CN118165585A - 一种耐高温的建筑防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑防腐涂料技术领域，涉及一种耐高温的建筑防腐涂料及其制备方法。本发明提供了一种耐高温的建筑防腐涂料，其由组分A和组分B构成；所述组分A为水性氟碳树脂、水、分散剂、消泡剂、增稠剂和成膜助剂；所述组分B为巯基改性氧化石墨烯、多孔氧化铝、水溶性密胺树脂、有机颜料和低级醇。本发明通过水溶性密胺树脂，将颜料固定在巯基改性氧化石墨烯和多孔氧化铝的微孔中，解决了在包括高温环境在内的恶劣环境下，有机颜料稳定性差的技术问题。

Description

一种耐高温的建筑防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑防腐涂料技术领域，涉及一种耐高温的建筑防腐涂料及其制备方法。

背景技术

氟碳涂料是以含氟共聚树脂或氟烯烃及其它的共聚物为主成膜物质，经加工、改性、研磨制得的具有高耐候性、高耐沾污性、高保色性和低毒性等高性能涂料。氟碳涂料广泛应用于建筑重防腐、高档装饰、防粘和润滑处理等方面。由于氟碳涂料的高耐候性，其长期使用温度在120~150℃之间的高温环境下或其他恶劣的条件下，使得有机颜料难以被应用在氟碳涂料中。有机颜料具有色谱齐全，色光鲜艳纯正，着色力强，但一般耐光、耐候性和化学稳定性较无机颜料差。

发明内容

本发明的目的在于，在不影响氟碳涂料基础性能的前提下，解决在包括高温环境在内的恶劣环境下，有机颜料稳定性差的技术问题。为实现这一技术目的，本发明采用如下技术方案。

一方面，本发明涉及一种耐高温的建筑防腐涂料，所述建筑防腐涂料的原料由组分A和组分B构成；

以质量份计，所述组分A为水性氟碳树脂100份、水15~30份、分散剂0.5~3份、消泡剂0.1~1份、增稠剂0.4~1份、成膜助剂1~5份，所述组分B为巯基改性氧化石墨烯2~6份、多孔氧化铝1~20份、水溶性密胺树脂6~20份、有机颜料1~30份和低级醇10~20份。

进一步地，所述分散剂为FX365，所述消泡剂为AIREX 902W，所述增稠剂为羧甲基纤维素，所述成膜助剂为醇酯十二。

本领域普通技术人员易于知晓，为了便于水性氟碳树脂的使用，还需要选用多种助剂，可以根据需要选择使用不同的制剂辅助成分（助剂）。所述辅助成分可以为分散介质、分散剂、乳化剂、润湿剂、增稠剂、消泡剂、防冻剂、崩解剂、粘结剂、填料、载体等中的一种或几种。

进一步地，所述有机颜料为酞菁蓝。

本领域普通技术人员易于知晓，为了满足涂料不同应用场景的需求，可以根据需要选择使用不同的有机颜料。所述有机颜料可以为偶氮颜料、酞菁颜料、杂环及其它等有机颜料。

进一步地，所述低级醇为无水乙醇。

另一方面，本发明还提供了一种建筑防腐涂料的制备方法，包括：将巯基改性氧化石墨烯、多孔氧化铝、有机颜料和低级醇混合均匀后加入水溶性密胺树脂，加热反应制得第一组分；

将水、分散剂、消泡剂和增稠剂混合均匀，加入水性氟碳树脂和成膜助剂，混合均匀后制得第二组分；

将所述第一组分球磨后超声分散，再加入到所述第二组分中，搅拌均匀后制得建筑防腐涂料。

进一步地，所述加热反应的温度为100℃，反应时间为3~5h。

进一步地，所述球磨的时间为20~40min。

进一步地，所述超声的时间为10~20min。

进一步地，所述搅拌的转速为500~1000rpm，时间为15~45min。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案至少具备下述的有益效果或优点：

石墨烯属于二维纳米材料的一种，表现出表面疏水、量子霍尔效应、大比表面积等多种特征。石墨烯具有优异的电化学性质以及稳定的化学性质，其片层共轭结构能够形成多层叠加的致密的隔绝层。在防腐蚀涂料中，石墨烯的添加可以实现涂层微观孔结构的改善，使涂层能够有效阻隔水、氧气以及腐蚀离子的渗透。但是，氧化石墨烯在水或聚合物中相容性较差，难以直接应用。本发明通过选用巯基改性氧化石墨烯，使其在水或聚合物中相容性得到较好的改善。基于巯基改性氧化石墨烯和多孔氧化铝的吸附特性，利用水溶性密胺树脂将有机颜料固定在其中，用以提高有机颜料的耐候性。本发明选择特定用量的巯基改性氧化石墨烯，目的在于充分利用巯基改性氧化石墨烯加入后对耐候性的改善。进一步提高巯基改性氧化石墨烯的用量，则对性能改善不显著甚至会影响其他组分的相容性，也影响了颜料的配置。因而为使得更好地装填颜料，进一步引入了多孔氧化铝。另外，水溶性密胺树脂将巯基改性氧化石墨烯、多孔氧化铝和有机颜料复合后的产物与水性氟碳树脂相互关联，避免了各组分在高温环境下出现起皮、皱皮、鼓泡、开裂等现象，使其具有更好的耐高温性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所涉及的附图作简单地介绍，显而易见地，描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为高温试验前的混凝土试块。

