CN114539874A - 苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法 - Google Patents
苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114539874A CN114539874A CN202210144155.7A CN202210144155A CN114539874A CN 114539874 A CN114539874 A CN 114539874A CN 202210144155 A CN202210144155 A CN 202210144155A CN 114539874 A CN114539874 A CN 114539874A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aniline
- modified basalt
- agent
- aniline trimer
- parts
- 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.)
- Withdrawn
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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法，该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的配方包括水性环氧乳液45‑65份、改性玄武鳞片5‑20份、水5‑15份、水性胺类固化剂15‑25份、消泡剂0.5‑2份、流平剂0.5‑2份和分散剂0.5‑2份。制备方法包括：S1制备苯胺三聚体；S2制备苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；S3制备苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层。制得的涂层实现了玄武岩鳞片在水性环氧防腐涂层中的均匀稳定分散，有效提升涂层的屏蔽防腐能力；且具有损伤自修复作用，修复效率达到95％以上；可作为基础设施钢结构的腐蚀防护涂层，延长基础设施钢结构的服役寿命。
Description
技术领域
本发明属于防腐涂层技术领域，尤其是涉及一种苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法。
背景技术
结构钢是发展海洋事业的重要物质基础，是海上工程平台、船体的重要金属原料，是用量极大、应用范围很广的基础材料。据中国钢铁工业协会统计，2018年我国钢产量突破11亿吨。《中国钢结构行业全景调研与发展战略研究咨询报告》中指出，钢结构产量占钢总产量的7.4％。然而，结构钢面临耐腐蚀性不佳的现实问题，尤其是产量比重高达80％的碳素结构钢。海洋工程结构钢的腐蚀防护，是可持续发展海洋蓝色经济所需要解决的重要难题之一。在中国工程院重大咨询项目《我国腐蚀状况及控制战略研究》中，依据Hoar法和Uhlig法计算，中国每年因金属腐蚀造成的经济损失超过3100亿美元，占全国GDP的3.34％。
防腐涂层是高效、简捷、持久的海洋环境钢结构的腐蚀防护措施。美国腐蚀工程师协会在国际腐蚀调查报告中声明，防腐涂层能有效降低腐蚀经济损失的70～90％。有机防腐涂层是在化学成分、宏观/微观结构和表界面性质方面具有异质性和极端复杂的聚合物复合材料。理想完整结构的有机防腐涂层能够对腐蚀性粒子发挥出色的屏障性。高分子树脂成膜物是有机防腐涂层的关键组分之一，它作为基本屏障，阻滞水、氧和氯离子等腐蚀性因子的扩散渗透。涂层中的功能性填料是另一项关键组分，它起到附加的防腐性能，例如片层材料的三维阵列迷宫效应增强涂层的屏蔽性能。
自修复涂层是能够在没有或很少外部干预的情况下，修复涂层损伤并恢复防腐性能的涂层，是智能涂层的另一个重要特征。自修复技术包括非自主修复和自主修复。非自主修复是通过外部施加热或光等刺激，引发涂层基质中受损的化学键或聚合物链构象的恢复。对于自主修复，主要是在涂层中掺杂修复剂或缓蚀剂等，自主修复的刺激信号来自于涂层局部机械损伤和局部腐蚀的水分子或pH变化，能够在不施加外部干预的情况下，主动释放修复剂或缓蚀剂，自主修复涂层的完整性或功能特性。修复剂通常储存在微胶囊中，当涂层收到机械损伤，微胶囊破裂并释放修复剂，修复剂发生聚合固化并填补涂层缺陷，恢复涂层的屏蔽防腐性能。在基于缓蚀剂的自修复技术中，缓蚀剂可以从涂层中释放并抑制涂层损伤处暴露金属表面的电化学反应。自修复功能可以显著提高涂层的防腐性能和寿命。
黑色的玄武岩是地球洋壳的主要组成物质。玄武岩以富钙单斜辉石和基性斜长石为主要矿物成分，次要矿物成分主要有橄榄石、斜方辉石、铁钛氧化物、石英等等。玄武岩鳞片是以玄武岩矿为原料的新型微米级片状材料，通过筛选天然性能优异的玄武岩矿石，通过高温熔融、澄清、均化成型和筛选等工艺流程特殊加工而成。与涂料的其他片材填料相对，玄武岩鳞片的原料来源广泛，成本低廉，是资源节约型和环境友好型材料。与玻璃鳞片相比，玄武岩鳞片的成分中，铁的氧化物、铝的氧化物比例较高，而碱性物质少，因此玄武岩鳞片比玻璃鳞片的耐酸碱性更强。此外，玄武岩鳞片在硬度、强度、热稳定性和耐温度冲击性方面表现出优异的性能。玄武岩鳞片的抗介质渗透的性质优异，并且呈现片状几何结构。将玄武岩鳞片作为屏蔽性增强填料掺杂到防腐涂料中，显著提高涂层对腐蚀性介质的阻隔屏蔽作用，增强对金属材料的保护性能。
