CN111363450A - 一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111363450A
CN111363450A CN202010381079.2A CN202010381079A CN111363450A CN 111363450 A CN111363450 A CN 111363450A CN 202010381079 A CN202010381079 A CN 202010381079A CN 111363450 A CN111363450 A CN 111363450A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mofs
parts
anticorrosive paint
modified epoxy
graphene
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
Application number
CN202010381079.2A
Other languages
English (en)
Inventor
武观
胡明
谢海
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.)
Jiangsu Champion Technology Group Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Champion Technology Group 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 Jiangsu Champion Technology Group Co Ltd filed Critical Jiangsu Champion Technology Group Co Ltd
Priority to CN202010381079.2A priority Critical patent/CN111363450A/zh
Publication of CN111363450A publication Critical patent/CN111363450A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • 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
    • 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
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • 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
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3045—Sulfates

Abstract

本发明提供了一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用，属于防腐涂料技术领域。本发明提供的改性环氧防腐涂料，不含有机溶剂，包括水性环氧树脂5～30份；MOFs‑碳纳米管‑石墨烯复合纳米材料2～10份；颜填料10～45份；固化剂5～20份；助剂2～8份；水2～10份；所述MOFs‑碳纳米管‑石墨烯复合纳米材料中MOFs、碳纳米管和石墨烯的质量比为(0.1～0.2)：(0.02～0.05)：1；碳纳米管连接MOFs并通过并与石墨烯分散于石墨烯片层之间形成多维网络结构；所述MOFs由过渡金属离子与咪唑类配体形成。相比于传统的环氧防腐涂料，本发明提供的改性环氧防腐涂料的耐腐蚀性和机械强度更优异。

Description

一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，具体涉及一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用。
背景技术
金属腐蚀问题是现代工业普遍存在的问题，对国民经济造成了巨大损失。海水中具有大量强腐蚀性的天然电解质，还含有溶解氧、海洋生物和腐败的有机物等，这些物质对各类海上运输工具、采油平台、海洋设备等金属构件造成很大危害，海洋工程防腐问题是亟待解决的问题。解决金属防腐的主要方法是涂覆防腐涂层。但由于海洋工程特殊的工作环境，传统的防腐涂料的力学性能和防腐性能难以满足实际需要，实现长期有效的防腐效果。因此，这要求研究者开发出高强度高防腐性能的防腐涂料。
