的耐水性较差。纳米复合材料有效结合了石墨烯与其他纳米材料的优点,但与涂层的相容性和防腐机理需要进一步验证。以上方法仅有原位乳液聚合法所制得复合乳液兼具了分散性和相容性的优点,但其纳米材料添加量过低,无法达到溶剂型复合涂料高强度特性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种具有优异防腐性能、复合稳定性能和工艺操作简便的自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料。该技术工艺可进一步提高石墨烯在聚合物中的分散稳定性。
为达到上述目的,本发明才用的技术方案如下:
一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法,包括如下步骤:
S01制备胺基化氧化石墨烯:
按重量份计,称取0.2~0.5份氧化石墨烯、10~20份多元胺和100~150份去离子水置于容器中,将容器置于冰水浴中超声处理45~60min;移出超声仪器,搅拌反应24~36h,搅拌温度20-40℃,放置过夜,去掉上清液,得沉淀物;在沉淀物中加入100份无水乙醇抽滤后,再用去离子水洗涤,以去除多余未反应的多元胺,得黑色粉末;将得到的黑色粉末分散到20~50份的去离子水中,加入0.1~0.3份十六烷基三甲基溴化铵,超声处理10~30min,冷冻干燥得到胺基化氧化石墨烯;
S02制备乳化型水性树脂固化剂:
按重量份计,首先称取10~20份水性树脂,加入到10~20份的醇醚溶剂中,搅拌至水性树脂溶解,得水性树脂的醇醚溶液,备用;将7~14份脱水后的三乙烯四胺、2~4份醇醚溶剂一并加入到反应器中,升温到70℃后,先在3h内缓慢滴加水性树脂的醇醚溶液,滴加完毕后继续保温反应1h;然后在1h内缓慢滴加2~5份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚并保温反应1h;最后在1h内滴加2~5份甲基聚氧乙烯环氧基醚并保温反应1h后,制得乳化型水性树脂固化剂;
S03制备石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂:
称取步骤S01中制得的胺基化氧化石墨烯0.1~0.3份,加入到15~20份醇醚类溶剂中,超声30-60min均匀分散,得胺基化氧化石墨烯分散液;将胺基化氧化石墨烯分散液与步骤S02制得的30~50份乳化型水性树脂固化剂混合,搅拌至混合均匀,制得石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂;
S04制备水性防腐涂料:
称取步骤S03制得的石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂10~20份,加入40份水性树脂,加热至25-35℃,然后采用高速分散机在1000-2000rpm的转速下缓慢加入50~60份去离子水使混合物转相乳化,制得水性胺基化氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料。
所述的多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的任意一种。
所述的水性树脂为水性环氧树脂、水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯树脂中的任意一种。
所述的水性树脂为水性环氧树脂,所述的水性环氧树脂为环氧树脂E44和环氧树脂E51的任意一种或者两种。
所述的醇醚溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚中的任意一种。
所述胺基化氧化石墨烯的重量占自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料总重的1~4%。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
(1)本发明利用亲核加成反应和羧基中和反应,采用超声反应,将过多元胺与氧化石墨烯表面的环氧基团加成,或与羧基中和形成羧酸铵盐,将多元胺引入到氧化石墨烯表面,制得具有优良水分散性的胺基化氧化石墨烯纳米材料;以水性树脂中的水性固化剂为基体,利用超声和搅拌方式制备石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂,然后将上述固化剂与水性树脂复合,通过乳化分散工艺制得自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料。制得的胺基化氧化石墨烯与环氧固化剂具有优良的结构相似性,可与固化剂形成良好的稳定分散性,通过化学键合的方式,将氧化石墨烯引入到水性树脂大分子结构中,这种分子结合有利于提高纳米材料与聚合物材料的分子间作用力,克服石墨烯纳米材料在水性聚合物树脂中的分散稳定性和相容性差的缺陷,提高石墨烯/水性树脂防腐涂料的综合性能。
(2)本发明制备得到一种在水性树脂中具有良好的分散稳定性的胺基化氧化石墨烯及其复合防腐涂料体系。本发明制备工艺具有环境友好、操作简单、无污染且成本低的优点,制备的产品具有分散性能优异、施工简单、开放时间长、防腐性能好的特点,并且从源头摒弃了有机溶剂,是一种环保型的重防腐涂料。
