CN115216203A - 一种水性无铬达克罗绿色涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及涂料的技术领域，具体公开了一种水性无铬达克罗绿色涂料及其制备方法。水性无铬达克罗涂料括A组分和B组分，A组分包括以下重量份的原料：锌粉20‑40份、铝粉6‑15份、润湿剂2‑8份、分散剂1‑5份、改性氧化石墨烯5‑15份；B组分包括以下重量份的原料：环氧树脂乳液15‑30份、缓蚀剂1‑3份、附着力促进剂1‑5份、消泡剂0.5‑1份、成膜助剂0.5‑1份、水16‑40份；其制备方法为：将A组分各原料混合，粉碎，加入B组分各原料，混匀后得到涂料。本申请的水性无铬达克罗绿色涂料，通过原料之间的协同作用，具有提高防腐性的优点。
Description
技术领域
本申请涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种水性无铬达克罗绿色涂料及其制备方法。
背景技术
达克罗也称达克绣、迪克龙，是一种以锌粉、铝粉、铬酸和水为主要成分的新型涂料，而且达克罗涂料的高效防护性能主要是依赖涂料中的含量大、毒性强的六价铬。
由于六价铬在各国的使用已受到越来越严重的限制，因此，无铬达克罗绿色涂料的使用越来越广泛，不含六价铬，实现了清洁绿色生产。但是，无铬达克罗涂料中不含有六价铬，会导致达克罗涂料的防腐性能不佳，影响涂料的使用寿命。
发明内容
为了提高达克罗绿色涂料的防腐性能，本申请提供一种水性无铬达克罗绿色涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种水性无铬达克罗绿色涂料，采用如下技术方案：
一种水性无铬达克罗绿色涂料，其包括A组分和B组分，A组分包括以下重量份的原料：锌粉20-40份、铝粉6-15份、润湿剂2-8份、分散剂1-5份、改性氧化石墨烯5-15份；其中，改性氧化石墨烯为采用聚醚胺对氧化石墨烯进行改性制得；
B组分包括以下重量份的原料：环氧树脂乳液15-30份、缓蚀剂1-3份、附着力促进剂1-5份、消泡剂0.5-1份、成膜助剂0.5-1份、水16-40份。
通过采用上述技术方案，本申请的水性无铬达克罗绿色涂料，通过各原料之间的协同作用，提高了涂料的抗老化性，提高了涂料的附着力，还增强了涂料的耐酸、耐碱、耐水和耐中性盐雾性，从而提高了涂料的防腐性能，其中，人工加速老化2000h内均无起泡，附着力等级均为0，耐酸性为2100-2950h，耐碱性为2050-2900h，耐水性为2260-3200h，耐中性盐雾性为2300-3000h。
A组分中锌粉和铝粉为基础成分，润湿剂能够加强润滑性，分散剂能够增强各原料之间的分散性，便于各原料之间混合的更均匀。改性氧化石墨烯为采用聚醚胺对氧化石墨烯进行改性制得，首先，氧化石墨烯能够在涂料中形成物理隔绝层，起到屏蔽作用，还能够在涂料中形成网状导电结构，提高锌粉的利用率，加强锌粉对金属的保护作用，从而提高防腐性能；采用聚醚胺对氧化石墨烯进行改性，聚醚胺接枝在氧化石墨烯表面羟基处，使氧化石墨烯表面引入了含有氨基的长分子链，增大了氧化石墨烯片层间距，减少了氧化石墨烯片之间的连接，提高了氧化石墨烯在涂料中的分散性和界面附着力，从而进一步提高了锌粉的利用率，进一步提高了涂料的防腐性能。
B组分中的环氧树脂乳液的耐化学性优良，对金属的附着力强，具有良好的耐热性和电绝缘性。缓蚀剂能够减少涂料对金属的腐蚀性。附着力促进剂能够进一步增强涂料对金属的附着力。消泡剂减少气泡的产生，提高附着力。成膜助剂便于涂料在使用时快速成膜。
作为优选：A组分包括以下重量份的原料：锌粉25-35份、铝粉8-12份、润湿剂4-6份、分散剂2-4份、改性氧化石墨烯6-12份；
B组分包括以下重量份的原料：环氧树脂乳液18-26份、缓蚀剂1.5-2.5份、附着力促进剂2-4份、消泡剂0.7-0.9份、成膜助剂0.6-0.8份、水19-28.2份。
通过采用上述技术方案，对A组分和B组分的各原料的掺量进行优化，便于各原料发挥作用，便于提高涂料的防腐性。
作为优选：所述改性氧化石墨烯采用以下方法制备：将氧化石墨烯放在水中，超声分散，加入聚醚胺，混合均匀，升温，静置，过滤，洗涤，干燥得到改性氧化石墨烯。
