CN110982373A - 一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水性涂料领域，具体涉及一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料及其制备方法。它由A组分和B组分的重量比为100:（20‑30）组成，组份A组成为：改性环氧树脂乳液50‑60份、功能化改性石墨烯10‑15份、填料12‑18份、助溶剂5‑10份、消泡剂0.5‑1份、流平剂0.5‑1份、防沉剂1‑2份、防冻剂0.5‑1份、增稠剂1‑1.5份、润湿剂1‑2份、分散剂1‑2份、去离子水35‑45份；B组分组成为：固化剂35‑50份、助溶剂20‑35份。本发明的重防腐阻燃涂料成膜性好、涂层附着力强、稳定性好、耐火极限、粘结强度、耐火时间均大大提高，而且具有良好的阻燃性，耐腐蚀性，耐水性，耐候性且成本低廉；涂料安全环保；本发明的制备方法简单，易于操作，生产效率高、原料易得和能耗低，可规模化生产。

Description

一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于水性涂料领域，具体涉及一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料及其制备 方法。
背景技术
经济和社会的发展推动了建筑事业的发展，大型建筑如展览馆、候机楼、大型商场、体 育场馆和高级宾馆及工业厂房等不断增多，并且向着大型和美观的方向发展，其主要承重构 件大都是金属结构。为此，金属结构的防火越来越受到人们的关注。金属材料虽然属于不燃 材料，但它的耐火性能远比砖石结构和钢筋混凝土结构差，随温度的升高，金属的机械强度 会下降。当温度升高到金属的临界温度时，其屈服应力将会直线下降。使用防火涂料是一种 金属结构建筑防火的比较理想的方法。金属结构防火涂料涂在钢构件表面，起到防火隔热保 护作用，防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度，避免钢结构失去支撑力而导致建筑物垮塌。
另外，金属材料在自然条件下或工况条件下，由于与其所处环境介质发生化学或电化学 作用而引起的退化和破坏，这种现象称为腐蚀。腐蚀问题遍及各个部门及行业，对国民经济 发展、人类生活和社会环境产生了巨大危害。据统计，全球每年因腐蚀所造成的损失高达10000 亿美元,各国由于腐蚀破坏造成的年度经济损失约占当年国民经济生产总值的2-4％，腐蚀控 制水平因各国不同的经济发达程度而不同。腐蚀问题还可以成为阻碍高新技术发展和国民经 济持续发展的重要制约因素。据估计，世界上约有20％的金属材料因被腐蚀而无法回收，因 而金属的腐蚀及防护问题引起了世界各国的普遍重视。防止金属腐蚀的方法很多，如涂料涂 层防腐、选用耐腐蚀合金、电镀、阴极保护、热浸镀锌和金属热喷涂等，其中应用最广泛的 是涂料涂层防腐。
目前的防腐防火涂料产品中大多数为溶剂型，在施工和使用过程中会产生大量的挥发。 性有机化合物(VOC)，既危害了人们的生命健康，又污染了环境。现有的金属结构防火涂料 中还没有同时兼具防火和防腐蚀双重功能，严重影响了其使用寿命。因此，研制出具有防火 性能好、防腐蚀性能优良、耐候、耐老化、装饰性好等优点的钢结构防火涂料，无疑将是我 国的金属结构防火保护技术研究的一项重要任务。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种用于金属基材的水性重防腐阻 燃涂料及其制备方法。本发明制备的重防腐阻燃涂料成膜性好、涂层附着力强、稳定性好、 耐火极限、粘结强度、耐火时间均大大提高，而且具有良好的阻燃性，耐腐蚀性，耐水性， 耐候性且成本低廉；涂料安全环保，以水为溶剂，使得VOC零排放，本发明的制备方法简单， 易于操作，生产效率高、原料易得和能耗低，可规模化生产。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，它由A、B两组分组成，所述的A组分和B组 分的重量比为100:(20-30)；
其中，所述的组份A由以下按重量份的原料组成：
改性环氧树脂乳液50-60份、功能化改性石墨烯10-15份、填料12-18份、助溶剂5-10 份、消泡剂0.5-1份、流平剂0.5-1份、防沉剂1-2份、防冻剂0.5-1份、增稠剂1-1.5份、 润湿剂1-2份、分散剂1-2份、去离子水35-45份；
所述的B组分由以下按重量份的原料组成：
固化剂35-50份、助溶剂20-35份；
所述的组份A的改性环氧树脂乳液通过以下方法制备：
(1)在氮气或氩气的保护下，将质量比为1:5的环氧树脂和溶剂甲基异丁基酮加入到反应 器中，搅拌溶解，加入占环氧树脂质量1-3％的催化剂辛酸亚锡；