玄武岩鳞片属于无机材料。作为涂层主要成分的高分子树脂是有机材料。无机-有机材料之间的相容性较差，无机-有机界面相互作用弱。这将导致气泡和孔隙等缺陷的产生，形成腐蚀介质的渗透微通道。使玄武岩鳞片对防腐涂层的屏蔽性和长效保护性能的增强作用受到削弱。其次，直接掺杂玄武岩鳞片的涂层不具备自修复作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层，实现了玄武岩鳞片在水性环氧防腐涂层中的均匀稳定分散，有效提升涂层的屏蔽防腐能力；同时具有损伤自修复作用，修复效率达到95％以上。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的配方按质量份包括改性玄武岩鳞片5-20份、水性环氧乳液45-65份和水5-15份。
该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层通过苯胺三聚体对玄武岩鳞片进行改性，实现了玄武岩鳞片在水性环氧防腐涂层中的均匀稳定分散，有效提升涂层的屏蔽防腐能力；同时具有损伤自修复作用，修复效率达到95％以上。涂层具有优良的防腐性能，可作为基础设施钢结构的腐蚀防护涂层，延长基础设施钢结构的服役寿命，具有经济价值和社会效益。其中苯胺三聚体具有对钢铁的钝化防腐和吸附缓蚀性能，应用苯胺三聚体对玄武岩鳞片表面进行化学修饰和物理吸附。化学修饰的苯胺三聚体作为桥联基团，通过共价键将玄武岩鳞片和高分子树脂连接到一起，即将玄武岩鳞片锚定到树脂高分子链上，实现玄武岩鳞片的均匀稳定分散，构建屏蔽性防护迷宫，形成屏蔽性增强的无机-有机杂化涂层。物理吸附的苯胺三聚体可以响应涂层损伤和局部腐蚀的pH变化而脱附释放。释放的苯胺三聚体催化钢铁钝化，并且在钢铁表面吸附形成保护膜，起到涂层损伤区域的局部腐蚀活性抑制功能。
作为本发明的优选技术方案，该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的配方还包括有固化剂和助剂，所述助剂包括消泡剂0.5-2份、流平剂0.5-2份和分散剂0.5-2份；所述固化剂15-25份。
作为本发明的优选技术方案，所述固化剂为水性胺类固化剂；所述水性环氧乳液为F0707水性环氧树脂；所述消泡剂为BYK-028消泡剂，所述流平剂为BYK-346流平剂，所述分散剂为PE100浸润分散剂。
本发明还提供一种苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1苯胺三聚体的制备：向苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液中加入过硫酸铵的盐酸溶液，获得苯胺三聚体；
S2苯胺三聚体改性玄武岩鳞片的制备：将硅烷偶联剂KH560和玄武岩鳞片加入到乙醇/水混合溶液中，持续搅拌使反应完全，再加入步骤S1中制得的苯胺三聚体的碱性溶液，反应获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
S3：掺杂改性玄武岩鳞片的自修复防腐涂层的制备：将水性环氧乳液45-65份、所述步骤S2制得的改性玄武鳞片5-20份、水5-15份混合并搅拌后，加入水性胺类固化剂15-25份、消泡剂0.5-2份、流平剂0.5-2份和分散剂0.5-2份，继续搅拌，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11：将过硫酸铵溶解于盐酸溶液中，获得过硫酸铵的盐酸溶液；
S12：将苯胺和对苯二胺硫酸盐溶解溶解于-5℃冰浴条件下的盐酸溶液中，获得苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液；
S13：向所述步骤S12中的苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液滴加过硫酸铵的盐酸溶液，滴加完成后持续搅拌1-3小时，抽滤后获得固体产物；
S14：对固体产物用盐酸、氨水和去离子水清洗后，在40-50℃条件干燥，得到红色或紫红色苯胺三聚体。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤S2的具体包括以下步骤：
S21制备硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂加入到乙醇/水混合溶液中，再加入玄武岩鳞片，反应完全后获得硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片；
S22制备苯胺三聚体改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片与苯胺三聚体在高压反应釜中反应，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤S21具体包括以下步骤：
S211：将硅烷偶联剂加入到乙醇/水混合溶液中，搅拌1-2小时使其水解；
S212：向步骤S211中获得的溶液中加入玄武岩鳞片，继续搅拌1-3小时，使其反应完全，离心获得沉淀物；
S213：将离心获得的沉淀物用无水乙醇洗涤后在50℃和真空条件(真空度-0.07Mpa)下干燥，获得硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤S22具体包括以下步骤：
S221：将苯胺三聚体用粉碎机研磨粉碎；
S222：将苯胺三聚体加入到NaOH溶液中，超声处理0.5-1.5小时；
S223：加入步骤S21获得的硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片，继续超声处理0.5-1.5小时；
S224：将超声处理后的混合溶液转移至高压反应釜中，在200℃下反应11-13小时；取出离心获得固体沉淀，经去离子水清洗，在40-50℃条件干燥后，得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：水性环氧乳液、所述步骤S2中制得的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片和水混合，在2000rmp转速下搅拌1-2小时；
