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CN107652826A - 一种膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的生产方法 - Google Patents

一种膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的生产方法 Download PDF

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Abstract

一种膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，首先制备聚苯胺改性膨胀蛭石；然后制备有机硅改性环氧丙烯酸乳液；最后，以有机硅改性环氧丙烯酸乳液为成膜剂，聚苯胺改性膨胀蛭石为防腐填料，辅以其他助剂，球磨分散，加入氨基固化剂，混合均匀，得到膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料。本发明提供的防腐涂料，结合了聚苯胺的阳极保护作用和膨胀蛭石的屏蔽作用，为金属基底提供了良好的耐腐蚀防护。

Description

一种膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的生产方法
技术领域
本发明涉及一种防腐涂层，尤其是一种膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的生产方法。
背景技术
水性环氧树脂涂料是一种环境友好型涂料，具有低VOC、低毒性、施工简单等优点。但是水性环氧树脂涂料以水为溶剂，有大量的亲水基团，水的导电率较高，使涂层的耐水性和防腐性能降低。环氧树脂中C—C、C—O活性差，树脂耐化学药品性好，和基体表面的附着力、浸润性好；苯基、异丙基提高其刚性和耐热性。硅树脂中Si—O键键能大，分子链卷曲，有机硅改性环氧树脂，可改善其耐候性、易粉化、耐高温腐蚀性差和脆性的缺点，但单纯的环氧树脂和有机硅相溶性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分散性好的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的生产方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，首先制备聚苯胺改性膨胀蛭石；然后制备有机硅改性环氧丙烯酸乳液；最后，以有机硅改性环氧丙烯酸乳液为成膜剂，聚苯胺改性膨胀蛭石为防腐填料，辅以其他助剂，球磨分散，加入氨基固化剂，混合均匀，得到膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料。
所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，其有如下步骤制备而成：
（1）将天然蛭石放入高温煅烧炉中，加热至450-550℃，保温1.5-2h，自然冷却，粉碎研磨过100-120目筛，得到膨胀蛭石；将膨胀蛭石加入到40-50倍重量份的2%的盐酸溶液中，缓慢滴加苯胺，滴加完毕后，超声震荡2-3h，使其充分分散；转移至30-35℃恒温水浴锅中，加入过硫酸铵，30-35℃恒温磁力搅拌反应6-8h，抽滤，依次用2%的盐酸溶液和蒸馏水反复洗涤直至滤液澄清，将滤饼放入60℃的真空干燥箱内烘干20-24h，粉碎研磨过120-150目筛，得到聚苯胺改性膨胀蛭石；
（2）将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三乙氧基硅氧烷、环氧树脂E-44、八甲基四硅氧烷以1：3-4：0.2-0.3：1.2-1.5：0.1-0.12的质量比混合搅拌均匀，得到混合单体；将OP-10、十二烷基磺酸钠和去离子水以1：1.2-1.5：25-30的质量比混合搅拌均匀，再加入2-2.2倍重量份的NaHCO3，继续混合搅拌均匀，得到乳化液；
（3）在装有冷凝管和搅拌器的反应釜中加入丙二醇甲醚醋酸酯、1/2的乳化液和1/5的混合单体，搅拌均匀后，加入1/2的过硫酸钠溶液，升温至75-85℃，恒温磁力搅拌50-60min，得到预聚乳液；同时滴加剩余的混合单体和乳化液，控制在1.5-2h滴完，期间分5-6次加入剩余的过硫酸钠溶液，然后75-85℃保温磁力搅拌4-6h，降低温度至30℃，用氨水调节体系pH值为7-8，用80-100目的筛子过滤，得到有机硅改性环氧丙烯酸乳液；
（4）将有机硅改性环氧丙烯酸乳液与去离子水以1：0.7-0.72的质量比混合，机械搅拌均匀后，加入聚苯胺改性膨胀蛭石、润湿流平剂MONENG-1154和有机硅消泡剂，转移至砂磨机中，研磨分散到刮板细度<25μm；加入氨基固化剂Aq419，再加入0.6-0.65倍重量份的去离子水，继续搅拌至均匀，脱泡，得到膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料。