(2)向步骤(1)的反应体系中加入γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，加入量为环氧树脂 质量比为1:(5-8)；回流反应8-12h，反应结束后旋蒸除去大部分甲基异丁基酮；
(3)将制得步骤(2)制得的有机硅改性环氧树脂加入到去离子水中，超声分散得改性环 氧树脂乳液。
进一步，上述所述的环氧树脂为环氧树脂EP-16、环氧树脂EP-20、环氧树脂EP-44、环 氧树脂EP-51中的一种或几种。
进一步，上述所述的改性环氧树脂乳液固体含量为45-55％，环氧值为0.20-0.22。
进一步，上述所述的功能化改性石墨烯通过如下方法制备：
(1)氮气保护下，将10-15份3-(三乙氧基硅烷基)丙基]琥珀酸酐，25-30份9,10-二氢-9- 氧杂-10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物加入到反应容器中，并加入1-3份浓硫酸、3-5份对苯二酚 和40-50份甲苯，搅拌混合均匀，回流反应8h后，冷却至室温，去离子水洗2～3次，无水 硫酸镁干燥油层，减压蒸馏去除溶剂，得到产物；
(2)将5-10份的氧化石墨烯分散于90-100份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应 容器中；氮气保护下，加入10-20份步骤(1)制备的产物，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化改性氧化石墨烯，反应方程式如下式所示：
Figure BDA0002210936810000031
进一步，上述所述填料为经过硅烷偶联剂KH560活化处理的云母粉，填料粒径为50-150 μm。
进一步，上述所述的助溶剂为乙二醇乙醚和异丙醇按质量比1:1组成。
进一步，上述所述的消泡剂为有机硅消泡剂、流平剂为氟改性丙烯酸聚合物、防沉剂为 有机膨润土、防冻剂为丙二醇、增稠剂为聚氨酯增稠剂、润湿剂为聚氧乙烯烷芳基醚、分散 剂为聚丙烯酸胺。
进一步，上述所述的固化剂为酚醛胺固化剂和改性脂肪胺类固化剂按质量比1:1-5组成。
进一步，一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备方法，具体包括如下制备方法：
(一)A组分水性漆料的制备：
(1)首先将改性环氧树脂乳液、功能化改性石墨烯、填料、助溶剂、润湿剂、分散剂、防沉剂和去离子水取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；；
(2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在温度为35-45℃的砂磨机中研磨分散，研磨 后的细度≤45um；
(3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入全部组分重量的消泡剂、流平 剂、防冻剂、增稠剂，在转速1000-1200r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质， 即制成水性漆料，包装待用；
(二)B组分水性固化剂的制备：
将固化剂和助溶剂按上述配方重量份置于容器中，在转速800-1000r/min下充分搅拌均 匀后，经过滤产出固化剂，包装待用；
(三)一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备：
在使用时，将A组分水性漆料和B组分水性固化剂按重量比为100:(20-30)进行混合， 再添加去离子水调节至施工粘度，即成钢铁基材长效防腐中涂漆。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料及其制备方法，对环氧树脂进行 硅烷改性，漆膜固化时能够起到很好的化学交联作用，使成膜物在常温下具有耐水、耐化学 品、耐磨、收缩率小、粘接强度高的特点，而且延长涂料寿命，漆膜坚韧，有光泽，不易泛 黄，保色性好。
(2)本发明的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料及其制备方法，将含P阻燃物接 枝到石墨烯表面，增加了石墨烯层与层之间的距离，提高石墨烯在树脂的分散性；漆膜固化 时，功能化石墨烯能够形成致密的涂层，并且在含P化合物均匀分散于漆膜中，起到长久阻 燃效果，同时有效阻止水分和空气的进入，减少析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生。
