[發明專利]片狀納米磷酸鋇及由其組成的納米磷酸鋇/環氧復合涂料

有效

• 申請號: 201510433902.9
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN104987764B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 徐嘉龍;劉福春;俞培祥;錢洲亥;祝酈偉;孫偉;韓恩厚;劉敏;周海飛;沈曉明
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網浙江省電力公司電力科學研究院;中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C09D163/02;C09D5/08;C01B25/32
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙)33206
• 代理人: 張建青

技術領域

本發明涉及防腐涂料領域，具體地說是一種片狀納米磷酸鋇及由其組成的納米磷酸鋇/環氧復合涂料。

背景技術

金屬腐蝕一直是人們生活、生產所面臨的一個大問題，在防腐蝕中，在金屬表面涂裝涂料是應用最直接、最廣泛的防腐措施。通過添加防銹顏料來提高涂料的耐腐蝕性是常用方法，鉻酸鹽防銹顏料具有良好的防腐蝕性能，但由于有毒，已在工業中禁用或限制使用。探索新型無毒或低毒的防銹顏料，如磷酸鹽、鋁酸鹽、離子交換顏料等來代替含鉛、含鉻類是近年來防腐蝕涂料領域重要的課題，其中磷酸鹽顏料中磷酸鋅、三聚磷酸鋁已在工業涂料中大量應用；其它類型的防銹顏料正在研發過程中，新型磷酸鹽防銹顏料將在環保涂料中發揮重要作用。

發明內容

本發明在納米材料制備方法的基礎上，提供一種超級徑厚比的片狀納米磷酸鋇，使其在涂層起到優異的阻隔性能和抗滲透性能。

為此，本發明采用如下的技術方案：片狀納米磷酸鋇，其采用以下方法制備得到：

A)取0.1-0.5mol/l鋇鹽溶液，按每100ml鋇鹽溶液中加入0.05-0.5g陽離子表面活性劑和0.05-0.5g陰離子表面活性劑，在45-55℃條件下攪拌混合，每100ml鋇鹽中滴入0.1-0.5mol/l磷酸鹽溶液，攪拌1-3h，至反應完全；

B)將上述A)步驟得到的溶液移入水熱反應釜(壓力≤22Mpa)中，在100-1000℃溫度下反應8-22h，冷卻至室溫；

C)將上述步驟B)所得的沉淀混合物離心分離，用蒸餾水洗滌；

D)將步驟C)分離后的固體放入50-80℃恒溫干燥箱中干燥6-12h，得到的納米磷酸鋇為超級徑厚比的片狀結構，片的厚度為5-30nm，片的直徑為5-30μm。

納米磷酸鋇在漆膜中薄片相疊，能切斷漆膜中的毛細孔，延長腐蝕因子滲入漆膜的路徑，增加漆膜的封閉性，屏蔽水、氧、離子等腐蝕因子的透過，從而提高涂料的防腐蝕能力。

進一步，所述的鋇鹽最優選為Ba(NO₃)₂，磷酸鹽最優選為Na₃PO₄。

進一步，所述的陽離子表面活性劑最優選為十六烷基三甲基溴化銨，陰離子表面活性劑最優選為十二烷基苯磺酸鈉。

進一步，步驟B)中，反應溫度最優選為200℃，反應時間最優選為12h。

本發明還提供一種包含上述片狀納米磷酸鋇的納米磷酸鋇/環氧復合涂料，該涂料由組分一和組分二組成；

按質量份數計，組分一包括以下組分和含量：

按質量份數計，組分二包括以下組分和含量：

溶劑 0～75，

固化劑 25～100，

組分一與組分二的質量比為 100：10～100：30。

進一步，所述的環氧樹脂優選為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、羥甲基雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、線型苯酚甲醛環氧樹脂、鄰甲酚甲醛環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂中的一種或多種。

進一步，所述的固化劑優選為聚酰胺類固化劑。

進一步，所述的助劑優選為分散劑BYK-163、流平劑BYK-310和消泡劑BYK-055。

進一步，組分一中的溶劑優選為二甲苯，組分二中的溶劑優選為二甲苯與異丁醇的混合溶劑。

進一步，組分二中的溶劑二甲苯與異丁醇的質量比為6：4。

本發明利用鹽霧試驗來評價納米磷酸鋇/環氧復合涂層的防腐蝕性能，鹽霧試驗依據國家標準GB/T1771-2007進行，采用連續噴霧方式，溶液為5％NaCl(質量百分比)溶液，試驗溫度為35℃±2℃。涂層制備：利用空氣噴涂方法把納米磷酸鋇/環氧復合涂料噴涂到150mm×75mm×3mm的Q235鋼板上，常溫干燥7天后進行封邊，然后進行十字劃痕，再進行2000小時鹽霧試驗，涂層厚度為80μm±5μm。

本發明具有的優點如下：

1.水熱法制備片狀納米磷酸鋇的合成方法簡單，控制容易。

2.本發明的片狀納米磷酸鋇厚度為5-30nm，片的直徑為5-30μm，具有超級徑厚比，最大徑厚比達6000倍。這種超級徑厚比的納米磷酸鋇在涂層起到了優異的阻隔性能和抗滲透性能。

3.本發明的片狀納米磷酸鋇分散性優良，與涂料組分具有較好的相容性。

4.本發明的納米磷酸鋇/環氧復合涂料具有貯存穩定性好、不易沉淀的特點。