[發(fā)明專利]納米導(dǎo)電碳材料改性的水性環(huán)氧富鋅涂料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310403523.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103497636A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔中越;劉香蘭;田興友;鄭康;胡坤;林永興;包超;陳林;張獻(xiàn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C09D163/02
• 分類號(hào): C09D163/02;C09D5/10;C09D7/12
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于防腐涂料領(lǐng)域，特別涉及一種納米導(dǎo)電碳材料改性的水性環(huán)氧富鋅涂料及其制備方法

背景技術(shù)

金屬腐蝕現(xiàn)象遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)各個(gè)領(lǐng)域，金屬材料的腐蝕極大地影響了金屬結(jié)構(gòu)、儀器設(shè)備、橋梁、建筑物、交通工具等的使用壽命和安全性，危害十分嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占其國(guó)民生產(chǎn)總值3.5%～4.2%，超過(guò)每年各項(xiàng)天災(zāi)(火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等)損失的總和。我國(guó)每年因?yàn)楦g造成直接損失達(dá)到6000億元，約占GDP的1.5%，并且有遞增的趨勢(shì)。因此，防止和抑制金屬材料的腐蝕意義重大。雖然實(shí)現(xiàn)金屬防腐的方法很多，但是實(shí)踐證明，涂層防腐是最經(jīng)濟(jì)有效的。一般情況下，對(duì)于船舶、橋梁及海上和沿岸設(shè)施等要經(jīng)受惡劣腐蝕環(huán)境下的金屬構(gòu)件表面需要實(shí)行重防腐蝕涂裝：先在金屬材料上涂敷底漆，之后依次涂敷中漆和面漆。目前廣泛使用的底漆為富鋅底漆，主要為無(wú)機(jī)富鋅底漆和環(huán)氧富鋅底漆。雖然無(wú)機(jī)富鋅涂料的防腐壽命相對(duì)較長(zhǎng)，但是無(wú)機(jī)富鋅涂層柔韌性差，從而抗沖擊性不好，同時(shí)，無(wú)機(jī)富鋅涂料對(duì)底材的表面處理要求很高，造成施工不方便且施工費(fèi)用高。相對(duì)于無(wú)機(jī)富鋅涂料來(lái)說(shuō)環(huán)氧富鋅涂料的漆膜柔韌性好，施工對(duì)基材表面處理級(jí)別要求不高，具有施工費(fèi)用低、速度快等優(yōu)點(diǎn)。但是，目前市場(chǎng)上的環(huán)氧富鋅涂料的有效防腐時(shí)間較短，只有3-5年，增加了鋼結(jié)構(gòu)涂裝維修成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有環(huán)氧富鋅涂料的性能不足，本發(fā)明的目的在于提供一種長(zhǎng)效環(huán)保環(huán)氧富鋅涂料及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種納米導(dǎo)電碳材料改性的水性環(huán)氧富鋅涂料，其特征在于，所述的納米導(dǎo)電碳材料改性的水性環(huán)氧富鋅涂料由以下兩組分構(gòu)成：

組分A由以下重量百分比的原料組成：

組分B為固化劑乳液，其與環(huán)氧樹(shù)脂乳液的質(zhì)量比為3:10—6:10。

所述的環(huán)氧樹(shù)脂乳液為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂乳液、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂乳液、雙酚AD型環(huán)氧樹(shù)脂乳液、雙酚S型環(huán)氧樹(shù)脂乳液及它們相應(yīng)的改性樹(shù)脂乳液之一，乳液固含量為30-70％。

所述鋅粉為球狀鋅粉、片狀鋅粉或兩者任意比例的混合物，鋅粉粒徑為400-2000目。

所述的納米導(dǎo)電碳材料為碳納米管、石墨烯和富勒烯及其它們的衍生物中的一種或其混合物。

所述的防沉劑為膨潤(rùn)土、蒙脫土、高嶺土、凹凸棒粘土之一或混合物。

所述的消泡劑為水性消泡劑。

所述的固化劑乳液為改性胺類乳液固化劑，其固含量為10-80％。

納米導(dǎo)電碳材料改性的水性環(huán)氧富鋅涂料的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

（1）將納米導(dǎo)電碳材料分散在水中，形成穩(wěn)定的納米導(dǎo)電碳材料漿液；

（2）在分散釜中，加入環(huán)氧樹(shù)脂乳液、消泡劑、潤(rùn)濕分散劑、成膜助劑和適量水低速攪拌分散均勻，逐量加入鋅粉，中高速攪拌分散均勻；再加入防沉劑，繼續(xù)攪拌分散，最后加入導(dǎo)電納米碳材料漿料，攪拌分散30-60分鐘，得到納米導(dǎo)電碳材料改性水性環(huán)氧富鋅涂料組分A；

（3）將B組分固化劑乳液加入A組分中，低速攪拌均勻，然后過(guò)篩，制得納米導(dǎo)電碳材料改性的水性環(huán)氧富鋅涂料；

所述步驟（1）中納米導(dǎo)電碳材料漿液的固含量為0.001-1.0g/ml。

將制得的納米導(dǎo)電碳材料改性的水性環(huán)氧富鋅涂料經(jīng)噴涂、刷涂、滾涂或浸涂于金屬材料表面形成涂層，放置于15-100℃的環(huán)境下，固化10分鐘-20天。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明中均勻分散的納米導(dǎo)電碳材料增進(jìn)了鋅粉顆粒之間、鋅粉與金屬材料之間的接觸，增強(qiáng)了鋅粉粒子和鋼結(jié)構(gòu)之間的電流傳導(dǎo)，充分發(fā)揮了鋅粉犧牲陽(yáng)極，保護(hù)陰極的電化學(xué)保護(hù)作用。同時(shí)，納米導(dǎo)電碳材料也發(fā)揮了一定程度的‘封孔’作用，從而提高了涂料的防腐性能，延長(zhǎng)了涂料的使用壽命，另外納米碳材料的添加也提高了涂膜的柔韌性，改進(jìn)了環(huán)氧富鋅涂料的抗沖性能。

具體實(shí)施方式

所用試劑均為市售的常規(guī)水性涂料助劑：

雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂乳液（固含量50％）（GEM02，上海綠嘉水性涂料有限公司），改性多胺類固化劑乳液（固含量50％）（LJ810，上海綠嘉水性涂料有限公司），600目的球狀鋅粉（江蘇科成有色金屬有限公司），羥基多壁碳納米管（中科院成都有機(jī)化學(xué)有限公司），水性潤(rùn)濕分散劑（Nuosperse?FX600），水性消泡劑（Dapro?AP7015），鈉基蒙脫土（浙江豐虹新材料有限公司）等。

實(shí)施例1