(3)本发明的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料及其制备方法，将云母粉事先进 行偶联处理，有利于其在树脂中的分散；云母粉具有良好的弹性、韧性、耐高温等优点，由 于云母粉是很薄的片状颗粒，能形成非常致密的保护层，有效阻止水分和空气的进入，减少 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生。
(4)本发明的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料及其制备方法，通过将这些材 料的合理搭配，辅以分散、成膜等助剂，重防腐阻燃涂料成膜性好、涂层附着力强、稳定性 好、耐火极限、粘结强度、耐火时间均大大提高，而且具有良好的阻燃性，耐腐蚀性，耐水 性，耐候性且成本低廉；涂料安全环保，以水为溶剂，使得VOC零排放，本发明的制备方法简单，易于操作，生产效率高、原料易得和能耗低，可规模化生产。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，它由A、B两组分组成，所述的A组分和B组 分的重量比为100:25；
其中，所述的组份A由以下按重量份的原料组成：
改性环氧树脂乳液55份、功能化改性石墨烯12份、经过硅烷偶联剂KH560活化处理的 粒径为50μm的云母粉15份、乙二醇乙醚和异丙醇按质量比1:1组成的助溶剂8份、有机硅消泡剂1份，选自比克化学的BYK-1781、氟改性丙烯酸聚合物0.8份，选自德国默克的 MOK-2024、改性聚脲的N一甲基吡咯烷酮溶液1.5份，选自比克化学的BYK-410、丙二醇1 份，选自济南德盈化工有限公司、聚氨酯增稠剂1.5份，选自日本艾迪科的UH-752、聚氧乙 烯烷芳基醚1.5份，选自江苏省海安石油化工厂、聚丙烯酸胺1.5份，选自苏州顺华昶利环 保新材料有限公司、去离子水40份；
所述的B组分由以下按重量份的原料组成：
酚醛胺固化剂(选自广州仟安化工有限公司的T31)和改性脂肪胺类固化剂(选自浙江 高得宝利新材料有限公司的GP-1940)按质量比1:3组成的固化剂45份、助溶剂30份；
所述的组份A的改性环氧树脂乳液通过以下方法制备：
(1)在氮气或氩气的保护下，将质量比为1:5的环氧树脂EP-16和溶剂甲基异丁基酮加入 到反应器中，搅拌溶解，加入占环氧树脂质量2％的催化剂辛酸亚锡；
(2)向步骤(1)的反应体系中加入γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，加入量为环氧树脂 质量比为1:5；回流反应10h，反应结束后旋蒸除去大部分甲基异丁基酮；
(3)将制得步骤(2)制得的有机硅改性环氧树脂加入到去离子水中，超声分散得固体含 量为50％，环氧值为0.21改性环氧树脂乳液。
上述所述的功能化改性石墨烯通过如下方法制备：
(1)氮气保护下，将15份3-(三乙氧基硅烷基)丙基]琥珀酸酐，30份9,10-二氢-9-氧杂 -10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物加入到反应容器中，并加入2份浓硫酸、4份对苯二酚和45份 甲苯，搅拌混合均匀，回流反应8h后，冷却至室温，去离子水洗2～3次，无水硫酸镁干燥 油层，减压蒸馏去除溶剂，得到产物；
(2)将8份的氧化石墨烯分散于100份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中； 氮气保护下，加入15份步骤(1)制备的产物，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化改性氧化石墨烯。
一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备方法，具体包括如下制备方法：
(一)A组分水性漆料的制备：
(1)首先将改性环氧树脂乳液、功能化改性石墨烯、填料、助溶剂、润湿剂、分散剂、防沉剂和去离子水取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；；
(2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在温度为45℃的砂磨机中研磨分散，研磨后的 细度≤45um；
(3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入全部组分重量的消泡剂、流平 剂、防冻剂、增稠剂，在转速1200r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性漆料，包装待用；