(3)本发明所制备的胺基化氧化石墨烯可与多种水性树脂进行复合,如环氧树脂、水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯树脂等,形成水基防腐涂料。
附图说明
图1为现有技术未加入自交联氧化石墨烯的环氧树脂涂料的扫描电镜图(空白组)。
图2为本发明加入自交联氧化石墨烯的环氧树脂涂料的扫描电镜图(实施例1)。
图3为本发明加入自交联氧化石墨烯的环氧树脂涂料的扫描电镜图(实施例2)。
图4为本发明加入自交联氧化石墨烯的环氧树脂涂料的扫描电镜图(实施例3)。
图5为现有技术与本发明的涂层图;
其中,a为未加入自交联氧化石墨烯的纯环氧树脂的涂层图,b为加入自交联氧化石墨烯的环氧树脂的涂层图(实施例2)。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步详细描述:(以重量份计)
实施例1:
S01按重量份计,称取0.2份氧化石墨烯、15份二乙烯三胺和100份去离子水置于容器中,将容器置于冰水浴中超声处理45min;移除超声机,搅拌反应24h,搅拌温度为25℃,放置过夜,去掉上清液;加入100份无水乙醇抽滤,用去离子水洗涤固体样品以去除多余未反应的多元胺,得到的黑色粉末分散到20份的去离子水中,再加入0.1份十六烷基三甲基溴化铵,超声处理10min,冷冻干燥得到胺基化氧化石墨烯;
S02按重量份计,称取10份环氧树脂E44,加入到10份的丙二醇甲醚中,搅拌至环氧树脂E44溶解;将7份脱水后的三乙烯四胺、2份丙二醇甲醚一并加入到装有温度计、搅拌器、冷凝回流管和通氮导管的反应器中,升温到70℃后,滴加环氧树脂E44的醇醚溶液3h,滴加完毕后继续保温反应1h;然后在1h内缓慢滴加4份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)并保温反应1h;最后在1h内滴加5份甲基聚氧乙烯环氧基醚(MEH)并保温反应1h,制得乳化型环氧树脂固化剂。
S03称取步骤S01制备的0.1份胺基化氧化石墨烯加入到15份丙二醇甲醚中,超声30min分散,得胺基化氧化石墨烯分散液胺基化氧化石墨烯分散液;将分散好的胺基化氧化石墨烯分散液与步骤S02制备的50份乳化型环氧树脂固化剂混合,搅拌分散至混合均匀,制得石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂;
S04称取步骤S03制备的10份石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂,加入40份环氧树脂E44,加热至25℃,然后采用高速分散机在1000rpm的转速下缓慢加入50份去离子水使混合物转相乳化,制得水性胺基化氧化石墨烯/环氧树脂防腐涂料。
实施例2:
S01按重量份计,称取0.3份氧化石墨烯、16份三乙烯四胺和120份去离子水置于容器中,将容器置于冰水浴中超声处理50min;移除超声机,室温搅拌反应36h,放置过夜,去掉上清液;加入100份无水乙醇抽滤,用去离子水洗涤固体样品以去除多余未反应的多元胺,得到黑色粉末分散到45份的去离子水中,加入0.1份十六烷基三甲基溴化铵,超声处理20min,冷冻干燥得到胺基化氧化石墨烯;
S02配置15份环氧树脂E44,加入到20份的乙二醇丁醚中,搅拌至E44溶解;将10份脱水后的三乙烯四胺、3份乙二醇丁醚一并加入到装有温度计、搅拌器、冷凝回流管和通氮导管的反应器中,升温到70℃后,滴加环氧树脂E44的醇醚溶液3h,滴加完毕后继续保温反应1h;然后在1h内缓慢滴加2份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)并保温反应1h;最后在1h内滴加4份甲基聚氧乙烯环氧基醚(MEH)并保温反应1h,制得乳化型环氧树脂固化剂。
S03称取步骤S01制备的0.2份胺基化氧化石墨烯加入15份加入到乙二醇丁醚中,超声30min分散;将分散好的胺基化氧化石墨烯分散液与步骤S02制备的50份乳化型环氧树脂固化剂混合,搅拌分散至混合均匀,制得石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂;
S04称取步骤S03制备的15份石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂,加入40份环氧树脂E51,加热至25℃,然后采用高速分散机在1000rpm的转速下缓慢加入55份去离子水使混合物转相乳化,制得水性胺基化氧化石墨烯/环氧树脂防腐涂料。
实施例3:
S01按重量份计,称取0.4份氧化石墨烯、10份四乙烯五胺和150份去离子水置于容器中,将容器置于冰水浴中超声处理45~60min;移除超声机,室温搅拌反应30h,放置过夜,去掉上清液;加入100份无水乙醇抽滤,用去离子水洗涤固体样品以去除多余未反应的多元胺,得到黑色粉末分散到50份的去离子水中,加入0.3份十六烷基三甲基溴化铵,超声处理25min,冷冻干燥得到胺基化氧化石墨烯;