近年来，基于石墨烯改性的复合防腐涂料以其独特的结构性能在金属材料防腐领域得到广泛应用，石墨烯改性防腐涂料因同时具有石墨烯优异的化学稳定性、力学强度和聚合物树脂的强附着力以及成膜性，从而提高防腐涂料的综合性能。例如，中国专利CN106189719B公开了一种石墨烯防腐涂料，由A组分和B组分组成，其中，A组分包括20％～30％水性环氧树脂、1％～3％石墨烯、0.5％～2％分散剂、15％～25％滑石粉、10％～20％锌粉、1％～5％铝浆；B组分包括30％～50％腰果壳油酚醛酰胺，10％～30％聚酰胺。但是上述石墨烯防腐涂料的防腐性能和力学性能仍然有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用。本发明提供的改性环氧防腐涂料具有更优的防腐蚀性能和机械强度。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种改性环氧防腐涂料，不含有机溶剂，由包括以下质量份数的原料制备得到：
水性环氧树脂5～30份；
MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料2～10份；
颜填料10～45份；
固化剂5～20份；
助剂2～8份；
水2～10份；
所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料中MOFs、碳纳米管和石墨烯的质量比为(0.1～0.2)：(0.02～0.05)：1；碳纳米管连接MOFs并通过并与石墨烯分散于石墨烯片层之间形成多维网络结构；所述MOFs由过渡金属离子与咪唑类配体形成。
优选的，所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料的粒度为50～200nm。
优选的，所述碳纳米管的长度为100～2000nm，直径为2～20nm。
优选的，所述过渡金属了离子包括锌离子、钴离子、铁离子或镍离子。
优选的，所述咪唑类配体包括二甲基咪唑。
优选的，所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料由包括以下步骤的方法制备得到：
将水溶性过渡金属盐、咪唑类化合物、碳纳米管、氧化石墨烯和醇类溶剂混合，依次进行络合反应和还原反应，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料。
优选的，所述络合反应的温度为20～40℃，时间为5～24h。
优选的，所述还原反应在保护气氛中进行；所述还原反应的温度为700～1000℃，升温至所述还原反应的温度的升温速率为2～20℃/min，所述还原反应的保温时间为3～10h。
本发明提供了上述技术方案所述改性环氧防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料、助剂、水性环氧树脂、颜填料和水混合，得到预制涂料；
将所述预制涂料和固化剂混合，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料改性水性环氧树脂防腐涂料。
本发明还提供了上述技术方案所述的改性环氧防腐涂料或上述技术方案所述制备方法制备的改性环氧防腐涂料在海洋工程以及金属工业防腐中的应用。
本发明提供一种改性环氧防腐涂料，不含有机溶剂，由包括以下质量份数的原料制备得到：水性环氧树脂5～30份；MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料2～10份；颜填料10～45份；固化剂5～20份；助剂2～8份；水2～10份；所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料中MOFs、碳纳米管和石墨烯的质量比为(0.1～0.2)：(0.02～0.05)：1；碳纳米管连接MOFs并通过并与石墨烯分散于石墨烯片层之间形成多维网络结构；所述MOFs由过渡金属离子与咪唑类配体形成。本发明提供的改性环氧防腐涂料中，水性环氧树脂固化后机械强度高；MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料中的碳纳米管连接MOFs并与石墨烯通过π-π堆叠作用使石墨烯片层之间结合更加紧密，形成三维网络结构，提高了改性环氧防腐涂料的机械强度，能够适应海洋工程防腐的需要；而且，MOFs中含有大量的氮活性位点，提升了改性环氧防腐涂料的防腐性能，延长了抗腐蚀时间。本发明将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料与水性环氧树脂和颜填料配合使用，在固化剂和助剂的共同作用下，使改性环氧防腐涂料具有更优异的防腐性能和机械强度；而且本发明提供的改性环氧防腐涂料不含有机溶剂，绿色环保。
本发明提供了所述改性环氧防腐涂料的制备方法，操作简单，适宜规模化生产。
具体实施方式
本发明提供了一种改性环氧防腐涂料，不含有机溶剂，由包括以下质量份数的原料制备得到：
水性环氧树脂5～30份；
MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料2～10份；
颜填料10～45份；