(二)B组分水性固化剂的制备：
将固化剂和助溶剂按上述配方重量份置于容器中，在转速1000r/min下充分搅拌均匀后， 经过滤产出固化剂，包装待用；
(三)一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备：
在使用时，将A组分水性漆料和B组分水性固化剂按重量比为100:25进行混合，再添 加去离子水调节至施工粘度，即成钢铁基材长效防腐中涂漆。
实施例2
一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，它由A、B两组分组成，所述的A组分和B组 分的重量比为100:20；
其中，所述的组份A由以下按重量份的原料组成：
改性环氧树脂乳液50份、功能化改性石墨烯10份、经过硅烷偶联剂KH560活化处理的 粒径为100μm的云母粉12份、乙二醇乙醚和异丙醇按质量比1:1组成的助溶剂5份、有机硅消泡剂0.8份，选自比克化学的BYK-1781、氟改性丙烯酸聚合物0.5份，选自德国默克的MOK-2024、改性聚脲的N一甲基吡咯烷酮溶液1份，选自比克化学的BYK-410、丙二醇0.5 份，选自济南德盈化工有限公司、聚氨酯增稠剂1份，选自日本艾迪科的UH-752、聚氧乙烯 烷芳基醚1份，选自江苏省海安石油化工厂、聚丙烯酸胺1份，选自苏州顺华昶利环保新材 料有限公司、去离子水35份；
所述的B组分由以下按重量份的原料组成：
酚醛胺固化剂(选自广州仟安化工有限公司的T31)和改性脂肪胺类固化剂(选自浙江 高得宝利新材料有限公司的GP-1940)按质量比1:1组成的固化剂35份、助溶剂20份；
所述的组份A的改性环氧树脂乳液通过以下方法制备：
(1)在氮气或氩气的保护下，将质量比为1:5的环氧树脂EP-20和溶剂甲基异丁基酮加入 到反应器中，搅拌溶解，加入占环氧树脂质量1％的催化剂辛酸亚锡；
(2)向步骤(1)的反应体系中加入γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，加入量为环氧树脂 质量比为1:6；回流反应8h，反应结束后旋蒸除去大部分甲基异丁基酮；
(3)将制得步骤(2)制得的有机硅改性环氧树脂加入到去离子水中，超声分散得固体含 量为45％，环氧值为0.20改性环氧树脂乳液。
上述所述的功能化改性石墨烯通过如下方法制备：
(1)氮气保护下，将12份3-(三乙氧基硅烷基)丙基]琥珀酸酐，28份9,10-二氢-9-氧杂 -10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物加入到反应容器中，并加入3份浓硫酸、3份对苯二酚和40份 甲苯，搅拌混合均匀，回流反应8h后，冷却至室温，去离子水洗2～3次，无水硫酸镁干燥 油层，减压蒸馏去除溶剂，得到产物；
(2)将5份的氧化石墨烯分散于90份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中； 氮气保护下，加入10份步骤(1)制备的产物，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化改性氧化石墨烯。
一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备方法，具体包括如下制备方法：
(一)A组分水性漆料的制备：
(1)首先将改性环氧树脂乳液、功能化改性石墨烯、填料、助溶剂、润湿剂、分散剂、防沉剂和去离子水取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；；
(2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在温度为35℃的砂磨机中研磨分散，研磨后的 细度≤45um；
(3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入全部组分重量的消泡剂、流平 剂、防冻剂、增稠剂，在转速1000r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性漆料，包装待用；
(二)B组分水性固化剂的制备：
将固化剂和助溶剂按上述配方重量份置于容器中，在转速800r/min下充分搅拌均匀后， 经过滤产出固化剂，包装待用；
(三)一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备：
在使用时，将A组分水性漆料和B组分水性固化剂按重量比为100:20进行混合，再添加 去离子水调节至施工粘度，即成钢铁基材长效防腐中涂漆。
实施例3