S32：加入ADEKA-15水性胺类固化剂15g、BYK-028消泡剂0.5g、BYK-346流平剂0.5g、PE100浸润分散剂0.5g，在3000rpm转速下搅拌1.5小时。得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤S211中的乙醇和水的体积比为10-8：1。
与现有技术相比，本发明制备的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层，实现了玄武岩鳞片在水性环氧防腐涂层中的均匀稳定分散，有效提升涂层的屏蔽防腐能力；同时具有损伤自修复作用，修复效率达到95％以上。
附图说明
图1为本发明的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法中苯胺原料和苯胺三聚体的红外光谱对比图；
图2为本发明的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法中由能量散射谱获得的玄武岩鳞片原料和苯胺三聚体改性玄武岩鳞片表面的氮元素分布图；
图3为本发明的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法中的未掺杂和掺杂苯胺三聚体改性玄武岩鳞片涂层在3.5％NaCl溶液中浸泡10天的电化学阻抗谱图；
图4为本发明的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法中掺杂苯胺三聚体改性玄武岩鳞片涂层(实施例1、实施例2和实施例3)在3.5％NaCl溶液中浸泡10天的电化学阻抗谱图；
图5为本发明的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法中未掺杂和掺杂(实施例1)苯胺三聚体改性玄武岩鳞片的人工划痕损伤涂层在3.5％NaCl溶液中浸泡不同时间的电化学阻抗谱图。
具体实施方式
本发明的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的配方，该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的配方按质量份包括改性玄武岩鳞片5-20份、水性环氧乳液45-65份(采用深圳吉田化工有限公司生产的水性环氧树脂F0707)和水5-15份、助剂(包括消泡剂0.5-2份、流平剂0.5-2份和分散剂0.5-2份)；固化剂15-25份；所述固化剂为水性胺类固化剂；所述水性环氧乳液为F0707水性环氧树脂；所述消泡剂为BYK-028消泡剂，所述流平剂为BYK-346流平剂，所述分散剂为PE100浸润分散剂。
该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1苯胺三聚体的制备：向苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液中加入过硫酸铵的盐酸溶液，获得苯胺三聚体；
所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11：将过硫酸铵溶解于盐酸溶液中，获得过硫酸铵的盐酸溶液；
S12：将苯胺和对苯二胺硫酸盐溶解溶解于-5℃冰浴条件下的盐酸溶液中，获得苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液；
S13：向所述步骤S12中的苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液滴加过硫酸铵的盐酸溶液，滴加完成后持续搅拌1-3小时，抽滤后获得固体产物；
S14：对固体产物用盐酸、氨水和去离子水清洗后，在40-50℃条件干燥，得到红色或紫红色苯胺三聚体；
S2苯胺三聚体改性玄武岩鳞片的制备：将硅烷偶联剂和玄武岩鳞片加入到乙醇/水混合溶液中，持续搅拌使反应完全，再加入步骤S1中制得的苯胺三聚体的碱性溶液，反应获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片(简称改性玄武岩鳞片)；
所述步骤S2的具体包括以下步骤：
S21制备硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂KH550加入到乙醇/水混合溶液中，再加入玄武岩鳞片，反应完全后获得硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片；
所述步骤S21具体包括以下步骤：
S211：将硅烷偶联剂KH550加入到乙醇/水混合溶液中，搅拌1-2小时使其水解；所述步骤S211中的乙醇和水的体积比为10-8：1；
S212：向步骤S211中获得的溶液中加入玄武岩鳞片，继续搅拌1-3小时，使其反应完全，离心获得沉淀物；
S213：将离心获得的沉淀物用无水乙醇洗涤后在50℃和真空条件(真空度-0.07Mpa)下干燥，获得硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片；
S22制备苯胺三聚体改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片与苯胺三聚体在高压反应釜中反应，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
所述步骤S22具体包括以下步骤：
S221：将苯胺三聚体用粉碎机研磨粉碎；
S222：将苯胺三聚体加入到NaOH溶液中，超声处理0.5-1.5小时；