固化剂5～20份；
助剂2～8份；
水2～10份；
所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料中MOFs、碳纳米管和石墨烯的质量比为(0.1～0.2)：(0.02～0.05)：1；碳纳米管连接MOFs并通过并与石墨烯分散于石墨烯片层之间形成多维网络结构；所述MOFs由过渡金属离子与咪唑类配体形成。
在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中，按重量份数计，制备所述改性环氧防腐涂料的原料包括包括水性环氧树脂5～30份，优选为8～28份，更优选为10～25份。在本发明中，所述水性环氧树脂优选包括溴化环氧树脂、酚醛环氧树脂和脂肪族环氧树脂中的一种或几种，更优选包括溴化环氧树脂、酚醛环氧树脂或脂肪族环氧树脂。在本发明中，水性环氧树脂中含有羟基和醚键，应用时与基体间的附着力好。
在本发明中，以水性环氧树脂的重量份数计，制备所述改性环氧防腐涂料的原料包括MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料2～10份，优选为3～9份，更优选为4～8份。
在本发明中，所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料中MOFs、碳纳米管和石墨烯的质量比为(0.1～0.2)：(0.02～0.05)：1；碳纳米管连接MOFs并通过并与石墨烯分散于石墨烯片层之间形成多维网络结构；所述MOFs由过渡金属离子与咪唑类配体形成。
在本发明中，MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料中MOFs、碳纳米管和石墨烯的质量比为(0.1～0.2)：(0.02～0.05)：1，优选为(0.15～0.18)：(0.03～0.04)：1。
在本发明中，所述过渡金属了离子优选包括锌离子、钴离子、铁离子或镍离子，更优选为锌离子。
在本发明中，所述咪唑类配体优选包括二甲基咪唑。在本发明中，所述碳管与MOFs之间通过π-π作用力连接。
在本发明中，所述碳纳米管优选为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。在本发明中，所述单壁碳纳米管的长度优选为100～2000nm，更优选为500～1000nm；所述单壁碳纳米管的直径优选为2～20nm，更优选为5～10nm。在本发明中，所述多壁碳纳米管的长度优选为100～2000nm，更优选为500～1000nm；所述多壁碳纳米管的直径优选为2～20nm，更优选为5～10nm；所述多壁碳纳米管的壁厚优选为0.05～0.5nm，更优选为0.1～0.5nm。
在本发明中，所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料的制备方法，优选包括以下步骤：将水溶性过渡金属盐、咪唑类化合物、碳纳米管、氧化石墨烯和醇类溶剂混合，依次进行络合反应和还原反应，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料。
在本发明中，所述水溶性过渡金属盐优选包括水溶性锌盐、水溶性钴盐、水溶性铁盐或水溶性镍盐，更优选为水溶性锌盐。在本发明中，所述水溶性锌盐优选包括硝酸锌或氯化锌；所述水溶性钴盐优选包括硝酸钴或氯化钴；所述水溶性铁盐优选包括硝酸铁或氯化铁；所述水溶性镍盐优选包括硝酸镍或氯化镍。
在本发明中，所述水溶性过渡金属盐和咪唑类化合物的摩尔比优选为1：(0.1～2)，更优选为1：(0.5～1)，其中，水溶性过渡金属盐的量以过渡金属离子计。
在本发明中，所述咪唑类化合物、碳纳米管和氧化石墨烯的质量比优选为1：(0.1～1)：(1～5)，更优选为1：(0.2～0.6)：(1～3)。
在本发明中，所述醇类溶剂优选包括甲醇或乙醇，更优选为甲醇。
在本发明中，所述咪唑类化合物质量和醇类溶剂体积的比优选为1g：(50～200)mL，更优选为1g：(100～150)mL。
本发明对于所述混合的方式没有特殊限定，采用本领域熟知的混合方式即可，具体如搅拌混合。本发明对于所述混合速度和时间没有特殊限定，能够将原料混合均匀即可。
在本发明中，所述络合反应的温度优选为20～40℃，更优选为25～35℃，最优选为30～35℃；所述络合反应的时间优选为5～24h，更优选为10～20h，最优选为10～15h。在本发明中，所述络合反应中，过渡金属离子与咪唑类化合物中的咪唑基团发生络合反应形成金属有机骨架化合物MOFs，MOFs和碳纳米管通过π-π作用力连接，掺杂到氧化石墨烯的片层之间，形成多维网络结构，得到MOFs-碳纳米管-氧化石墨烯复合物。