一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，它由A、B两组分组成，所述的A组分和B组 分的重量比为100:30；
其中，所述的组份A由以下按重量份的原料组成：
改性环氧树脂乳液60份、功能化改性石墨烯15份、经过硅烷偶联剂KH560活化处理的 粒径为150μm的云母粉18份、乙二醇乙醚和异丙醇按质量比1:1组成的助溶剂10份、有机硅消泡剂0.5份，选自比克化学的BYK-1781、氟改性丙烯酸聚合物1份，选自德国默克的MOK-2024、改性聚脲的N一甲基吡咯烷酮溶液2份，选自比克化学的BYK-410、丙二醇1份， 选自济南德盈化工有限公司、聚氨酯增稠剂1.2份，选自日本艾迪科的UH-752、聚氧乙烯烷 芳基醚2份，选自江苏省海安石油化工厂、聚丙烯酸胺1.8份，选自苏州顺华昶利环保新材 料有限公司、去离子水42份；
所述的B组分由以下按重量份的原料组成：
酚醛胺固化剂(选自广州仟安化工有限公司的T31)和改性脂肪胺类固化剂(选自浙江 高得宝利新材料有限公司的GP-1940)按质量比1:2组成的固化剂40份、助溶剂25份；
所述的组份A的改性环氧树脂乳液通过以下方法制备：
(1)在氮气或氩气的保护下，将质量比为1:5的环氧树脂EP-44和溶剂甲基异丁基酮加入 到反应器中，搅拌溶解，加入占环氧树脂质量3％的催化剂辛酸亚锡；
(2)向步骤(1)的反应体系中加入γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，加入量为环氧树脂 质量比为1:8；回流反应12h，反应结束后旋蒸除去大部分甲基异丁基酮；
(3)将制得步骤(2)制得的有机硅改性环氧树脂加入到去离子水中，超声分散得固体含 量为55％，环氧值为0.22改性环氧树脂乳液。
上述所述的功能化改性石墨烯通过如下方法制备：
(1)氮气保护下，将10份3-(三乙氧基硅烷基)丙基]琥珀酸酐，25份9,10-二氢-9-氧杂 -10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物加入到反应容器中，并加入1份浓硫酸、5份对苯二酚和42份 甲苯，搅拌混合均匀，回流反应8h后，冷却至室温，去离子水洗2～3次，无水硫酸镁干燥 油层，减压蒸馏去除溶剂，得到产物；
(2)将10份的氧化石墨烯分散于100份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入20份步骤(1)制备的产物，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分 别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化改性氧化石墨烯。
一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备方法，具体包括如下制备方法：
(一)A组分水性漆料的制备：
(1)首先将改性环氧树脂乳液、功能化改性石墨烯、填料、助溶剂、润湿剂、分散剂、防沉剂和去离子水取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；；
(2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在温度为40℃的砂磨机中研磨分散，研磨后的 细度≤45um；
(3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入全部组分重量的消泡剂、流平 剂、防冻剂、增稠剂，在转速1100r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性漆料，包装待用；
(二)B组分水性固化剂的制备：
将固化剂和助溶剂按上述配方重量份置于容器中，在转速900r/min下充分搅拌均匀后， 经过滤产出固化剂，包装待用；
(三)一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备：
在使用时，将A组分水性漆料和B组分水性固化剂按重量比为100:30进行混合，再添加 去离子水调节至施工粘度，即成钢铁基材长效防腐中涂漆。
实施例4
一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，它由A、B两组分组成，所述的A组分和B组 分的重量比为100:25；
其中，所述的组份A由以下按重量份的原料组成：
