CN112538305A - 用于浸入海水中的基材的涂料混合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了涂料技术领域的用于浸入海水中的基材的涂料混合物及其制备方法，以下重量份原料：环氧树脂乳液30‑40份，石墨烯粉料5‑8份，锌粉40‑50份，复合粉料20‑30份，三聚磷酸铝5‑10份，分散剂2‑3份，聚酰胺7‑10份，乙二醇乙醚3‑5份，聚二甲基硅氧烷0.2‑0.5份，去离子水20‑25份；本发明通过加入片状锌粉和球状锌粉，片状锌粉在涂料中平行排列，相互搭接，使得涂层的孔隙率大幅度降低，从而提高涂层的屏蔽性能，使得基材的防腐蚀性能更加优良，同时，加入的球状锌粉充填至片状锌粉的缝隙中，进一步提高了涂层结构的致密性，通过加入石墨烯粉料，呈片状的石墨烯插接于片状锌粉和球状锌粉之间，形成了多个导电网格，保持良好的导电性能，具有较好的腐蚀防护效果。

Description

用于浸入海水中的基材的涂料混合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体为用于浸入海水中的基材的涂料混合物及其制备方法。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。”
涂料一般由四种基本成分：成膜物质(树脂、乳液)、颜料(包括体质颜料)、溶剂和添加剂(助剂)。成膜物质是涂膜的主要成分，包括油脂、油脂加工产品、纤维素衍生物、天然树脂、合成树脂和合成乳液。成膜物质还包括部分不挥发的活性稀释剂，它是使涂料牢固附着于被涂物面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本特性。助剂如消泡剂，流平剂等，还有一些特殊的功能助剂，如底材润湿剂等。这些助剂一般不能成膜并且添加量少，但对基料形成涂膜的过程与耐久性起着相当重要的作用。颜料一般分两种，一种为着色颜料，常见的钛白粉，铬黄等，还有种为体质颜料，也就是常说的填料，如碳酸钙，滑石粉。溶剂包括烃类。溶剂(矿物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等)、醇类、醚类、酮类和酯类物质。溶剂和水的主要作用在于使成膜基料分散而形成黏稠液体。它有助于施工和改善涂膜的某些性能。
现有技术中的用于浸入海水中的基材的涂料混合物的大多采用富锌涂料，利用牺牲阳极保护阴极的方法对基材予以防腐蚀保护，但该类富锌涂料的锌粉用量大，浪费较多资源，而且，当涂层中锌粉含量逐渐减少后，锌粉之间的连接性变差，不利于电流的通畅，对基材不能起到很好的保护作用。
因此提出用于浸入海水中的基材的涂料混合物以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供用于浸入海水中的基材的涂料混合物及其制备方法，以解决上述背景技术中提出问题。
为实现上述目的，本发明提供如下方案予以实现：用于浸入海水中的基材的涂料混合物，包括以下重量份原料：环氧树脂乳液30-40份，石墨烯粉料5-8份，锌粉40-50份，复合粉料20-30份，三聚磷酸铝5-10份，分散剂2-3份，聚酰胺7-10份，乙二醇乙醚3-5份，聚二甲基硅氧烷0.2-0.5份，去离子水20-25份。
优选的，所述环氧树脂乳液35份，石墨烯粉料7，锌粉45份，复合粉料25份，三聚磷酸铝8份，分散剂2.5份，聚酰胺8份，乙二醇乙醚4份，聚二甲基硅氧烷0.3份，去离子水22份。
优选的，所述锌粉包括片状锌粉和球状锌粉，所述片状锌粉和球状锌粉按质量比4:1混合。
优选的，所述复合粉料包括复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉，所述复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉按质量比1:1:1.5混合。
优选的，所述所述分散剂为602N、681F中的任一种或多种组合。
本发明还提供了用于浸入海水中的基材的涂料混合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将环氧树脂乳液、石墨烯粉料、锌粉、复合粉料、三聚磷酸铝、分散剂和50％的去离子水放入搅拌器中以2000-2800r/min的转速搅拌30-40min，得到混合料A；
(2)将聚酰胺、乙二醇乙醚和剩余50％的去离子水放入搅拌机中以1200-1500r/min的转速搅拌20-30min，得到混合料B；
(3)将混合料B加入至搅拌器中与混合料A混合，并向搅拌器中缓慢加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀后，得到目标产物。
优选的，所述步骤(3)中，保持搅拌器的转速800-1000r/min，搅拌20-25min。
本发明的有益效果是：
本发明通过加入片状锌粉和球状锌粉，片状锌粉在涂料中平行排列，相互搭接，使得涂层的孔隙率大幅度降低，从而提高涂层的屏蔽性能，使得基材的防腐蚀性能更加优良，同时，加入的球状锌粉充填至片状锌粉的缝隙中，进一步提高了涂层结构的致密性，通过加入石墨烯粉料，呈片状的石墨烯插接于片状锌粉和球状锌粉之间，形成了多个导电网格，即使锌粉在长时间消耗后，涂层中剩余的少量的锌粉在片状石墨烯的连接下依然保持良好的导电性能，具有较好的腐蚀防护效果；同时，加入的石墨烯粉料和片状锌粉，减少了传统仅采用球状锌粉的涂料的整体锌粉用量，有利于资源的节约；