S02配置20份环氧树脂E44,加入到20份的二乙二醇丁醚中,搅拌至E44溶解;将14份脱水后的三乙烯四胺、2份二乙二醇丁醚一并加入到装有温度计、搅拌器、冷凝回流管和通氮导管的反应器中,升温到70℃后,滴加环氧树脂E44的醇醚溶液3h,滴加完毕后继续保温反应1h;然后在1h内缓慢滴加2份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)并保温反应1h;最后在1h内滴加2份甲基聚氧乙烯环氧基醚(MEH)并保温反应1h,制得乳化型环氧树脂固化剂。
S03称取步骤S01制备的0.3份胺基化氧化石墨烯加入15份二乙二醇丁醚中,超声30min分散;将分散好的胺基化氧化石墨烯分散液与步骤S02制备的50份乳化型环氧树脂固化剂混合,搅拌分散至混合均匀,制得石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂;
S04称取步骤S03制备的20份石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂,加入40份环氧树脂E51,加热至25℃,然后采用高速分散机在1000rpm的转速下缓慢加入60份去离子水使混合物转相乳化,制得水性胺基化氧化石墨烯/环氧树脂防腐涂料。
实施例4:
S01按重量份计,加入0.5份氧化石墨烯、20份三乙烯四胺和150份去离子水置于容器中,将容器置于冰水浴中超声处理55min;移除超声机,室温搅拌反应36h,放置过夜,去掉上清液;加入100份无水乙醇抽滤,用去离子水洗涤固体样品以去除多余未反应的多元胺,得到黑色粉末分散到45份的去离子水中,加入0.2份十六烷基三甲基溴化铵,超声处理15min,冷冻干燥得到胺基化氧化石墨烯;
S02配置16份环氧树脂E44,加入到12份的乙二醇丁醚中,搅拌至E44溶解;将14份脱水后的三乙烯四胺、4份乙二醇丁醚一并加入到装有温度计、搅拌器、冷凝回流管和通氮导管的反应器中,升温到70℃后,滴加环氧树脂E44的醇醚溶液3h,滴加完毕后继续保温反应1h;然后在1h内缓慢滴加3份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)并保温反应1h;最后在1h内滴加4份甲基聚氧乙烯环氧基醚(MEH)并保温反应1h,制得乳化型环氧树脂固化剂。
S03称取步骤S01制备的0.2份胺基化氧化石墨烯加入15份乙二醇丁醚,超声30min分散;将分散好的胺基化氧化石墨烯分散液与步骤S02制备的50份乳化型环氧树脂固化剂混合,搅拌分散至混合均匀,制得石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂;
S04称取步骤S03制备的15份石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂,加入40份环氧树脂E51,加热至25℃,然后采用高速分散机在1000rpm的转速下缓慢加入55份去离子水使混合物转相乳化,制得水性胺基化氧化石墨烯/环氧树脂防腐涂料。
将实施例1-4得到的水性胺基化氧化石墨烯/环氧树脂防腐涂料分别采用滚涂法涂覆在打磨的马口铁表面,并对漆膜的性能进行检测,结果见表1。
表1
由表1可以看出,本发明实施例1~4制备的水性防腐涂料的各项测试数据均可满足防腐涂层的使用要求。
由图1所示,纯环氧树脂表现为典型的脆性断裂,断口光滑,但也存在一定的微观孔隙。由图2,图3,图4所示,由于自交联氧化石墨烯纳米薄片的加入,纳米复合涂层的断口表面变得粗糙,层状结构明显,微观孔隙消失。说明改性的氧化石墨烯在环氧树脂中的分散性优良,从微观结构出发,有效改善了涂层结构缺陷,解决了聚合物涂层的微观孔隙导致的腐蚀加速的问题。
由图5所示,图a为纯环氧树脂涂层,图b为加入了改性的自交联氧化石墨烯的涂层。与图a相比,图b的复合涂层表面均匀,未见明显颗粒及肉眼可见的缺陷,说明自交联氧化石墨烯在水性环氧树脂中具有优良的分散性和稳定性。
实施例5:
S01按重量份计,称取0.5份氧化石墨烯、15份二乙烯三胺和125份去离子水置于容器中,将容器置于冰水浴中超声处理60min;移除超声机,室温搅拌反应36h,放置过夜,去掉上清液;加入100份无水乙醇抽滤,用去离子水洗涤固体样品以去除多余未反应的多元胺,得到黑色粉末分散到40份的去离子水中,加入0.3份十六烷基三甲基溴化铵,超声处理20min,冷冻干燥得到胺基化氧化石墨烯;
S02称取20份环氧树脂E44,加入到16份的二乙二醇丁醚中,搅拌至环氧树脂E44溶解;将10份脱水后的三乙烯四胺、4份二乙二醇丁醚一并加入到装有温度计、搅拌器、冷凝回流管和通氮导管的反应器中,升温到70℃后,滴加环氧树脂E44的醇醚溶液3h,滴加完毕后继续保温反应1h;然后在1h内缓慢滴加5份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)并保温反应1h;最后在1h内滴加2份甲基聚氧乙烯环氧基醚(MEH)并保温反应1h,制得乳化型环氧树脂固化剂。
S03称取0.3份胺基化氧化石墨烯加入15份二乙二醇丁醚,超声30min分散;将分散好的胺基化氧化石墨烯分散液与步骤S02制备的50份乳化型环氧树脂固化剂混合,搅拌分散至混合均匀,制得石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂;
S04称取20份石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂,加入40份环氧树脂E44中,加热至25℃,然后采用高速分散机在1500rpm的转速下缓慢加入60份去离子水使混合物转相乳化,制得水性胺基化氧化石墨烯/环氧树脂防腐涂料。