改性环氧树脂乳液55份、功能化改性石墨烯10份、经过硅烷偶联剂KH560活化处理的 粒径为120μm的云母粉15份、乙二醇乙醚和异丙醇按质量比1:1组成的助溶剂9份、有机硅消泡剂1份，选自比克化学的BYK-1781、氟改性丙烯酸聚合物1份，选自德国默克的 MOK-2024、改性聚脲的N一甲基吡咯烷酮溶液1.8份，选自比克化学的BYK-410、丙二醇0.8 份，选自济南德盈化工有限公司、聚氨酯增稠剂1份，选自日本艾迪科的UH-752、聚氧乙烯 烷芳基醚1.8份，选自江苏省海安石油化工厂、聚丙烯酸胺2份，选自苏州顺华昶利环保新 材料有限公司、去离子水45份；
所述的B组分由以下按重量份的原料组成：
酚醛胺固化剂(选自广州仟安化工有限公司的T31)和改性脂肪胺类固化剂(选自浙江 高得宝利新材料有限公司的GP-1940)按质量比1:5组成的固化剂50份、助溶剂35份；
所述的组份A的改性环氧树脂乳液通过以下方法制备：
(1)在氮气或氩气的保护下，将质量比为1:5的环氧树脂EP-51和溶剂甲基异丁基酮加入 到反应器中，搅拌溶解，加入占环氧树脂质量3％的催化剂辛酸亚锡；
(2)向步骤(1)的反应体系中加入γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，加入量为环氧树脂 质量比为1:8；回流反应12h，反应结束后旋蒸除去大部分甲基异丁基酮；
(3)将制得步骤(2)制得的有机硅改性环氧树脂加入到去离子水中，超声分散得固体含 量为50％，环氧值为0.22改性环氧树脂乳液。
上述所述的功能化改性石墨烯通过如下方法制备：
(1)氮气保护下，将10份3-(三乙氧基硅烷基)丙基]琥珀酸酐，30份9,10-二氢-9-氧杂 -10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物加入到反应容器中，并加入2份浓硫酸、4份对苯二酚和50份 甲苯，搅拌混合均匀，回流反应8h后，冷却至室温，去离子水洗2～3次，无水硫酸镁干燥 油层，减压蒸馏去除溶剂，得到产物；
(2)将8份的氧化石墨烯分散于100份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中； 氮气保护下，加入15份步骤(1)制备的产物，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化改性氧化石墨烯。
一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备方法，具体包括如下制备方法：
(一)A组分水性漆料的制备：
(1)首先将改性环氧树脂乳液、功能化改性石墨烯、填料、助溶剂、润湿剂、分散剂、防沉剂和去离子水取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；；
(2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在温度为42℃的砂磨机中研磨分散，研磨后的 细度≤45um；
(3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入全部组分重量的消泡剂、流平 剂、防冻剂、增稠剂，在转速1200r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性漆料，包装待用；
(二)B组分水性固化剂的制备：
将固化剂和助溶剂按上述配方重量份置于容器中，在转速1000r/min下充分搅拌均匀后， 经过滤产出固化剂，包装待用；
(三)一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备：
在使用时，将A组分水性漆料和B组分水性固化剂按重量比为100:25进行混合，再添加 去离子水调节至施工粘度，即成钢铁基材长效防腐中涂漆。
以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员 完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本 项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来 确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，它由A、B两组分组成，其特征在于：所述的A组分和B组分的重量比为100:（20-30）；
其中，所述的组份A由以下按重量份的原料组成：
改性环氧树脂乳液50-60份、功能化改性石墨烯10-15份、填料12-18份、助溶剂5-10份、消泡剂0.5-1份、流平剂0.5-1份、防沉剂1-2份、防冻剂0.5-1份、增稠剂1-1.5份、润湿剂1-2份、分散剂1-2份、去离子水35-45份；
所述的B组分由以下按重量份的原料组成：