S223：加入步骤S21获得的硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片，继续超声处理0.5-1.5小时；
S224：将超声处理后的混合溶液转移至高压反应釜中，在200℃下反应11-13小时；取出离心获得固体沉淀，经去离子水清洗，在40-50℃条件干燥后，得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
S3：掺杂改性玄武岩鳞片的自修复防腐涂层的制备：将水性环氧乳液45-65份、所述步骤S2制得的改性玄武鳞片5-20份、水5-15份混合并搅拌后，加入水性胺类固化剂15-25份、消泡剂0.5-2份、流平剂0.5-2份和分散剂0.5-2份，继续搅拌，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层；
所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：水性环氧乳液、所述步骤S2中制得的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片和水混合，在2000rmp转速下搅拌1-2小时；
S32：加入ADEKA-15水性胺类固化剂24.5g、BYK-028消泡剂0.5g、BYK-346流平剂0.5g、PE100浸润分散剂0.5g，在3000rpm转速下搅拌1.5小时。得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层。
具体的，通过以下三个实施例来进行制备方法的详细说明：
实施例1：
该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1苯胺三聚体的制备：向苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液中加入过硫酸铵的盐酸溶液，获得苯胺三聚体(如图1所示)；
所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11：将11.25g过硫酸铵溶解于125mL浓度1.0mol/L的盐酸溶液中，获得过硫酸铵的盐酸溶液；
S12：将4.625g苯胺和14.78g对苯二胺硫酸盐溶解溶解于-5℃冰浴条件下的500mL浓度1.0mol/L的盐酸溶液中，获得苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液；
S13：向所述步骤S12中的苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液，滴加完成后持续搅拌2小时，抽滤后获得固体产物；
S14：对固体产物用1.0mol/L盐酸、0.5mol/L氨水和去离子水清洗后，在40-50℃条件干燥，得到红色或紫红色苯胺三聚体；
S2苯胺三聚体改性玄武岩鳞片的制备：将硅烷偶联剂和玄武岩鳞片加入到乙醇/水混合溶液中，持续搅拌使反应完全，再加入步骤S1中制得的苯胺三聚体的碱性溶液，反应获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片(如图2所示，改性玄武岩鳞片表面存在大量来自苯胺三聚体的氮元素)；
所述步骤S2的具体包括以下步骤：
S21制备硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂KH550加入到乙醇/水混合溶液中，再加入玄武岩鳞片，反应完全后获得硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片；
所述步骤S21具体包括以下步骤：
S211：将5.0g硅烷偶联剂KH550加入到乙醇/水混合溶液中，搅拌1小时使其水解；所述步骤S211中的乙醇和水的体积比为9：1；
S212：向步骤S1中获得的溶液中加入10g玄武岩鳞片，继续搅拌2小时，使其反应完全，离心获得沉淀物；
S213：将离心获得的沉淀物用无水乙醇洗涤后在50℃和真空条件(真空度-0.07Mpa)下干燥，获得硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片；
S22制备苯胺三聚体改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片与苯胺三聚体在高压反应釜中反应，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
所述步骤S22具体包括以下步骤：
S221：将苯胺三聚体用粉碎机研磨粉碎；
S222：取3.0g苯胺三聚体加入200mL浓度0.02mol/L的NaOH溶液中，超声处理1小时；
S223：加入10g步骤S21获得的硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片，继续超声处理1小时；
S224：将超声处理后的混合溶液转移至高压反应釜中，在200℃下反应12小时；取出离心获得固体沉淀，经去离子水清洗，在40-50℃条件干燥后，得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
S3：掺杂改性玄武岩鳞片的自修复防腐涂层的制备：将水性环氧乳液50g、所述步骤S2制得的改性玄武鳞片10g、水10g混合并搅拌后，加入水性胺类固化剂15g、消泡剂0.5g、BYK-346流平剂0.5g、PE100浸润分散剂0.5g，继续搅拌，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层；
所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：将水性环氧乳液62.5g、所述步骤S2制得的改性玄武鳞片10g、水8.5g混合并在2000rmp转速下搅拌1.5小时；
