一種聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆及其製備方法
2023-05-03 03:48:21
專利名稱：一種聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆及其製備方法
技術領域：
本發明涉及塗料領域，特別是涉及一種聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆及其製備方法。
背景技術：
在世界各地，隨處可見由鋼鐵建造的各種大型橋梁、建築、交通工具、機械設備等公共設施和生產設備，這些鋼鐵設施和設備每時每刻都在經受自然界中水、氧、硫、氯等化合物的侵蝕，每年因鋼鐵生鏽而造成的經濟損失達數百億美元；鋼鐵防鏽是個世界性研究課題，為了保護鋼鐵免遭侵蝕，人們使用了各種防鏽方法，如中國專利CN1164552公開了一種防腐塗料及工藝，由底漆和面漆組成，其中底漆 採用氯化聚乙烯、氯化石蠟、D0P、三聚氰胺甲醛樹脂、雲母氧化鐵、鉻酸鋅和其它顏料組成。中國專利CN86104711公開了一種防腐塗料及工藝，採用環氧改性氯化氯丁膠為主要成膜物質，環己酮、醋酸丁酯為溶劑，雲母氧化鐵、紅丹粉為防鏽顏料，以T31為固化劑。以上兩發明中採用的紅丹粉、鉻酸鋅防腐顏料含有鉛、鉻等重金屬，對人體和環境具有危害作用，受到各國政府的限制。聚苯胺是一種有機聚合物，不含鉛、鉻等重金屬，它可與鋼鐵發生作用，最終使鋼鐵表面生成Fe3O4和r- Fe2O3的夾層鈍化膜，這種鈍化膜對鋼鐵具有很好的防鏽保護作用，為此，聚苯胺在鋼鐵的防腐領域裡受到了高度重視。中國專利申請號為98116978. 3就公開了一種導電聚苯胺無溶劑防腐塗料的製備方法，報導了將本徵態聚苯胺溶解在多乙烯多胺類型的脂肪族多元胺中作為固化劑，以不同分子量的雙酚A型環氧樹脂為主要成膜物質、以鄰苯二甲酸二辛酯等為增塑劑、以丁醇、異丙醇、高級一元醇縮水甘油醚、脂肪族縮水甘油酯等為稀釋劑組成的導電聚苯胺無溶劑防腐塗料，該發明使用脂肪族多元胺為固化劑，由於脂肪族多元胺是具有一定的揮發性的有機化合物，故在施工時存在氣味重，對環保和人員造成危害的缺點；另外，聚苯胺與傳統的防鏽顏料相比在價格上還不具備優勢。
發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種通過採用聚苯胺/凹土納米材料這種新型有機防鏽顏料取代紅丹粉、鉻酸鋅等含重金屬防鏽顏料，結合低分子改性胺與適量改性環氧樹脂(胺活潑氫環氧當量=3^4 1)反應生成低分子改性胺加成物，清除殘餘的揮發性小分子胺，降低胺的氣味，使本發明的防鏽底漆中不含重金屬及揮發性有機化合物等有毒有害物質，具有無毒環保、防鏽性能優異的特性。為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是提供一種聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，包括A組分和B組分，
(I)所述A組分的組份和重量份數為
改性環氧樹脂31份
低分子改性胺47 62份
聚苯胺/凹土納米材料2 10份顏料5 18份
填料5 10份
偶聯劑O. 2^0. 8份
粘度調節劑1(Γ17份；
(2)所述B組分的組份和重量份數為