本发明通过加入复合粉料和三聚磷酸铝，且复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉1:1:1.5混合，其中，复合铁钛粉和三聚磷酸铝均是磷酸根与钢铁表面的铁原子生成不溶的固体磷酸铁配盐，从而隔绝水、氧、氯等对钢铁的腐蚀，起化学防锈作用，复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉三者配合使用，提高了涂料的耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
用于浸入海水中的基材的涂料混合物，包括以下重量份原料：环氧树脂乳液30份，石墨烯粉料5份，锌粉40份，复合粉料20份，三聚磷酸铝5份，分散剂2份，聚酰胺7份，乙二醇乙醚3份，聚二甲基硅氧烷0.2份，去离子水20份。
锌粉包括片状锌粉和球状锌粉，片状锌粉和球状锌粉按质量比4:1混合；复合粉料包括复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉，复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉按质量比1:1:1.5混合；所述分散剂为602N、681F中的任一种或多种组合。
上述用于浸入海水中的基材的涂料混合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将环氧树脂乳液、石墨烯粉料、锌粉、复合粉料、三聚磷酸铝、分散剂和50％的去离子水放入搅拌器中以2000r/min的转速搅拌30min，得到混合料A；
(2)将聚酰胺、乙二醇乙醚和剩余50％的去离子水放入搅拌机中以1200r/min的转速搅拌20min，得到混合料B；
(3)将混合料B加入至搅拌器中与混合料A混合，并向搅拌器中缓慢加入聚二甲基硅氧烷，保持搅拌器的转速800r/min，搅拌20min，得到目标产物。
实施例二
用于浸入海水中的基材的涂料混合物，包括以下重量份原料：环氧树脂乳液32份，石墨烯粉料6份，锌粉42份，复合粉料21份，三聚磷酸铝6份，分散剂2.2份，聚酰胺7.5份，乙二醇乙醚3.5份，聚二甲基硅氧烷0.2份，去离子水21份。
锌粉包括片状锌粉和球状锌粉，片状锌粉和球状锌粉按质量比4:1混合；复合粉料包括复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉，复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉按质量比1:1:1.5混合；所述分散剂为602N、681F中的任一种或多种组合。
上述用于浸入海水中的基材的涂料混合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将环氧树脂乳液、石墨烯粉料、锌粉、复合粉料、三聚磷酸铝、分散剂和50％的去离子水放入搅拌器中以2200r/min的转速搅拌32min，得到混合料A；
(2)将聚酰胺、乙二醇乙醚和剩余50％的去离子水放入搅拌机中以1200r/min的转速搅拌20min，得到混合料B；
(3)将混合料B加入至搅拌器中与混合料A混合，并向搅拌器中缓慢加入聚二甲基硅氧烷，保持搅拌器的转速800r/min，搅拌22min，得到目标产物。
实施例三
用于浸入海水中的基材的涂料混合物，包括以下重量份原料：环氧树脂乳液35份，石墨烯粉料7份，锌粉45份，复合粉料25份，三聚磷酸铝8份，分散剂2.5份，聚酰胺8份，乙二醇乙醚4份，聚二甲基硅氧烷0.3份，去离子水22份。
锌粉包括片状锌粉和球状锌粉，片状锌粉和球状锌粉按质量比4:1混合；复合粉料包括复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉，复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉按质量比1:1:1.5混合；所述分散剂为602N、681F中的任一种或多种组合。
上述用于浸入海水中的基材的涂料混合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将环氧树脂乳液、石墨烯粉料、锌粉、复合粉料、三聚磷酸铝、分散剂和50％的去离子水放入搅拌器中以2400r/min的转速搅拌35min，得到混合料A；
(2)将聚酰胺、乙二醇乙醚和剩余50％的去离子水放入搅拌机中以1300r/min的转速搅拌25min，得到混合料B；
(3)将混合料B加入至搅拌器中与混合料A混合，并向搅拌器中缓慢加入聚二甲基硅氧烷，保持搅拌器的转速900r/min，搅拌22min，得到目标产物。
实施例四
用于浸入海水中的基材的涂料混合物，包括以下重量份原料：环氧树脂乳液37份，石墨烯粉料8份，锌粉48份，复合粉料28份，三聚磷酸铝9份，分散剂2.5份，聚酰胺9份，乙二醇乙醚4份，聚二甲基硅氧烷0.4份，去离子水24份。
锌粉包括片状锌粉和球状锌粉，片状锌粉和球状锌粉按质量比4:1混合；复合粉料包括复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉，复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉按质量比1:1:1.5混合；所述分散剂为602N、681F中的任一种或多种组合。
上述用于浸入海水中的基材的涂料混合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将环氧树脂乳液、石墨烯粉料、锌粉、复合粉料、三聚磷酸铝、分散剂和50％的去离子水放入搅拌器中以2500r/min的转速搅拌35min，得到混合料A；
(2)将聚酰胺、乙二醇乙醚和剩余50％的去离子水放入搅拌机中以1400r/min的转速搅拌28min，得到混合料B；