所述络合原反应后，本发明优选还包括将所述络合反应所得反应体系进行固液分离，得到固体；将所述固体依次进行醇洗涤和干燥，得到MOFs-碳纳米管-氧化石墨烯复合物。本发明对于所述固液分离的方式没有特殊限定，采用本领域熟知的固液分离方式即可；在本发明的实施例中，所述固液分离的方式优选为离心分离。本发明对于所述离子分离的速度和时间没有特殊限定，能够将固体和液体分离开即可。在本发明中，所述醇洗涤采用的溶剂优选包括甲醇或乙醇，更优选为甲醇。在本发明中，所述干燥的温度优选为50～80℃，更优选为60～70℃；所述干燥的时间优选为1～5h，更优选为2～3h。
在本发明中，所述还原反应在保护气氛中进行。本发明对于所述保护气氛没有特殊限定，采用本领域熟知的保护气氛即可，具体如氮气、氩气或氦气。在本发明中，所述还原反应的温度优选为700～1000℃，更优选750～950℃，最优选为800～900℃。在本发明中，升温至所述还原反应的温度的升温速率优选为2～20℃/min，更优选为2～15℃/min，，最优选为5～15℃/min；升温至所述还原反应温度后的保温时间优选为3～10h，更优选为5～8h。在本发明中，所述还原反应过程中，MOFs-碳纳米管-氧化石墨烯复合物中的氧化石墨烯表面的含氧基团被还原生成石墨烯，最终得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料复合纳米材料。
本发明制备的MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料中，碳纳米管连接MOFs并与石墨烯通过π-π堆叠作用使石墨烯片层之间结合更加紧密，形成三维网络结构，与水性环氧树脂配合使用，提高了改性环氧防腐涂料的机械强度，能够适应海洋工程防腐的需要；而且，MOFs中含有大量的氮活性位点，提升了改性环氧防腐涂料的防腐性能，延长了抗腐蚀时间。
在本发明中，以水性环氧树脂的重量份数计，制备所述改性环氧防腐涂料的原料包括颜填料10～45份，更优选为15～40份，最优选为20～30份。在发明中，所述颜填料优选包括钛白粉、锌粉和硫酸锌；所述钛白粉、锌粉和硫酸锌的质量比优选为(5～10)：(1～5)：(5～20)，更优选为(6～10)：(1.5～4.5)：(8～18)，最优选为(8～9)：(2～4)：(10～15)。本发明对于所述钛白粉没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的市售钛白粉即可。在本发明中，所述颜填料分散于水性环氧树脂中，一方面能够增加防腐涂层的厚度，提高了改性环氧防腐涂料的防腐性能和机械强度。
在本发明中，以水性环氧树脂的重量份数计，制备所述改性环氧防腐涂料的原料包括固化剂5～20份。在本发明中，所述固化剂优选包括H228固化剂和/或JB-44-B固化剂，更优选包括H228固化剂或JB-44-B固化剂。本发明对于所述固化剂的来源没有特殊限定，采用而不能领域熟知的市售商品即可。在本发明中，所述固化剂与水性环氧树脂混合后会使水性环氧树脂中环氧基开环固化，从而提高了改性环氧防腐涂料的耐水性、耐酸碱性、耐盐性和机械强度。
在本发明中，以水性环氧树脂的重量份数计，制备所述改性环氧防腐涂料的原料包括助剂2～8份，更优选为2.4～7.5，最优选为4～7份。在本发明中，所述助剂包括分散剂、消泡剂、增稠剂和流平剂。在本发明中，所述分散剂、消泡剂、增稠剂和流平剂的质量比优选为(1～2)：(0.2～0.5)：(0.2～0.5)：(1～5)，更优选为(1.2～1.8)：(0.25～0.45)：(0.25～0.45)：(1.5～4.5)，最优选为(1.3～1.6)：(0.3～0.4)：(0.3～0.4)：(2～4)。
在本发明中，所述分散剂优选包括丁炔二酸、HR-4006分散剂或9342型聚氨酯分散剂。在本发明中，所述分散剂主要作用在于均匀分散颜填料固体颗粒，防止固体颗粒的沉降和凝聚，提高水性环氧树脂对颜填料和涂料应用的基底的润湿性能，进而提高涂料与基底的结合强度、防腐性能和机械强度。
在本发明中，所述消泡剂优选包括有机硅消泡剂和/或聚醚消泡剂，更优选包括有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。本发明对于所述有机硅消泡剂和聚醚消泡剂的具体种类和型号没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述消泡剂能够消除改性环氧防腐涂料在制备以及应用过程中产生的泡沫，有利于提高涂料形成的涂膜的平整性。
在本发明中，所述增稠剂优选包括聚丙烯酸类增稠剂，更优选包括丙烯酸钠或聚丙烯酰胺。在本发明中，所述增稠剂能够提高涂料的黏度、改变涂料的流动性，还可以防止改性环氧防腐涂料在储存中颜填料固体颗粒发生沉淀，提高涂料的施工作业性。
在本发明中，所述流平剂优选包括丙烯酸类流平剂或有机硅类流平剂，更优选包括氟改性丙烯酸流平剂或聚硅氧烷流平剂。本发明对于所述丙烯酸类流平剂和有机硅类流平剂的具体种类和型号没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述流平剂能够促使涂料在干燥成膜过程中形成平整、光滑、均匀的涂膜，有利于提高改性环氧防腐涂料的耐腐蚀性和机械强度。