改性環氧樹脂100份。在本發明一個較佳實施例中，所述的改性環氧樹脂為異氰酸酯改性環氧樹脂。在本發明一個較佳實施例中，所述的低分子改性胺為腰果 酚改性胺環氧固化劑或環氧固化劑中的一種。在本發明一個較佳實施例中，所述的聚苯胺/凹土納米材料為聚苯胺/凹凸棒土納米複合材料。在本發明一個較佳實施例中，所述的顏料為800目磷酸鋅、1250目三聚磷酸鋁或1000目雲母氧化鐵中的一種或兩種以上的混合物。在本發明一個較佳實施例中，所述的填料為100(Γ1250目的沉澱硫酸鋇或1000 1250目的娃微粉中的一種。在本發明一個較佳實施例中，所述的粘度調節劑為樹脂改性劑。在本發明一個較佳實施例中，所述的偶聯劑為矽烷或鈦酸酯。在本發明一個較佳實施例中，所述的偶聯劑為鈦酸酯螯合物。為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是提供一種聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆的製備方法，包括以下步驟
(1)A組分的製備
①、按照重量份數稱取各組份；
②、將低分子改性胺加入配漆罐中，常溫下，以150(T2000r/min轉速攪拌，在攪拌下緩慢將改性環氧樹脂加入配漆罐中，加入完畢，常溫下，繼續以80(T1000 r/min轉速攪拌，攪拌f I. 5 h，然後儲存1(T15 h，待用；
③、在步驟②的基礎上，繼續將聚苯胺/凹土納米材料、顏料、填料、偶聯劑依次加入配漆罐中，常溫下，以200(T3000 r/min轉速將配漆罐中物料攪拌均勻，然後用粘度調節劑調節漿料的粘度，以漿料可從調漆刀上呈流線狀自由落下為標準，再用泵將漿料輸入研磨設備中進行研磨分散，每隔20 min檢測細度一次，當物料細度小於35 μ m時終止研磨，用400目濾網進行過濾分裝，即為A組分成品；
(2)B組分的製備按重量份數直接將改性環氧樹脂進行分裝，即為B組分成品；
(3)按A組分B組分=I.O :0. 8^1. O的重量比混合均勻，即得聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆。本發明的有益效果是
I、本發明採用聚苯胺/凹土納米材料取代紅丹、鋅黃、鍶黃等含鉻、鉛的防鏽顏料，利用納米微粒表面包裹的聚苯胺具有緊密吸附在鋼鐵表面與其產生氧化還原反應並形成緻密鈍化保護層的特點，提高塗層的防鏽性能。2、本發明的防鏽底漆是環境友好型塗料，不含有鉛、鉻等有毒重金屬，也不含有脂肪族多元胺、環己酮、丁醇等揮發性有害物質，採用低分子改性胺與適量改性環氧樹脂反應形成的低分子改性胺加成物，徹底消除了殘餘的揮發性小分子胺危害，使用時氣味更低，更安全。3、本發明利用相似相容的化學原理，選擇與聚苯胺/凹土納米材料帶有相同胺基官能團的低分子改性胺為漆磨介質，配合與聚苯胺納米材料表面可發生偶聯作用的鈦酸酯螯合物，促使聚苯胺/凹土納米材料在漆漿中充分的分散和舒展，形成電子通道，利用其氧化、還原能力，大幅提高塗層的防鏽緩蝕性能。4、本發明採用異氰酸酯嵌段聚合改性的環氧樹脂，增加了塗層的緻密度，增強了防鏽底漆抗拒水、鹽霧、化學介質等滲透性，提高了塗料的防鏽效果，延長了被保護鋼鐵的使用年限。5、本發明採用價格比聚苯胺低許多的聚苯胺/凹土納米材料作為防鏽顏料，具有用量相同、質量相當、成本較低的優勢。 6、本發明適用於鋼鐵材質組成的橋梁、船舶、塔架、候(機)車廳、廠房、體育場館等表面防鏽保護。
具體實施例方式
下面對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。實施例I
(1)A組分製備
①、按照重量份數稱取各組份；
②、將美國卡德萊公司的NC-541腰果酚改性胺環氧固化劑47份加入配漆罐中，常溫下，以1800 r/min轉速攪拌，在攪拌下緩慢將旭亞電子化學(崑山)有限公司的R-1541改性環氧樹脂3份加入配漆罐中，加入完畢，常溫下，繼續以900 r/min速度攪拌，攪拌I h，然後儲存15 h，待用；