进一步的，所述改性氧化石墨烯采用以下方法制备：将氧化石墨烯放入水中，超声分散30-40min，加入聚醚胺，搅拌20-30min，升温至70-80℃，静置2-4h，过滤固体物，用水洗涤3-5次，干燥得到改性氧化石墨烯；
其中，每1g氧化石墨烯中水的添加量为6-8mL。
作为优选：所述氧化石墨烯和聚醚胺的重量配比为1：(2-4)。
通过采用上述技术方案，利用上述制备方法对改性氧化石墨烯进行制备，而且对氧化石墨烯和聚醚胺的重量配比进行限定，便于改性氧化石墨烯的制备，便于聚醚胺接枝在氧化石墨烯上，有助于改性氧化石墨烯发挥作用。
作为优选：所述氧化石墨烯在使用之前采用以下方法对其进行预处理：将氧化石墨烯放入水中，混合均匀，加入硅烷偶联剂，超声分散，过滤固体物并洗涤，干燥得到预处理后的氧化石墨烯。
进一步的，所述氧化石墨烯在使用前采用以下方法对其进行预处理：将氧化石墨烯放入水中，搅拌10-20min，加入硅烷偶联剂，超声分散20-30min，过滤固体物，并用水洗涤3-5次，干燥后得到预处理后的氧化石墨烯；
其中，每1g氧化石墨烯中水的添加量为6-8mL；氧化石墨烯和硅烷偶联剂的重量配比为1：(0.4-0.6)。
通过采用上述技术方案，利用硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行改性，加强氧化石墨烯的亲水性，便于氧化石墨烯更好的发挥作用，从而有助于提高涂料的防腐性能。
作为优选：所述润湿剂为乙二醇、异丙醇、丙二醇中的一种或多种；缓蚀剂为钼酸钠、钨酸钠中的一种或多种。
作为优选：所述附着力促进剂为TIN-22附着力促进剂；所述成膜助剂为醇酯十二成膜助剂。
通过采用上述技术方案，对润湿剂、缓蚀剂、附着力促进剂、成膜助剂进行限定，便于各原料更好的发挥作用，有助于增强涂料的防腐性能。
作为优选：所述A组分和B组分的重量配比为1:1。
通过采用上述技术方案，对A组分和B组分的重量配比进行限定，便于各原料混合均匀，有助于提高涂料的防腐性能。
第二方面，本申请提供一种水性无铬达克罗绿色涂料的制备方法，采用如下技术方案：
一种水性无铬达克罗绿色涂料的制备方法，包括如下步骤：
将锌粉、铝粉、润湿剂、分散剂、改性氧化石墨烯混合，粉碎，加入环氧树脂乳液、缓蚀剂、附着力促进剂、消泡剂、成膜助剂、水，混合均匀，得到达克罗绿色涂料。
进一步的，一种水性无铬达克罗绿色涂料的制备方法，包括如下步骤：
将锌粉、铝粉、润湿剂、分散剂、改性氧化石墨烯混合，粉碎成100-120目，加入环氧树脂乳液、缓蚀剂、附着力促进剂、消泡剂、成膜助剂、水，搅拌10-15min，得到达克罗绿色涂料。
通过采用上述技术方案，首先将A组分的各原料混合，然后再加入B组分的各原料，便于所有的原料混合的更加均匀，便于各原料发挥作用，从而提高涂料的防腐性能。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、由于本申请中采用聚醚胺对氧化石墨烯进行改性制得改性氧化石墨烯，使氧化石墨烯表面引入了含有氨基的长分子链，增大了氧化石墨烯片层间距，提高了氧化石墨烯在涂料中的分散性和界面附着力，提高了锌粉的利用率，提高了涂料的防腐性能，可使人工加速老化2000h内均无起泡，附着力等级均为0，耐酸性达到2950h，耐碱性达到2900h，耐水性达到3200h，耐中性盐雾性达到3000h。
2、本申请中优选采用硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行预处理，能够加强氧化石墨烯的亲水性，便于氧化石墨烯更好的发挥作用，从而有助于提高涂料的防腐性能。
具体实施方式
以下结合具体内容对本申请作进一步详细说明。
原料
润湿剂为异丙醇；缓蚀剂为钼酸钠；附着力促进剂为TIN-22附着力促进剂；成膜助剂为醇酯十二成膜助剂；分散剂为STA-1648A；消泡剂为DF-8205；聚醚胺的分子量为3000，HLB值为0.1-18.6；硅烷偶联剂为KH-792。
制备例
制备例1
一种改性氧化石墨烯，其采用以下方法制备：
将2kg氧化石墨烯放入14L水中，超声分散35min，加入4kg聚醚胺，搅拌25min，升温至75℃，静置3h，过滤固体物，用水洗涤5次，干燥得到改性氧化石墨烯。
制备例2
一种改性氧化石墨烯，其和制备例1的区别之处在于聚醚胺的添加量不同，制备例2中的聚醚胺的添加量为6kg，其余均与制备例1相同。
制备例3