在本发明中，以水性环氧树脂的重量份数计，制备所述改性环氧防腐涂料的原料包括水2～10份，更优选为3～9份，最优选为4～8份。本发明以水为溶剂，不含有机溶剂，不产生二次污染，绿色环保。
本发明提供的改性环氧防腐涂料中，水性环氧树脂固化后机械强度高；MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料中的碳纳米管连接MOFs并与石墨烯通过π-π堆叠作用使石墨烯片层之间结合更加紧密，形成三维网络结构，提高了改性环氧防腐涂料的机械强度，能够适应海洋工程防腐的需要；而且，MOFs中含有大量的氮活性位点，提升了改性环氧防腐涂料的防腐性能，延长了抗腐蚀时间。本发明将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料与水性环氧树脂和颜填料配合使用，在固化剂和助剂的共同作用下，使改性环氧防腐涂料具有更优异的防腐性能和机械强度；而且本发明提供的改性环氧防腐涂料不含有机溶剂，绿色环保。
本发明提供了上述技术方案所述改性环氧防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料、助剂、水性环氧树脂、颜填料和水混合，得到预制涂料；
将所述预制涂料和固化剂混合，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料改性水性环氧树脂防腐涂料。
本发明将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料、助剂、水性环氧树脂、颜填料和水混合，得到预制涂料。
在本发明中，所述助剂优选包括分散剂、消泡剂、增稠剂和流平剂。在本发明中，所述颜填料优选包括钛白粉、锌粉和硫酸锌。在本发明中，所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料、助剂、水性环氧树脂、颜填料和水混合，具体的优选为先将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料、分散剂、消泡剂、增稠剂第一混合，得到浆料；将所述浆料和钛白粉、锌粉、硫酸锌和流平剂混合，得到预制涂料。在本发明中，所述第一混合和第二混合的方式优选为搅拌混合。本发明对于所述搅拌混合的速度和时间没有特殊限定，能够将原料混合均匀即可。
得到预制涂料后，本发明将所述预制涂料和固化剂混合，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料改性水性环氧树脂防腐涂料。
在本发明中，所述预制涂料和固化剂混合的方式优选为搅拌混合；本发明对于所述搅拌混合的速度和时间没有特殊限定，能够将原料混合均匀即可。
本发明提供的所述改性环氧防腐涂料的制备方法，操作简单，适宜规模化生产。
本发明还提供了上述技术方案所述的改性环氧防腐涂料或上述技术方案所述制备方法制备的改性环氧防腐涂料在海洋工程以及金属工业防腐中的应用。
在本发明中，所述应用的方法，优选包括以下步骤：将改性环氧防腐涂料在基体表面涂膜后干燥，制成MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料改性环氧防腐涂层。
在本发明中，所述基体优选为金属基体，本发明对于所述金属基体的种类没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的金属基体即可。
本发明对于所述涂膜的方式没有特殊限定，采用本领域熟知的涂膜方式即可。
在本发明中，所述涂膜后所得湿膜的厚度优选为0.05～1mm，更优选为0.1～0.5mm。
在本发明中，所述干燥的的温度为30～80℃，更优选为50～70℃，所述干燥的时间优选为1～5h。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将6g硝酸锌、0.72g二甲基咪唑、0.082g碳纳米管和0.82g氧化石墨烯均匀分散于50mL甲醇中，得到混合物，将混合物加热至25℃后搅拌反应5h，然后离心分离得到固体，用甲醇洗涤所得固体后在60℃条件下干燥2h，得到MOFs-碳纳米管-氧化石墨烯复合物；在氩气保护下，以2℃/min的升温速率，将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料加热至700℃后保温3h，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料。
将2份MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料、1份丁炔二酸分散剂、0.2份有机硅消泡剂、0.2份聚丙烯酸钠增稠剂混合，得到浆料；
将浆料、5份溴化环氧树脂、5份钛白粉、1份锌粉、5份硫酸锌、1份氟改性丙烯酸流平剂与2份水混合，得到预制涂料；