S32：加入ADEKA-15水性胺类固化剂24.5g、BYK-028消泡剂0.5g、BYK-346流平剂0.5g、PE100浸润分散剂0.5g，在3000rpm转速下搅拌1.5小时，得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层。
实施例2：
该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1苯胺三聚体的制备：向苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液中加入过硫酸铵的盐酸溶液，获得苯胺三聚体；
所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11：将5.7g过硫酸铵溶解于100mL浓度1.0mol/L的盐酸溶液中，获得过硫酸铵的盐酸溶液；
S12：将2.3g苯胺和7.4g对苯二胺硫酸盐溶解溶解于-5℃冰浴条件下的250mL浓度1.0mol/L的盐酸溶液中，获得苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液；
S13：向所述步骤S12中的苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液，滴加完成后持续搅拌2小时，抽滤后获得固体产物；
S14：对固体产物用1.0mol/L盐酸、0.5mol/L氨水和去离子水清洗后，在40-50℃条件干燥，得到红色或紫红色苯胺三聚体；
S2苯胺三聚体改性玄武岩鳞片的制备：将硅烷偶联剂和玄武岩鳞片加入到乙醇/水混合溶液中，持续搅拌使反应完全，再加入步骤S1中制得的苯胺三聚体的碱性溶液，反应获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
所述步骤S2的具体包括以下步骤：
S21制备硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂KH550加入到乙醇/水混合溶液中，再加入玄武岩鳞片，反应完全后获得硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片；
所述步骤S21具体包括以下步骤：
S211：将2.5g硅烷偶联剂KH550加入到乙醇/水混合溶液中，搅拌1小时使其水解；所述步骤S211中的乙醇和水的体积比为9：1；
S212：向步骤S1中获得的溶液中加入10g玄武岩鳞片，继续搅拌2小时，使其反应完全，离心获得沉淀物；
S213：将离心获得的沉淀物用无水乙醇洗涤后在50℃和真空条件(真空度-0.07Mpa)下干燥，获得硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片；
S22制备苯胺三聚体改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片与苯胺三聚体在高压反应釜中反应，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
所述步骤S22具体包括以下步骤：
S221：将苯胺三聚体用粉碎机研磨粉碎；
S222：取1.5g苯胺三聚体加入200mL浓度0.02mol/L的NaOH溶液中，超声处理1小时；
S223：加入10g步骤S21获得的硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片，继续超声处理1小时；
S224：将超声处理后的混合溶液转移至高压反应釜中，在200℃下反应12小时；取出离心获得固体沉淀，经去离子水清洗，在40-50℃条件干燥后，得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
S3：掺杂改性玄武岩鳞片的自修复防腐涂层的制备：将水性环氧乳液50g、所述步骤S2制得的改性玄武鳞片7g、水10g混合并搅拌后，加入水性胺类固化剂15g、消泡剂0.5g、BYK-346流平剂0.5g、PE100浸润分散剂0.5g，继续搅拌，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层；
所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：将水性环氧乳液66.0g、所述步骤S2制得的改性玄武鳞片5.0g、水9.0g混合并在2000rmp转速下搅拌1.5小时；
S32：加入ADEKA-15水性胺类固化剂25.5g、BYK-028消泡剂0.5g、BYK-346流平剂0.5g、PE100浸润分散剂0.5g，在3000rpm转速下搅拌1.5小时，得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层。
实施例3：
该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1苯胺三聚体的制备：向苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液中加入过硫酸铵的盐酸溶液，获得苯胺三聚体；
所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11：将16.9g过硫酸铵溶解于250mL浓度1.0mol/L的盐酸溶液中，获得过硫酸铵的盐酸溶液；
S12：将6.9g苯胺和22.2g对苯二胺硫酸盐溶解溶解于-5℃冰浴条件下的750mL浓度1.0mol/L的盐酸溶液中，获得苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液；