一种改性氧化石墨烯，其和制备例1的区别之处在于聚醚胺的添加量不同，制备例3中的聚醚胺的添加量为8kg，其余均与制备例1相同。
实施例
实施例1
一种水性无铬达克罗绿色涂料，其原料配比见表1所示。
一种水性无铬达克罗绿色涂料的制备方法，包括如下步骤：
将锌粉、铝粉、润湿剂、分散剂、采用制备例1制备得到的改性氧化石墨烯混合，粉碎成110目，加入环氧树脂乳液、缓蚀剂、附着力促进剂、消泡剂、成膜助剂、水，搅拌12min，得到达克罗绿色涂料。
实施例2-5
一种水性无铬达克罗绿色涂料，其和实施例1的区别之处在于，涂料的原料配比不同，其原料配比见表1所示。
表1实施例1-5涂料中各原料掺量(单位：kg)
实施例6-8
一种水性无铬达克罗绿色涂料，其和实施例4的区别之处在于，涂料的原料配比不同，其原料配比见表2所示。
表2实施例6-8涂料中各原料掺量(单位：kg)
实施例9
一种水性无铬达克罗绿色涂料，其和实施例7的区别之处在于，涂料中的改性氧化石墨烯采用制备例2制备得到。
实施例10
一种水性无铬达克罗绿色涂料，其和实施例7的区别之处在于，涂料中的改性氧化石墨烯采用制备例3制备得到。
实施例11
一种水性无铬达克罗绿色涂料，其和实施例9的区别之处在于，涂料中改性氧化石墨烯在使用之前对氧化石墨烯进行预处理：将氧化石墨烯放入水中，搅拌15min，加入硅烷偶联剂，超声分散25min，过滤固体物，并用水洗涤5次，干燥后得到预处理后的氧化石墨烯；其中，每1g氧化石墨烯中水的添加量为7mL，氧化石墨烯和硅烷偶联剂的重量配比为1:0.5。
对比例
对比例1
一种水性无铬达克罗绿色涂料，其和实施例1的区别之处在于，涂料中的改性氧化石墨烯等量替换为氧化石墨烯。
对比例2
一种水性无铬达克罗绿色涂料，其和实施例1的区别之处在于，涂料中未添加改性氧化石墨烯。
性能检测试验
对实施例1-11和对比例1-2中的涂料进行下述性能检测：
人工加速老化：依据GB/T1865-2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》对涂料进行人工加速老化的测定，观察2000h内漆膜的起泡现象，检测结果如表3所示。
附着力等级：依据GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》对涂料进行附着力等级的测定，检测结果如表3所示。
耐酸性：将涂料均匀涂覆在同一基材上，且涂覆量及涂覆厚度相同，待涂料干燥后，浸泡在质量分数为5％的盐酸溶液中，观察开始起泡时间，检测结果如表3所示。
耐碱性：将涂料均匀涂覆在同一基材上，且涂覆量及涂覆厚度相同，待涂料干燥后，浸泡在质量分数为5％的氢氧化钠溶液中，观察开始起泡时间，检测结果如表3所示。
耐水性：将涂料均匀涂覆在同一基材上，且涂覆量及涂覆厚度相同，待涂料干燥后，浸泡在水中，观察开始起泡时间，检测结果如表3所示。
耐中性盐雾性：依据GB/T1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》对涂料进行耐中性盐雾性的测定，检测结果如表3所示。
表3检测结果
从表3可以看出，本申请的水性无铬达克罗绿色涂料，通过各原料之间的协同作用，提高了涂料的抗老化性，提高了涂料的附着力，还增强了涂料的耐酸、耐碱、耐水和耐中性盐雾性，从而提高了涂料的防腐性能，其中，人工加速老化2000h内均无起泡，附着力等级均为0，耐酸性为2100-2950h，耐碱性为2050-2900h，耐水性为2260-3200h，耐中性盐雾性为2300-3000h。
结合实施例1和对比例1-2可以看出，实施例1中涂料的人工加速老化2000h内均无起泡，附着力等级均为0，耐酸性为2100h，耐碱性为2050h，耐水性为2260h，耐中性盐雾性为2300h，优于对比例1-2，表明涂料的原料中采用改性氧化石墨烯更为合适，更能够提高涂料的附着力，能够增强涂料的耐酸、耐碱、耐水、耐中性盐雾性，更提高了涂料的防腐性能。
结合实施例1-5可以看出，实施例4中涂料的人工加速老化2000h内均无起泡，附着力等级均为0，耐酸性为2600h，耐碱性为2500h，耐水性为2700h，耐中性盐雾性为2650h，优于其他实施例，表明实施例4中的改性氧化石墨烯的添加量更为合适，更能够提高涂料的附着力，能够增强涂料的耐酸、耐碱、耐水、耐中性盐雾性，更提高了涂料的防腐性能。
结合实施例6-8可以看出，涂料中除改性氧化石墨烯外的其他原料对涂料的性能影响不大。