将预制涂料与5份H228固化剂混合，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料改性防腐涂料。
实施例2
将3g硝酸锌、0.82g二甲基咪唑、0.41g碳纳米管和2.46g氧化石墨烯均匀分散于100mL甲醇中，得到混合物，将混合物加热至30℃后搅拌反应10h，然后离心分离得到固体，用甲醇洗涤所得固体后在65℃条件下干燥3h，得到MOFs-碳纳米管-氧化石墨烯复合物；在氩气保护下，以10℃/min的升温速率，将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料加热至800℃后保温5h，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料。
将3份MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料、1.5份改性聚氨酯分散剂、0.3份聚醚消泡剂、0.3份聚丙烯酰胺增稠剂混合，得到浆料；
将浆料、20份酚醛环氧树脂、8份钛白粉、3份锌粉、15份硫酸锌、3份聚硅氧烷流平剂与5份水混合，得到预制涂料；
将预制涂料与15份H228固化剂混合，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料改性防腐涂料。
实施例3
将5g硝酸锌、0.82g二甲基咪唑、0.82g碳纳米管和4.1g氧化石墨烯均匀分散于200mL甲醇中，得到混合物，将混合物加热至30℃后搅拌反应10h，然后离心分离得到固体，用甲醇洗涤所得固体后在70℃条件下干燥5h，得到MOFs-碳纳米管-氧化石墨烯复合物；在氩气保护下，以10℃/min的升温速率，将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料加热至800℃后保温10h，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料。
将10份MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料、2份丁炔二酸分散剂、0.5份有机硅消泡剂、0.5份聚丙烯酸钠增稠剂混合，得到浆料；
将浆料、30份脂肪族环氧树脂、10份钛白粉、5份锌粉、20份硫酸锌、5份氟改性丙烯酸流平剂与10份水混合，得到预制涂料；
将预制涂料与20份JB-44-B固化剂混合，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料改性防腐涂料。
对比例1
按照实施例1的方法制备防腐涂料，与实施例1的区别在于，用石墨烯代替MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料。
对比例2
按照实施例1的方法制备防腐涂料，与实施例1的区别在于，用碳纳米管和石墨烯代替MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料。
性能测试
将实施例1～3和对比例1制备的防腐涂料涂覆在钢材基体表面，湿膜厚度为1mm，在60℃条件下干燥3h，形成防腐涂层。防腐涂层的性能按照HG/T4759-2014《水性环氧树脂防腐涂料》进行测试，测试结果如表1所示。
表1防腐涂料的性能测试结果
Figure BDA0002482004560000111
Figure BDA0002482004560000121
由表1可知，本发明制备的改性环氧树脂防腐涂料的耐水性、耐酸性、耐碱性、耐湿热性、耐盐雾性和抗冲击性等各项性能均明显优于国家标准，表明本发明制备的改性环氧树脂防腐涂料耐腐蚀性和机械性能优异。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改性环氧防腐涂料，不含有机溶剂，由包括以下质量份数的原料制备得到：
水性环氧树脂5～30份；
MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料2～10份；
颜填料10～45份；
固化剂5～20份；
助剂2～8份；
水2～10份；
所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料中MOFs、碳纳米管和石墨烯的质量比为(0.1～0.2)：(0.02～0.05)：1；碳纳米管连接MOFs并分散于石墨烯片层之间形成多维网络结构；所述MOFs由过渡金属离子与咪唑类配体形成。
2.根据权利要求1所述的改性环氧防腐涂料，其特征在于，所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料的粒度为50～200nm。
3.根据权利要求1或2所述的改性环氧防腐涂料，其特征在于，所述碳纳米管的长度为100～2000nm，直径为2～20nm。
4.根据权利要求1所述的改性环氧防腐涂料，其特征在于，所述过渡金属离子包括锌离子、钴离子、铁离子或镍离子。