实施例6:
S01按重量份计,称取0.4份氧化石墨烯、17份三乙烯四胺和125份去离子水置于容器中,将容器置于冰水浴中超声处理55min;移除超声机,室温搅拌反应24~36h,放置过夜,去掉上清液;加入100份无水乙醇抽滤,用去离子水洗涤固体样品以去除多余未反应的多元胺,得到黑色粉末分散到40份的去离子水中,加入0.25份十六烷基三甲基溴化铵,超声处理30min,冷冻干燥得到胺基化氧化石墨烯;
S02称取置17份环氧树脂E51,加入到16份的丙二醇甲醚中,搅拌至E44溶解;将10份脱水后的三乙烯四胺、3份丙二醇甲醚一并加入到装有温度计、搅拌器、冷凝回流管和通氮导管的反应器中,升温到70℃后,滴加环氧树脂E51的醇醚溶液3h,滴加完毕后继续保温反应1h;然后在1h内缓慢滴加4份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)并保温反应1h;最后在1h内滴加4份甲基聚氧乙烯环氧基醚(MEH)并保温反应1h,制得乳化型环氧树脂固化剂。
S03称取0.2份胺基化氧化石墨烯加入16份醇醚类溶剂,超声30min分散;将分散好的胺基化氧化石墨烯分散液与步骤S02制备的30份乳化型环氧树脂固化剂混合,搅拌分散至混合均匀,制得石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂;
S04称取18份石墨烯改性乳化型环氧树脂固化剂,加入40份环氧树脂E51,加热至25℃,然后采用高速分散机在1000rpm的转速下缓慢加入50份去离子水使混合物转相乳化,制得水性胺基化氧化石墨烯/环氧树脂防腐涂料。
实施例7:
本实施例与实施例1不同之处在于,所述的水性树脂水性醇酸树脂。
实施例8:
本实施例与实施例1不同之处在于,所述的水性树脂为水性聚氨酯树脂。
实施例9:
本实施例与实施例2不同之处在于,所述的水性树脂为水性聚丙烯酸酯树脂。
总之,本发明利用亲核加成反应和羧基中和反应,采用超声反应,将过多元胺与氧化石墨烯表面的环氧基团加成,或与羧基中和形成羧酸铵盐,将多元胺引入到氧化石墨烯表面,制得具有优良水分散性的胺基化氧化石墨烯纳米材料;以水性水性树脂中的水性固化剂为基体,利用超声和搅拌方式制备石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂,然后将上述固化剂与水性树脂复合,通过乳化分散工艺制得自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料。制得的胺基化氧化石墨烯与环氧固化剂具有优良的结构相似性,可与固化剂形成良好的稳定分散性,通过化学键合的方式,将氧化石墨烯引入到水性树脂大分子结构中,这种分子结合有利于提高纳米材料与聚合物材料的分子间作用力,克服石墨烯纳米材料在水性聚合物树脂中的分散稳定性和相容性差的缺陷,提高石墨烯/水性树脂防腐涂料的综合性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明做所的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,对于本发明所属的技术领域的普通技术人员来说,在不隔离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (6)
1.一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S01制备胺基化氧化石墨烯:
按重量份计,称取0.2~0.5份氧化石墨烯、10~20份多元胺和100~150份去离子水置于容器中,将容器置于冰水浴中超声处理45~60min;移出超声仪器,搅拌反应24~36h,搅拌温度20-40℃,放置过夜,去掉上清液,得沉淀物;在沉淀物中加入100份无水乙醇抽滤后,再用去离子水洗涤,以去除多余未反应的多元胺,得黑色粉末;将得到的黑色粉末分散到20~50份的去离子水中,加入0.1~0.3份十六烷基三甲基溴化铵,超声处理10~30min,冷冻干燥得到胺基化氧化石墨烯;
S02制备乳化型水性树脂固化剂:
按重量份计,首先称取10~20份水性树脂,加入到10~20份的醇醚溶剂中,搅拌至水性树脂溶解,得水性树脂的醇醚溶液,备用;将7~14份脱水后的三乙烯四胺、2~4份醇醚溶剂一并加入到反应器中,升温到70℃后,先在3h内缓慢滴加水性树脂的醇醚溶液,滴加完毕后继续保温反应1h;然后在1h内缓慢滴加2~5份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚并保温反应1h;最后在1h内滴加2~5份甲基聚氧乙烯环氧基醚并保温反应1h后,制得乳化型水性树脂固化剂;
S03制备石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂:
称取步骤S01中制得的胺基化氧化石墨烯0.1~0.3份,加入到15~20份醇醚类溶剂中,超声30-60min均匀分散,得胺基化氧化石墨烯分散液;将胺基化氧化石墨烯分散液与步骤S02制得的30~50份乳化型水性树脂固化剂混合,搅拌至混合均匀,制得石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂;