结合实施例7、实施例9-10可以看出，实施例9中涂料的人工加速老化2000h内均无起泡，附着力等级均为0，耐酸性为2900h，耐碱性为2850h，耐水性为3100h，耐中性盐雾性为2900h，优于其他实施例，表明改性氧化石墨烯采用制备例2制备得到更为合适，更能够提高涂料的附着力，能够增强涂料的耐酸、耐碱、耐水、耐中性盐雾性，提高了涂料的防腐性能。
结合实施例9和实施例11可以看出，实施例11中涂料的人工加速老化2000h内均无起泡，附着力等级均为0，耐酸性为2950h，耐碱性为2900h，耐水性为3200h，耐中性盐雾性为3000h，优于其他实施例，表明改性氧化石墨烯中的氧化石墨烯在使用之前采用硅烷偶联剂对其进行预处理更为合适，能够提高涂料的附着力，能够增强涂料的耐酸、耐碱、耐水、耐中性盐雾性，提高了涂料的防腐性能。
上述具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种水性无铬达克罗绿色涂料，其特征在于：其包括A组分和B组分，A组分包括以下重量份的原料：锌粉20-40份、铝粉6-15份、润湿剂2-8份、分散剂1-5份、改性氧化石墨烯5-15份；其中，改性氧化石墨烯为采用聚醚胺对氧化石墨烯进行改性制得；
B组分包括以下重量份的原料：环氧树脂乳液15-30份、缓蚀剂1-3份、附着力促进剂1-5份、消泡剂0.5-1份、成膜助剂0.5-1份、水16-40份。
2.根据权利要求1所述的一种水性无铬达克罗绿色涂料，其特征在于：A组分包括以下重量份的原料：锌粉25-35份、铝粉8-12份、润湿剂4-6份、分散剂2-4份、改性氧化石墨烯6-12份；
B组分包括以下重量份的原料：环氧树脂乳液18-26份、缓蚀剂1.5-2.5份、附着力促进剂2-4份、消泡剂0.7-0.9份、成膜助剂0.6-0.8份、水19-28.2份。
3.根据权利要求1所述的一种水性无铬达克罗绿色涂料，其特征在于：所述改性氧化石墨烯采用以下方法制备：将氧化石墨烯放在水中，超声分散，加入聚醚胺，混合均匀，升温，静置，过滤，洗涤，干燥得到改性氧化石墨烯。
4.根据权利要求3所述的一种水性无铬达克罗绿色涂料，其特征在于：所述氧化石墨烯和聚醚胺的重量配比为1：（2-4）。
5.根据权利要求3所述的一种水性无铬达克罗绿色涂料，其特征在于：所述氧化石墨烯在使用之前采用以下方法对其进行预处理：将氧化石墨烯放入水中，混合均匀，加入硅烷偶联剂，超声分散，过滤固体物并洗涤，干燥得到预处理后的氧化石墨烯。
6.根据权利要求1所述的一种水性无铬达克罗绿色涂料，其特征在于：所述润湿剂为乙二醇、异丙醇、丙二醇中的一种或多种；缓蚀剂为钼酸钠、钨酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种水性无铬达克罗绿色涂料，其特征在于：所述附着力促进剂为TIN-22附着力促进剂；所述成膜助剂为醇酯十二成膜助剂。
8.根据权利要求1所述的一种水性无铬达克罗绿色涂料，其特征在于：所述A组分和B组分的重量配比为1:1。
9.一种如权利要求1-8任一所述的水性无铬达克罗绿色涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将锌粉、铝粉、润湿剂、分散剂、改性氧化石墨烯混合，粉碎，加入环氧树脂乳液、缓蚀剂、附着力促进剂、消泡剂、成膜助剂、水，混合均匀，得到达克罗绿色涂料。
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|---|---|---|---|---|
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| CN106189702A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-07 | 潍坊远大金属表面科技有限公司 | 一种彩色达克罗钢护栏涂液 |
| CN108441077A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-08-24 | 常州市润金木环保科技有限公司 | 水性重防腐涂料及其制备方法 |
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