所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中膨胀蛭石、苯胺和过硫酸铵质量比为1：0.38-0.42：1-1.2。
所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中混合单体和乳化液是现配现用。
所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中丙二醇甲醚醋酸酯、乳化液、混合单体和过硫酸钠溶液的质量比为1：10-12：6-8：1.2-1.5。
所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中过硫酸钠溶液的浓度为0.01-0.012mol/L，氨水为10%的氨水。
所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中有机硅改性环氧丙烯酸乳液、聚苯胺改性膨胀蛭石、润湿流平剂MONENG-1154、有机硅消泡剂和氨基固化剂Aq419的质量比为1：0.006-0.008：0.001-0.002：0.002-0.003：0.12-0.15。
通过采用上述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明首先将天然蛭石高温膨胀，再在其表面原位聚合聚苯胺，得到聚苯胺改性膨胀蛭石；将聚苯胺改性膨胀蛭石加入到防腐涂料中，一方面膨胀蛭石其特有的片层结构分散于水性环氧树脂中，阻碍腐蚀离子向金属基底扩散的传播路径，进而降低水、氧气以及一些离子的透过速度，通过强化改性涂层的物理屏蔽效应，可提高水性环氧树脂涂层的防腐能力；另一方面膨胀蛭石表面的聚苯胺氧的还原弥补了金属溶解所消耗的电荷，从而稳定了金属钝化状态的电位，降低了金属的腐蚀溶解速率。本发明以环氧树脂、有机硅烷、丙烯酸单体共聚得到有机硅改性环氧丙烯酸乳液，丙烯酸单体的加入，不仅改善了环氧树脂和有机硅相溶性差的问题，而且解决了硅树脂易自聚与环氧共聚能力差的问题；本发明以有机硅改性环氧丙烯酸乳液为防腐涂料的成膜剂，不仅拥有水性环氧涂料具有低VOC、低毒性、施工简单等优点，而且改善其耐候性、易粉化、耐高温腐蚀性差和脆性的缺点。本发明提供的防腐涂料，结合了聚苯胺的阳极保护作用和膨胀蛭石的屏蔽作用，为金属基底提供了良好的耐腐蚀防护。
具体实施方式
本实施例的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其有如下步骤制备而成：
（1）将天然蛭石放入高温煅烧炉中，加热至550℃，保温2h，自然冷却，粉碎研磨过100目筛，得到膨胀蛭石；将膨胀蛭石加入到50倍重量份的2%的盐酸溶液中，缓慢滴加苯胺，滴加完毕后，超声震荡3h，使其充分分散；转移至35℃恒温水浴锅中，加入过硫酸铵，35℃恒温磁力搅拌反应6h，抽滤，依次用2%的盐酸溶液和蒸馏水反复洗涤直至滤液澄清，将滤饼放入60℃的真空干燥箱内烘干24h，粉碎研磨过150目筛，得到聚苯胺改性膨胀蛭石；
（2）将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三乙氧基硅氧烷、环氧树脂E-44、八甲基四硅氧烷以1：4：0.3：1.5：0.12的质量比混合搅拌均匀，得到混合单体；将OP-10、十二烷基磺酸钠和去离子水以1：1.5：30的质量比混合搅拌均匀，再加入2.2倍重量份的NaHCO3，继续混合搅拌均匀，得到乳化液；
（3）在装有冷凝管和搅拌器的反应釜中加入丙二醇甲醚醋酸酯、1/2的乳化液和1/5的混合单体，搅拌均匀后，加入1/2的过硫酸钠溶液，升温至80℃，恒温磁力搅拌60min，得到预聚乳液；同时滴加剩余的混合单体和乳化液，控制在2h滴完，期间分6次加入剩余的过硫酸钠溶液，然后80℃保温磁力搅拌6h，降低温度至30℃，用氨水调节体系pH值为7，用100目的筛子过滤，得到有机硅改性环氧丙烯酸乳液；
（4）将有机硅改性环氧丙烯酸乳液与去离子水以1：0.7的质量比混合，机械搅拌均匀后，加入聚苯胺改性膨胀蛭石、润湿流平剂MONENG-1154和有机硅消泡剂，转移至砂磨机中，研磨分散到刮板细度<25μm；加入氨基固化剂Aq419，再加入0.65倍重量份的去离子水，继续搅拌至均匀，脱泡，得到膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料。
本实施例的步骤（1）中膨胀蛭石、苯胺和过硫酸铵质量比为1：0.42：1.2。
本实施例的步骤（2）中混合单体和乳化液是现配现用。
本实施例的步骤（3）中丙二醇甲醚醋酸酯、乳化液、混合单体和过硫酸钠溶液的质量比为1：12：8：1.5。
本实施例的步骤（3）中过硫酸钠溶液的浓度为0.01mol/L，氨水为10%的氨水。
本实施例的步骤（4）中有机硅改性环氧丙烯酸乳液、聚苯胺改性膨胀蛭石、润湿流平剂MONENG-1154、有机硅消泡剂和氨基固化剂Aq419的质量比为1：0.008：0.002：0.003：0.15。