S04制备水性防腐涂料:
称取步骤S03制得的石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂10~20份,加入40份水性树脂,加热至25-35℃,然后采用高速分散机在1000-2000rpm的转速下缓慢加入50~60份去离子水使混合物转相乳化,制得水性胺基化氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料。
2.根据权利要求1所述的水性胺基化氧化石墨烯/水性环氧树脂防腐涂料的制备方法,其特征在于,所述的多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法,其特征在于,所述的水性树脂为水性环氧树脂、水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯树脂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法,其特征在于,所述的水性树脂为水性环氧树脂,所述的水性环氧树脂为环氧树脂E44和环氧树脂E51的任意一种或者两种。
5.根据权利要求1所述的自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法,其特征在于,所述的醇醚溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法,其特征在于,所述胺基化氧化石墨烯的重量占自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料总重的1~4%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911010010.2A CN110643264A (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911010010.2A CN110643264A (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110643264A true CN110643264A (zh) | 2020-01-03 |
Family
ID=68994600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911010010.2A Pending CN110643264A (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110643264A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112920688A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-08 | 上海先权光纤科技有限公司 | 一种玻璃用高硬度涂料及其制备方法 |
CN113913048A (zh) * | 2021-03-26 | 2022-01-11 | 杭州安誉科技有限公司 | 一种高导热性pcr反应管及其制备工艺 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107815216A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-20 | 上海理工大学 | 一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂及制备方法和应用 |
CN108059900A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-22 | 江苏丰彩新型建材有限公司 | 一种水性防腐涂料及其制备方法 |
CN108929618A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-04 | 江苏丰彩新型建材有限公司 | 一种适用于装饰涂装的涂料及其制备办法 |
CN110330862A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-15 | 中科广化(重庆)新材料研究院有限公司 | 一种低表面能水性环氧防腐涂料及其制备与应用 |
-
2019
- 2019-10-25 CN CN201911010010.2A patent/CN110643264A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107815216A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-20 | 上海理工大学 | 一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂及制备方法和应用 |
CN108059900A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-22 | 江苏丰彩新型建材有限公司 | 一种水性防腐涂料及其制备方法 |