图2为高温试验后的混凝土试块。

具体实施方式

下面，结合实施例对本发明的技术方案进行说明，但是，本发明并不限于下述的实施例。各实施例中所述实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。

水性氟碳树脂，购自宝聚莱塑胶原料有限公司，型号为DS2011，固含量（40±2）%，pH为7~8，黏度为300mPa·s；

水溶性密胺树脂，购自新乡市新力实业有限公司，固含量（40±1）%，pH为7~9，黏度为15mPa·s；

多孔氧化铝，购自杭州万景新材料有限公司，型号为VK-L20Y，平均粒径为20nm。

实施例1：本实施例提供了巯基改性氧化石墨烯的制备。

首先采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，通过超声剥离得到氧化石墨烯。称取1.0g氧化石墨烯加入到200mL去离子水中，在300W功率下超声1h后，转移至60℃恒温水浴锅中，在匀速机械搅拌的同时，加入5mL浓硫酸，20mL硫代乙醇酸，反应5h，反应结束后冷却至室温，然后用去离子水进行抽滤清洗，直至中性，最后在35℃真空干燥箱内干燥12h，研磨过筛后备用。

以上为本实施例所采用的巯基改性氧化石墨烯的制备方法，本领域内技术人员可以采用市售购买、巯基烷基胺改性、4-氨基苯硫酚改性等方法，本发明对此不做特别限定。

实施例2：本实施例提供了一种耐高温的建筑防腐涂料的制备。

以质量份计，原料：水性氟碳树脂100份、水15份、分散剂（FX365）0.5份、消泡剂（AIREX 902W）0.1份、增稠剂（羧甲基纤维素）0.4份、成膜助剂（醇酯十二）1份、巯基改性氧化石墨烯（实施例1制得）2份、多孔氧化铝1份、水溶性密胺树脂6份、有机颜料（酞菁蓝）1份和低级醇（无水乙醇）10份。

将巯基改性氧化石墨烯、多孔氧化铝、有机颜料和低级醇混合500rpm机械搅拌60min，加入水溶性密胺树脂500rpm机械搅拌30min，在反应釜中100℃加热反应3h制得第一组分；

将水、分散剂、消泡剂和增稠剂混合500rpm机械搅拌15min，加入水性氟碳树脂和成膜助剂800rpm机械搅拌45min，混合均匀后制得第二组分；

将第一组分于行星球磨机中先进行20min球磨，再超声分散10min，最后加入到第二组分中，500rpm机械搅拌15min。

实施例3：本实施例提供了一种耐高温的建筑防腐涂料的制备。

以质量份计，原料：水性氟碳树脂100份、水20份、分散剂（FX365）1份、消泡剂（AIREX 902W）0.5份、增稠剂（羧甲基纤维素）0.8份、成膜助剂（醇酯十二）3份、巯基改性氧化石墨烯（实施例1制得）4份、多孔氧化铝10份、水溶性密胺树脂12份、有机颜料（酞菁蓝）20份和低级醇（无水乙醇）15份。

将巯基改性氧化石墨烯、多孔氧化铝、有机颜料和低级醇混合500rpm机械搅拌60min，加入水溶性密胺树脂500rpm机械搅拌30min，在反应釜中100℃加热反应4h制得第一组分；

将水、分散剂、消泡剂和增稠剂混合500rpm机械搅拌15min，加入水性氟碳树脂和成膜助剂800rpm机械搅拌45min，混合均匀后制得第二组分；

将第一组分于行星球磨机中先进行30min球磨，再超声分散15min，最后加入到第二组分中，800rpm机械搅拌30min。

实施例4：本实施例提供了一种耐高温的建筑防腐涂料的制备。

以质量份计，原料：水性氟碳树脂100份、水30份、分散剂（FX365）3份、消泡剂（AIREX 902W）1份、增稠剂（羧甲基纤维素）1份、成膜助剂（醇酯十二）5份、巯基改性氧化石墨烯（实施例1制得）6份、多孔氧化铝20份、水溶性密胺树脂20份、有机颜料（酞菁蓝）30份和低级醇（无水乙醇）20份。