S13：向所述步骤S12中的苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液，滴加完成后持续搅拌3小时，抽滤后获得固体产物；
S14：对固体产物用1.0mol/L盐酸、0.5mol/L氨水和去离子水清洗后，在40-50℃条件干燥，得到红色或紫红色苯胺三聚体；
S2苯胺三聚体改性玄武岩鳞片的制备：将硅烷偶联剂和玄武岩鳞片加入到乙醇/水混合溶液中，持续搅拌使反应完全，再加入步骤S1中制得的苯胺三聚体的碱性溶液，反应获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
所述步骤S2的具体包括以下步骤：
S21制备硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂KH550加入到乙醇/水混合溶液中，再加入玄武岩鳞片，反应完全后获得硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片；
所述步骤S21具体包括以下步骤：
S211：将7.5g硅烷偶联剂KH550加入到乙醇/水混合溶液中，搅拌1小时使其水解；所述步骤S211中的乙醇和水的体积比为9：1；
S212：向步骤S211中获得的溶液中加入15g玄武岩鳞片，继续搅拌2小时，使其反应完全，离心获得沉淀物；
S213：将离心获得的沉淀物用无水乙醇洗涤后在50℃和真空条件(真空度-0.07Mpa)下干燥，获得硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片；
S22制备苯胺三聚体改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片与苯胺三聚体在高压反应釜中反应，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
所述步骤S22具体包括以下步骤：
S221：将苯胺三聚体用粉碎机研磨粉碎；
S222：取5.0g苯胺三聚体加入100mL浓度0.02mol/L的NaOH溶液中，超声处理1小时；
S223：加入15g步骤S21获得的硅烷偶联剂KH550改性玄武岩鳞片，继续超声处理1小时；
S224：将超声处理后的混合溶液转移至高压反应釜中，在200℃下反应12小时；取出离心获得固体沉淀，经去离子水清洗，在40-50℃条件干燥后，得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
S3：掺杂改性玄武岩鳞片的自修复防腐涂层的制备：将水性环氧乳液50g、所述步骤S2制得的改性玄武鳞片5g、水10g混合并搅拌后，加入水性胺类固化剂15g、消泡剂0.5g、BYK-346流平剂0.5g、PE100浸润分散剂0.5g，继续搅拌，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层；
所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：将水性环氧乳液55.5g、所述步骤S2制得的改性玄武鳞片15g、水8.5g混合并在2000rmp转速下搅拌1.5小时；
S32：加入ADEKA-15水性胺类固化剂19g、BYK-028消泡剂0.5g、BYK-346流平剂0.5g、PE100浸润分散剂0.5g，在3000rpm转速下搅拌1.5小时，得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层。
将上述实施例1-3得到的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层，利用电化学交流阻抗谱技术测试涂层修复前后的阻抗修复效率。涂层物理化学和防腐性能按照GB/T6748-2008和HG/T 4336-2012标准测试；附着力按照GB/T 1720-1979标准测试；耐冲击按照GB/T 1732-1993标准测试；柔韧性按照GB/T 1720-79标准测试；耐盐水性按照GB/T 1763-89标准测试；耐盐雾性按照GB/T 1771-91标准测试；耐酸碱按照GB/T 1763标准测试；耐湿热按照GB/T 1740标准测试；具体测试得到的数据如下表1所示。
表1苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层测试数据
由以上数据可知，本发明的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层实现了玄武岩鳞片在水性环氧防腐涂层中的均匀稳定分散，有效提升涂层的屏蔽防腐能力(如图3和图4所示)；同时具有损伤自修复作用，修复效率达到95％以上(如图5所示)。涂层具有优良的防腐性能，可作为基础设施钢结构的腐蚀防护涂层，延长基础设施钢结构的服役寿命，具有经济价值和社会效益。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，例如某个部件形状或者材料的改变；均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层，其特征在于，该苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的配方按质量份包括改性玄武岩鳞片5-20份、水性环氧乳液45-65份和水5-15份。
2.根据权利要求1所述的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层，其特征在于，还包括有固化剂和助剂，所述助剂包括消泡剂0.5-2份、流平剂0.5-2份和分散剂0.5-2份；所述固化剂15-25份。