CN108929618A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-04 | 江苏丰彩新型建材有限公司 | 一种适用于装饰涂装的涂料及其制备办法 |
CN110330862A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-15 | 中科广化(重庆)新材料研究院有限公司 | 一种低表面能水性环氧防腐涂料及其制备与应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
李菁熠: "乳化型环氧固化剂的制备及其防腐性能研究", 《热固性树脂》 * |
李菁熠等: "聚醚封端剂对自乳化环氧树脂固化剂性能的影响", 《中国胶粘剂》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112920688A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-08 | 上海先权光纤科技有限公司 | 一种玻璃用高硬度涂料及其制备方法 |
CN113913048A (zh) * | 2021-03-26 | 2022-01-11 | 杭州安誉科技有限公司 | 一种高导热性pcr反应管及其制备工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107815216B (zh) | 一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂及制备方法和应用 | |
Mo et al. | Water resistance and corrosion protection properties of waterborne polyurethane coating enhanced by montmorillonite modified with Ce3+ | |
CN109593429B (zh) | 一种l-色氨酸改性氧化石墨烯水性环氧树脂的制备方法及应用 | |
CN109735200B (zh) | 一种环氧防腐涂料组合物及其制备方法和应用 | |
CN110643264A (zh) | 一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法 | |
CN102732128B (zh) | 一种纳米聚苯胺类防腐蚀涂料及其制备方法 | |
CN105670480A (zh) | 锌镍合金镀层及镀锌层纳米改性封闭剂及其制备、使用方法 | |
CN113292902B (zh) | 改性氧化石墨烯防腐涂料及其制备方法 | |
CN103087611A (zh) | 一种水性环氧树脂涂料及其制备方法 | |
CN111500147A (zh) | 石墨烯改性重防腐涂料及其制备方法、石墨烯改性重防腐涂层 | |
Soleimani et al. | Stable waterborne epoxy emulsions and the effect of silica nanoparticles on their coatings properties | |
CN106833044A (zh) | 一种水性环保型金属防腐涂料及其制备方法 | |
CN108641414A (zh) | 一种环保无铬锌铝涂液及其制备方法 | |
CN111732849B (zh) | 具有自修复性能的vpc纳米复合材料及其涂层的制备方法 | |
CN110003727A (zh) | 一种长效水性金属隔热防腐涂料 | |
CN113549388A (zh) | 水性单组份封闭底漆涂料及其制备方法 | |
CN104140737B (zh) | 应用于铁路支座上水性环氧富锌底漆的制备方法 | |
CN110982312B (zh) | 一种初期耐水性优异的水性车间底漆及其制备方法 | |
CN111378337A (zh) | 一种用于浸涂的水性涂料及其制备方法 | |
SHI et al. | Characterization of self-assembled nano-phase silane-based particle coating | |
CN113754891B (zh) | 聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚乙烯亚胺改性的水性环氧乳液及其制备方法、防腐涂料 | |
CN110003762A (zh) | 一种高韧性强度阴极电泳漆涂料的制备方法 | |
CN109762462B (zh) | 一种具有阻隔性的防腐涂料 | |
CN114085590B (zh) | 一种在碳钢表面形成有机-无机杂化超疏水防腐涂层的方法 | |
CN113105790B (zh) | 一种石墨烯/聚苯乙烯增强水性环氧树脂复合涂料及其制备方法 |
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 | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200103 |