(3)将混合料B加入至搅拌器中与混合料A混合，并向搅拌器中缓慢加入聚二甲基硅氧烷，保持搅拌器的转速900r/min，搅拌24min，得到目标产物。
实施例五
用于浸入海水中的基材的涂料混合物，包括以下重量份原料：环氧树脂乳液40份，石墨烯粉料8份，锌粉50份，复合粉料30份，三聚磷酸铝10份，分散剂3份，聚酰胺10份，乙二醇乙醚5份，聚二甲基硅氧烷0.5份，去离子水25份。
锌粉包括片状锌粉和球状锌粉，片状锌粉和球状锌粉按质量比4:1混合；复合粉料包括复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉，复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉按质量比1:1:1.5混合；所述分散剂为602N、681F中的任一种或多种组合。
上述用于浸入海水中的基材的涂料混合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将环氧树脂乳液、石墨烯粉料、锌粉、复合粉料、三聚磷酸铝、分散剂和50％的去离子水放入搅拌器中以2800r/min的转速搅拌40min，得到混合料A；
(2)将聚酰胺、乙二醇乙醚和剩余50％的去离子水放入搅拌机中以1500r/min的转速搅拌30min，得到混合料B；
(3)将混合料B加入至搅拌器中与混合料A混合，并向搅拌器中缓慢加入聚二甲基硅氧烷，保持搅拌器的转速1000r/min，搅拌25min，得到目标产物。
性能检测
1、防腐蚀性能
参考标准GB/T9265-2009、GB/T 1083-2008进行测定，在5％HCl(w/v)，5％NaOH(w/v)，3.5％NaCl(w/v)和蒸馏水四种不同介质中放置涂覆实施例1-5涂料的钢板浸泡45天，观察漆膜有无起泡、脱落、变色等现象，得到数据如表1所示。
表1防腐蚀性能测试结果
Figure BDA0002801726730000071
2、漆膜附着力
参考GB9286-1988《色漆和清漆漆膜的划格试验》，用锋利的切割刀在漆膜上划出互相垂直的划痕，划痕纵横各6道，相邻划痕间隔1mm，划痕时保持刀锋与马口铁试片垂直，速度为10-30mm/s。划痕完成后使用毛刷轻轻在划痕处轻轻扫动3次，此时，马口铁试片上出现了25个边长为1mm的方格，使用3M透明胶带覆盖在划痕处，胶带与漆膜成45。缓缓揭开，观察胶带粘附的漆膜方格数量。根据脱落的放个数量，将漆膜附着力等级分为，0级、1级、2级、3级、4级、5级等六个等级，其中0级附着力最好，5级附着力最差。
表2漆膜附着力测试结果
组别 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
漆膜附着力 1 2 1 2 2
综上所述，由表1和2可以得出，本发明中制备涂料的防腐蚀性能优良，附着力较好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该一种高强度制动钳密封件的制备方法仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.用于浸入海水中的基材的涂料混合物，其特征在于，包括以下重量份原料：环氧树脂乳液30-40份，石墨烯粉料5-8份，锌粉40-50份，复合粉料20-30份，三聚磷酸铝5-10份，分散剂2-3份，聚酰胺7-10份，乙二醇乙醚3-5份，聚二甲基硅氧烷0.2-0.5份，去离子水20-25份。
2.根据权利要求1所述的用于浸入海水中的基材的涂料混合物，其特征在于，所述环氧树脂乳液35份，石墨烯粉料7，锌粉45份，复合粉料25份，三聚磷酸铝8份，分散剂2.5份，聚酰胺8份，乙二醇乙醚4份，聚二甲基硅氧烷0.3份，去离子水22份。
3.根据权利要求1所述的用于浸入海水中的基材的涂料混合物，其特征在于，所述锌粉包括片状锌粉和球状锌粉，所述片状锌粉和球状锌粉按质量比4:1混合。
4.根据权利要求1所述的用于浸入海水中的基材的涂料混合物，其特征在于，所述复合粉料包括复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉，所述复合铁钛粉、氧化铁红和云母粉按质量比1:1:1.5混合。
5.根据权利要求1所述的用于浸入海水中的基材的涂料混合物，其特征在于，所述所述分散剂为602N、681F中的任一种或多种组合。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的用于浸入海水中的基材的涂料混合物，其特征在，制备方法包括以下步骤：
(1)将环氧树脂乳液、石墨烯粉料、锌粉、复合粉料、三聚磷酸铝、分散剂和50％的去离子水放入搅拌器中以2000-2800r/min的转速搅拌30-40min，得到混合料A；
(2)将聚酰胺、乙二醇乙醚和剩余50％的去离子水放入搅拌机中以1200-1500r/min的转速搅拌20-30min，得到混合料B；
(3)将混合料B加入至搅拌器中与混合料A混合，并向搅拌器中缓慢加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀后，得到目标产物。
7.根据权利要求6所述的用于浸入海水中的基材的涂料混合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，保持搅拌器的转速800-1000r/min，搅拌20-25min。
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Title
王振廷等: "石墨烯低锌重防腐涂料的研制", 《广东化工》 *

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