3.根据权利要求2所述的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层，其特征在于，所述固化剂为水性胺类固化剂；所述水性环氧乳液为F0707水性环氧树脂；所述消泡剂为BYK-028消泡剂，所述流平剂为BYK-346流平剂，所述分散剂为PE100浸润分散剂。
4.一种苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1苯胺三聚体的制备：向苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液中加入过硫酸铵的盐酸溶液，获得苯胺三聚体；
S2苯胺三聚体改性玄武岩鳞片的制备：将硅烷偶联剂和玄武岩鳞片加入到乙醇/水混合溶液中，持续搅拌使反应完全，再加入步骤S1中制得的苯胺三聚体的碱性溶液，反应获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片；
S3：掺杂改性玄武岩鳞片的自修复防腐涂层的制备：将水性环氧乳液45-65份、所述步骤S2制得的改性玄武鳞片5-20份、水5-15份混合并搅拌后，加入水性胺类固化剂15-25份、消泡剂0.5-2份、流平剂0.5-2份和分散剂0.5-2份，继续搅拌，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层。
5.根据权利要求4所述的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11：将过硫酸铵溶解于盐酸溶液中，获得过硫酸铵的盐酸溶液；
S12：将苯胺和对苯二胺硫酸盐溶解溶解于-5℃冰浴条件下的盐酸溶液中，获得苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液；
S13：向所述步骤S12中的苯胺和对苯二胺硫酸盐的盐酸混合溶液滴加过硫酸铵的盐酸溶液，滴加完成后持续搅拌1-3小时，抽滤后获得固体产物；
S14：对固体产物用盐酸、氨水和去离子水清洗后在40-50℃条件干燥，得到红色或紫红色苯胺三聚体。
6.根据权利要求5所述的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的具体包括以下步骤：
S21制备硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂加入到乙醇/水混合溶液中，再加入玄武岩鳞片，反应完全后获得硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片；
S22制备苯胺三聚体改性玄武岩鳞片：将硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片与苯胺三聚体在高压反应釜中反应，获得苯胺三聚体改性玄武岩鳞片。
7.根据权利要求6所述的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S21具体包括以下步骤：
S211：将硅烷偶联剂加入到乙醇/水混合溶液中，搅拌1-2小时使其水解；
S212：向步骤S211中获得的溶液中加入玄武岩鳞片，继续搅拌1-3小时，使其反应完全，离心获得沉淀物；
S213：将离心获得的沉淀物用无水乙醇洗涤后在50℃和真空条件下干燥，获得硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片。
8.根据权利要求7所述的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S22具体包括以下步骤：
S221：将苯胺三聚体用粉碎机研磨粉碎；
S222：将苯胺三聚体加入到NaOH溶液中，超声处理0.5-1.5小时；
S223：加入步骤S21获得的硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片，继续超声处理0.5-1.5小时；
S224：将超声处理后的混合溶液转移至高压反应釜中，在200℃下反应11-13小时；取出离心获得固体沉淀，经去离子水清洗，在40-50℃条件干燥后，得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片。
9.根据权利要求8所述的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：水性环氧乳液、所述步骤S2中制得的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片和水混合，在2000rmp转速下搅拌1-2小时；
S32：加入ADEKA-15水性胺类固化剂15g、BYK-028消泡剂0.5g、BYK-346流平剂0.5g、PE100浸润分散剂0.5g，在3000rpm转速下搅拌1.5小时。得到苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层。
10.根据权利要求7所述的苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S211中的乙醇和水的体积比为10-8：1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210144155.7A CN114539874A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210144155.7A CN114539874A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114539874A true CN114539874A (zh) | 2022-05-27 |
Family