固化剂35-50份、助溶剂20-35份；
所述的组份A的改性环氧树脂乳液通过以下方法制备：
(1) 在氮气或氩气的保护下，将质量比为1:5的环氧树脂和溶剂甲基异丁基酮加入到反应器中，搅拌溶解，加入占环氧树脂质量1-3%的催化剂辛酸亚锡；
(2)向步骤（1）的反应体系中加入γ- 环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，加入量为环氧树脂质量比为1:（5-8）；回流反应8-12h，反应结束后旋蒸除去大部分甲基异丁基酮；
(3) 将制得步骤（2）制得的有机硅改性环氧树脂加入到去离子水中，超声分散得改性环氧树脂乳液。
2.如权利要求1所述的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，其特征在于：所述的环氧树脂为环氧树脂EP-16、环氧树脂EP-20、环氧树脂EP-44、环氧树脂EP-51中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，其特征在于：所述的改性环氧树脂乳液固体含量为45-55%，环氧值为0.20-0.22。
4.如权利要求1所述的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，其特征在于：所述的功能化改性石墨烯通过如下方法制备：
（1）氮气保护下，将10-15份3-(三乙氧基硅烷基)丙基]琥珀酸酐，25-30份9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物加入到反应容器中，并加入1-3份浓硫酸、3-5份对苯二酚和40-50份甲苯，搅拌混合均匀，回流反应8h后，冷却至室温，去离子水洗2～3次，无水硫酸镁干燥油层，减压蒸馏去除溶剂，得到产物；
（2）将5-10份的氧化石墨烯分散于90-100份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入10-20份步骤（1）制备的产物，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化改性氧化石墨烯。
5.如权利要求1所述的一种钢铁基材长效防腐中涂漆，其特征在于：所述填料为经过硅烷偶联剂KH560活化处理的云母粉，填料粒径为50-150μm。
6.如权利要求1所述的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，其特征在于：所述的助溶剂为乙二醇乙醚和异丙醇按质量比1:1组成。
7.如权利要求1所述的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅消泡剂、流平剂为氟改性丙烯酸聚合物、防沉剂为有机膨润土、防冻剂为丙二醇、增稠剂为聚氨酯增稠剂、润湿剂为聚氧乙烯烷芳基醚、分散剂为聚丙烯酸胺。
8.如权利要求1所述的一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料，其特征在于：所述的固化剂为酚醛胺固化剂和改性脂肪胺类固化剂按质量比1:1-5组成。
9.一种如权利要求1所述的用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备方法，其特征在于：具体包括如下制备方法：
（一）A组分水性漆料的制备：
（1）首先将改性环氧树脂乳液、功能化改性石墨烯、填料、助溶剂、润湿剂、分散剂、防沉剂和去离子水取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；；
（2）将上述步骤（1）混合均匀的原料放在温度为35-45℃的砂磨机中研磨分散，研磨后的细度≤45um；
（3）将步骤（2）研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入全部组分重量的消泡剂、流平剂、防冻剂、增稠剂，在转速1000-1200r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性漆料，包装待用；
（二）B组分水性固化剂的制备：
将固化剂和助溶剂按上述配方重量份置于容器中，在转速800-1000r/min下充分搅拌均匀后，经过滤产出固化剂，包装待用；
（三）一种用于金属基材的水性重防腐阻燃涂料的制备：
在使用时，将A组分水性漆料和B组分水性固化剂按重量比为100:（20-30）进行混合，再添加去离子水调节至施工粘度，即成钢铁基材长效防腐中涂漆。
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