将巯基改性氧化石墨烯、多孔氧化铝、有机颜料和低级醇混合500rpm机械搅拌60min，加入水溶性密胺树脂500rpm机械搅拌30min，在反应釜中100℃加热反应5h制得第一组分；

将水、分散剂、消泡剂和增稠剂混合500rpm机械搅拌15min，加入水性氟碳树脂和成膜助剂800rpm机械搅拌45min，混合均匀后制得第二组分；

将第一组分于行星球磨机中先进行40min球磨，再超声分散20min，最后加入到第二组分中，1000rpm机械搅拌45min。

实施例5：本实施例提供了实施例2~4制得耐高温的建筑防腐涂料的性能测试结果。

将实施例4中制备方法的巯基改性氧化石墨烯替换为氧化石墨烯，其他步骤不变，作为对比例1。试验方法和试验结果如表1所示。

表1：建筑防腐涂料性能测试结果

由表1可知，实施例2~4制得耐高温的建筑防腐涂料具有极强的附着力，耐冲击性无裂纹，涂膜不脱落，螺旋划痕试验漆膜无变化，耐弯曲无开裂和剥落；在酸、碱、盐以及有机溶剂等介质中具有良好的耐受力；可以在-50℃~230℃下长期稳定地工作。将巯基改性氧化石墨烯替换为氧化石墨烯后，由于氧化石墨烯在水或聚合物中相容性较差，耐热性和耐低温都会受到影响，甚至制备时出现颗粒析出的问题，耐沾污性也随之下降。

实施例6：本实施例提供了实施例2~4制得耐高温的建筑防腐涂料的颜料稳定性测试结果。

将实施例4中制备方法的水溶性密胺树脂替换为水性丙烯酸树脂，其他步骤不变，作为对比例2。

将实施例2~4和对比例2制得耐高温的建筑防腐涂料在混凝土试块表面采用喷枪喷涂2遍，整体厚度约为150µm。参照GB/T 1735-2009的试验方法，将试块置于230℃温度和20%湿度条件下，进行3天的稳定性试验，采用分光测色仪测试CIE-La/>b/>值（国际通用色彩表示标准，L/>：亮度，a/>：红绿色彩平衡，b/>：黄蓝色彩平衡），得到ΔE值，试验结果如表2所示。

表2：建筑防腐涂料颜料稳定性测试结果

通过对比ΔE值（ΔE值越小，颜料色差越小）可以看出，实施例2~4制得耐高温的建筑防腐涂料的色差值较对比例2小，证明实施例2~4制得耐高温的建筑防腐涂料在高温环境下颜料稳定性更好，实现了将有机颜料应用在建筑防腐涂料中。实施例4制得建筑防腐涂料在高温试验前后的混凝土试块如图1和图2所示，经过高温处理后的混凝土试块表面蓝色出现轻微褪色，色彩改变较小，且无起皮、无皱皮、无鼓泡、无开裂。

以上所述实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是表示本发明的选定实施例。在依据本发明构思的条件下本领域普通技术人员进行的相关推演和替换，在没有作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。

Claims (7)

1.一种耐高温的建筑防腐涂料，其特征在于，所述建筑防腐涂料的原料由组分A和组分B构成；

以质量份计，所述组分A为水性氟碳树脂100份、水15~30份、分散剂0.5~3份、消泡剂0.1~1份、增稠剂0.4~1份、成膜助剂1~5份，所述组分B为巯基改性氧化石墨烯2~6份、多孔氧化铝1~20份、水溶性密胺树脂6~20份、有机颜料1~30份和低级醇10~20份；

所述分散剂为FX365，所述消泡剂为AIREX 902W，所述增稠剂为羧甲基纤维素，所述成膜助剂为醇酯十二，所述低级醇为无水乙醇。

2.根据权利要求1所述的耐高温的建筑防腐涂料，其特征在于，所述有机颜料为酞菁蓝。

3.一种建筑防腐涂料的制备方法，其特征在于，制备权利要求1~2任一项所述的耐高温的建筑防腐涂料；

包括：将巯基改性氧化石墨烯、多孔氧化铝、有机颜料和低级醇混合均匀后加入水溶性密胺树脂，加热反应制得第一组分；

将水、分散剂、消泡剂和增稠剂混合均匀，加入水性氟碳树脂和成膜助剂，混合均匀后制得第二组分；

将所述第一组分球磨后超声分散，再加入到所述第二组分中，搅拌均匀后制得建筑防腐涂料。

4.根据权利要求3所述的建筑防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为100℃，反应时间为3~5h。

5.根据权利要求3所述的建筑防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述球磨的时间为20~40min。

6.根据权利要求3所述的建筑防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述超声的时间为10~20min。

7.根据权利要求3所述的建筑防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为500~1000rpm，时间为15~45min。