Claims (7)

1.一种膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，首先制备聚苯胺改性膨胀蛭石；然后制备有机硅改性环氧丙烯酸乳液；最后，以有机硅改性环氧丙烯酸乳液为成膜剂，聚苯胺改性膨胀蛭石为防腐填料，辅以其他助剂，球磨分散，加入氨基固化剂，混合均匀，得到膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料。
2.根据权利要求1所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，其有如下步骤制备而成：
（1）将天然蛭石放入高温煅烧炉中，加热至450-550℃，保温1.5-2h，自然冷却，粉碎研磨过100-120目筛，得到膨胀蛭石；将膨胀蛭石加入到40-50倍重量份的2%的盐酸溶液中，缓慢滴加苯胺，滴加完毕后，超声震荡2-3h，使其充分分散；转移至30-35℃恒温水浴锅中，加入过硫酸铵，30-35℃恒温磁力搅拌反应6-8h，抽滤，依次用2%的盐酸溶液和蒸馏水反复洗涤直至滤液澄清，将滤饼放入60℃的真空干燥箱内烘干20-24h，粉碎研磨过120-150目筛，得到聚苯胺改性膨胀蛭石；
（2）将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三乙氧基硅氧烷、环氧树脂E-44、八甲基四硅氧烷以1：3-4：0.2-0.3：1.2-1.5：0.1-0.12的质量比混合搅拌均匀，得到混合单体；将OP-10、十二烷基磺酸钠和去离子水以1：1.2-1.5：25-30的质量比混合搅拌均匀，再加入2-2.2倍重量份的NaHCO3，继续混合搅拌均匀，得到乳化液；
（3）在装有冷凝管和搅拌器的反应釜中加入丙二醇甲醚醋酸酯、1/2的乳化液和1/5的混合单体，搅拌均匀后，加入1/2的过硫酸钠溶液，升温至75-85℃，恒温磁力搅拌50-60min，得到预聚乳液；同时滴加剩余的混合单体和乳化液，控制在1.5-2h滴完，期间分5-6次加入剩余的过硫酸钠溶液，然后75-85℃保温磁力搅拌4-6h，降低温度至30℃，用氨水调节体系pH值为7-8，用80-100目的筛子过滤，得到有机硅改性环氧丙烯酸乳液；
（4）将有机硅改性环氧丙烯酸乳液与去离子水以1：0.7-0.72的质量比混合，机械搅拌均匀后，加入聚苯胺改性膨胀蛭石、润湿流平剂MONENG-1154和有机硅消泡剂，转移至砂磨机中，研磨分散到刮板细度<25μm；加入氨基固化剂Aq419，再加入0.6-0.65倍重量份的去离子水，继续搅拌至均匀，脱泡，得到膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料。
3.根据权利要求2所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中膨胀蛭石、苯胺和过硫酸铵质量比为1：0.38-0.42：1-1.2。
4.根据权利要求2所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中混合单体和乳化液是现配现用。
5.根据权利要求2所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中丙二醇甲醚醋酸酯、乳化液、混合单体和过硫酸钠溶液的质量比为1：10-12：6-8：1.2-1.5。
6.根据权利要求2所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中过硫酸钠溶液的浓度为0.01-0.012mol/L，氨水为10%的氨水。
7.根据权利要求2所述的膨胀蛭石改性的水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中有机硅改性环氧丙烯酸乳液、聚苯胺改性膨胀蛭石、润湿流平剂MONENG-1154、有机硅消泡剂和氨基固化剂Aq419的质量比为1：0.006-0.008：0.001-0.002：0.002-0.003：0.12-0.15。
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