5.根据权利要求1所述的改性环氧防腐涂料，其特征在于，所述咪唑类配体包括二甲基咪唑。
6.根据权利要求1所述的改性环氧防腐涂料，其特征在于，所述MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料由包括以下步骤的方法制备得到：
将水溶性过渡金属盐、咪唑类化合物、碳纳米管、氧化石墨烯和醇类溶剂混合，依次进行络合反应和还原反应，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料。
7.根据权利要求6所述的改性环氧防腐涂料，其特征在于，所述络合反应的温度为20～40℃，时间为5～24h。
8.根据权利要求6所述的改性环氧防腐涂料，其特征在于，所述还原反应在保护气氛中进行；所述还原反应的温度为700～1000℃，升温至所述还原反应的温度的升温速率为2～20℃/min，所述还原反应的保温时间为3～10h。
9.权利要求1～8任一项所述改性环氧防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料、助剂、水性环氧树脂、颜填料和水混合，得到预制涂料；
将所述预制涂料和固化剂混合，得到MOFs-碳纳米管-石墨烯复合纳米材料改性水性环氧树脂防腐涂料。
10.权利要求1～8任一项所述的改性环氧防腐涂料或权利要求9所述制备方法制备的改性环氧防腐涂料在海洋工程以及金属工业防腐中的应用。
CN202010381079.2A 2020-05-08 2020-05-08 一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用 Pending CN111363450A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010381079.2A CN111363450A (zh) 2020-05-08 2020-05-08 一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010381079.2A CN111363450A (zh) 2020-05-08 2020-05-08 一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111363450A true CN111363450A (zh) 2020-07-03

Family

ID=71203699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010381079.2A Pending CN111363450A (zh) 2020-05-08 2020-05-08 一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111363450A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111808499A (zh) * 2020-07-07 2020-10-23 安徽新大陆特种涂料有限责任公司 一种有机骨架改性环氧树脂抗刮伤水性涂料
CN112442187A (zh) * 2020-11-26 2021-03-05 山东重山光电材料股份有限公司 一种fg@mof复合材料及包含该复合材料的涂料及其制备方法和应用
CN113122112A (zh) * 2021-06-02 2021-07-16 湖北捷地安电气有限公司 一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法
CN113502110A (zh) * 2021-08-20 2021-10-15 西安石油大学 一种石墨烯基无溶剂型环氧导静电防腐涂料及其制备方法和使用方法
CN114196031A (zh) * 2021-09-04 2022-03-18 桂林理工大学 一种基于噻吩类MOFs的POTS超疏水改性材料的制备方法及应用
CN114790356A (zh) * 2022-05-09 2022-07-26 国网甘肃省电力公司建设分公司 氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法
CN116554495A (zh) * 2023-07-10 2023-08-08 北京石油化工学院 一种抗菌防腐双功能粉体、其制备方法及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107189638A (zh) * 2017-07-06 2017-09-22 浩力森涂料（上海）有限公司 水性石墨烯防腐涂料
CN110964410A (zh) * 2019-12-11 2020-04-07 薛彦高 一种水性石墨烯重防腐涂料