ID=81675776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210144155.7A Withdrawn CN114539874A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114539874A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114958134A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-08-30 | 石家庄市鱼莎电力物资工程有限公司 | 一种水性环氧湿固化耐酸碱涂料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106978041A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-07-25 | 东南大学 | 一种水性环氧玄武岩鳞片防腐涂料的制备方法 |
| CN109266162A (zh) * | 2018-07-17 | 2019-01-25 | 安徽江淮车轮有限公司 | 一种含玄武岩鳞片的车轮钢圈防腐涂料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-02-17 CN CN202210144155.7A patent/CN114539874A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106978041A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-07-25 | 东南大学 | 一种水性环氧玄武岩鳞片防腐涂料的制备方法 |
| CN109266162A (zh) * | 2018-07-17 | 2019-01-25 | 安徽江淮车轮有限公司 | 一种含玄武岩鳞片的车轮钢圈防腐涂料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王玉玉 等: "苯胺三聚体修饰玄武岩鳞片环氧涂层防腐性能的电化学研究", 《中国涂料》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114958134A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-08-30 | 石家庄市鱼莎电力物资工程有限公司 | 一种水性环氧湿固化耐酸碱涂料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100506935C (zh) | 金属防腐蚀涂料及其制造工艺 | |
| CN107964097B (zh) | 还原氧化石墨烯、四氧化三铁和聚苯胺的三元纳米复合材料制备方法及应用 | |
| CN102585637A (zh) | 一种水性环氧接枝丙烯酸酯混凝土防腐涂料及其制备方法 | |
| CN102140268A (zh) | 船舶压载舱防腐无溶剂环氧涂料改性添加剂及改性环氧涂料 | |
| CN114539874A (zh) | 苯胺三聚体改性玄武岩鳞片自修复防腐涂层及制备方法 | |
| CN113248169B (zh) | 基于自生愈合的有机-无机复合水泥基自愈合剂及制备方法与用途 | |
| CN112110673B (zh) | 一种高铝质固体废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109704631A (zh) | 一种混凝土防腐剂的制备方法 | |
| CN103254736B (zh) | 一种具有耐酸性自修复功能的聚苯胺粉末涂料及其制备方法 | |
| CN112812658A (zh) | 一种海洋防腐涂层的制备方法 | |
| CN110922855A (zh) | 一种水性耐高温长效防腐涂料及其制备方法 | |
| CN102424738B (zh) | 一种高弹性无溶剂纳米改性环氧树脂及其制备方法与应用 | |
| CN108342110A (zh) | 一种新型还原氧化石墨烯增强耐磨重防腐涂料制备方法 | |
| CN110698149A (zh) | 一种高抗蚀海工水泥胶凝材料及其制备方法 | |
| CN113150630B (zh) | 一种改性石墨烯防腐涂料及其制备方法和应用 | |
| CN108148482B (zh) | 船用重防腐涂料及其制备方法 | |
| CN110423542B (zh) | 一种防腐涂料及其制备方法与应用 | |
| CN110484042B (zh) | 一种自修复超疏水纳米防腐涂料及其制备方法 | |
| CN110628242B (zh) | 一种磷酸锌的有机包覆改性方法 | |
| CN104263157B (zh) | 一种水性丙烯酸红丹防锈漆及其制备方法 | |
| CN103483525A (zh) | 一种兼具耐蚀耐磨性能的改性环氧树脂及其制备方法 | |
| CN114262555B (zh) | 一种磺胺-银化合物掺杂石墨烯锌粉重防腐涂料及其制备方法 | |
| CN106752162A (zh) | 一种耐腐蚀防锈的钢结构表面处理用水性硅酸钾富锌底漆及其制作方法 | |
| CN112961570A (zh) | 一种环保型水下增韧环氧树脂胶及其制备方法 | |
| CN114539873A (zh) | 掺杂有机硅改性玄武岩鳞片的强化屏蔽防腐涂层及制备方法 |
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 | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220527 |