CN111072402A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 青岛科技大学 石墨烯包裹碳纳米管和mof三维复合电极材料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107189638A (zh) * 2017-07-06 2017-09-22 浩力森涂料（上海）有限公司 水性石墨烯防腐涂料
CN110964410A (zh) * 2019-12-11 2020-04-07 薛彦高 一种水性石墨烯重防腐涂料
CN111072402A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 青岛科技大学 石墨烯包裹碳纳米管和mof三维复合电极材料的制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111808499A (zh) * 2020-07-07 2020-10-23 安徽新大陆特种涂料有限责任公司 一种有机骨架改性环氧树脂抗刮伤水性涂料
CN112442187A (zh) * 2020-11-26 2021-03-05 山东重山光电材料股份有限公司 一种fg@mof复合材料及包含该复合材料的涂料及其制备方法和应用
CN113122112A (zh) * 2021-06-02 2021-07-16 湖北捷地安电气有限公司 一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法
CN113502110A (zh) * 2021-08-20 2021-10-15 西安石油大学 一种石墨烯基无溶剂型环氧导静电防腐涂料及其制备方法和使用方法
CN114196031A (zh) * 2021-09-04 2022-03-18 桂林理工大学 一种基于噻吩类MOFs的POTS超疏水改性材料的制备方法及应用
CN114790356A (zh) * 2022-05-09 2022-07-26 国网甘肃省电力公司建设分公司 氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法
CN116554495A (zh) * 2023-07-10 2023-08-08 北京石油化工学院 一种抗菌防腐双功能粉体、其制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111363450A (zh) 一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用
CN110499086B (zh) 一种含氮化硅氧化石墨烯复合粉体无溶剂环氧涂料及其制备方法与应用
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
CN109294407B (zh) 一种水性防腐涂料及其制备方法
CN114106608B (zh) 一种低voc水性双组分环氧富锌涂料及其制备方法
CN115109496A (zh) 水性防腐涂料及其制备方法
CN109517516B (zh) 一种铈化膨润土改性水性聚氨酯涂料及其制备方法
WO2023035485A1 (zh) 一种超支化环氧富锌涂料及其制备方法
CN103351787A (zh) 一种机械装备用低表面处理高性能防锈底漆及制备方法
CN108727947A (zh) 一种氧化石墨烯杂化防腐涂料及制备方法
CN114410221B (zh) 一种低温固化环保型水性无铬锌铝涂料制备方法
CN109370364A (zh) 一种用于涉酸环境下金属表面的纳米防腐涂料及其制备方法
CN111849306A (zh) 环氧类重防腐涂料组合物、环氧类重防腐涂料及其制备方法和应用
CN110964410A (zh) 一种水性石墨烯重防腐涂料
CN112457698A (zh) 一种石墨烯修饰的锌粉、制备方法及其在富锌防腐涂料中的应用
WO2022267396A1 (zh) 一种石墨烯型水性环氧富锌涂料及其制备方法
CN109825169A (zh) 一种在无水环氧中快干富锌底漆及其制备方法和应用
CN112574606A (zh) 一种碳纳米管防腐涂料
CN115449248A (zh) 一种覆土储罐外壁石墨烯重防腐涂料
CN114621654A (zh) 一种水性环氧富锌底漆及其制备方法和应用
CN116496681B (zh) 一种防腐、耐磨的改性聚酰胺树脂涂料及其制备方法
CN110982312B (zh) 一种初期耐水性优异的水性车间底漆及其制备方法
CN115651481A (zh) 一种防腐涂层用水性双组份环氧厚浆漆及其制备方法
CN106833335B (zh) 一种利用纳米石墨片和稀土氧化物复合改性的防腐涂料
CN113025162B (zh) 一种硬脂酸锌石墨烯复合防腐涂料及其制备方法

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: 20200703