③、在步驟②的基礎上，繼續將聚苯胺/凹土納米材料3份、顏料9份(800目磷酸鋅和1000目雲母氧化鐵的重量比I :I)、1250目的沉澱硫酸鋇7份和美國杜邦公司的TYZOR GBA鈦酸酯螯合物O. 3份依次加入配漆罐中，常溫下，以2000 r/min轉速將配漆罐中物料攪拌均勻後，加入美國卡德萊公司的LITE-2023多功能樹脂改性劑12份調節漿料的粘度，繼續攪拌10 min，用調漆刀挑起漿料呈流線狀自由落下，然後用泵將物料輸入研磨設備中進行研磨分散，每隔20 min檢測細度一次，當物料細度小於35 μ m時終止研磨，用400目濾網進行過濾分裝，即為A組分成品；
(2)B組分製備按重量份數直接將旭亞電子化學(崑山)有限公司的R-1541異氰酸酯改性環氧樹脂原液進行分裝，即為B組分成品；
(3)按A組分B組分=1.0:1.0的重量比混合均勻，即得聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆。實施例2
(I)A組分製備
①、按照重量份數稱取各組份；
②、將上海君江科技有限公司的D9340環氧固化劑62份加入配漆罐中，常溫下，以1500 r/min轉速攪拌，在攪拌下緩慢將旭亞電子化學(崑山)有限公司的R-1348改性環氧樹脂8份加入配漆罐中，加入完畢，常溫下，繼續以1000 r/min速度攪拌，攪拌I. 5 h，然後儲存13 h，待用；
③、在步驟②的基礎上，繼續將聚苯胺/凹土納米材料10份、顏料18份(1250目三聚磷酸鋁和1000目雲母氧化鐵的重量比I :1.5)、1250目的矽微粉10份和美國杜邦公司的TYZOR AA-75鈦酸酯螯合物O. 6份依次加入配漆罐中，常溫下，以2500 r/min轉速將配漆罐中物料攪拌均勻後，加入美國卡德萊公司的LITE-2023多功能樹脂改性劑16份調節漿料的粘度，繼續攪拌10 min，用調漆刀挑起漿料呈流線狀自由落下，然後用泵將物料輸入研磨設備中進行研磨分散，每隔20 min檢測細度一次，當物料細度小於35 μ m時終止研磨，用400目濾網進行過濾包裝，即為A組分成品；
(2 ) B組分製備按重量份數直接將旭亞電子化學(崑山)有限公司的R-1348異氰酸酯改性環氧樹脂原液進行分裝，即為B組分成品；
(3)按A組分B組分=I. O :0. 8的重量比混合均勻，即得聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆。實施例3
(1)A組分製備
①、按照重量份數稱取各組份；
②、將美國卡德萊公司的NC-541腰果酚改性胺環氧固化劑47份投入配漆罐中，常溫下，以2000 r/min轉速攪拌，在攪拌下緩慢將旭亞電子化學(崑山)有限公司的R-1348異氰酸酯改性環氧樹脂8份加入配漆罐中，加入完畢，常溫下，繼續以800 r/min速度攪拌，攪拌1.2 h，然後儲存11 h，待用；
③、在步驟②的基礎上，繼續將聚苯胺/凹土納米材料5份、顏料13份(800目磷酸鋅和1250目三聚磷酸鋁的重量比O. 5 :1)、1250目的沉澱硫酸鋇5份、美國杜邦公司的TYZORGBA鈦酸酯螯合物O. 8份依次加入配漆罐中，常溫下，以3000 r/min轉速將配漆罐中物料攪拌均勻後，加入美國卡德萊公司的LITE-2023多功能樹脂改性劑15份調節漿料的粘度，繼續攪拌10 min，用調漆刀挑起漿料呈流線狀自由落下，然後用泵將物料輸入研磨設備中進行研磨分散，每隔20 min檢測細度一次，當物料細度小於35 μ m時終止研磨，用400目濾網進行過濾分裝，即為A組分成品；
(2)B組分製備按重量份數直接將旭亞電子化學(崑山)有限公司的R-1541異氰酸酯改性環氧樹脂原液進行分裝即為B組分成品；
(3)按A組分B組分=1.0:0.9的重量比混合均勻，即得聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆。將實施例1-3製備的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，按標準GB/T 6748-86《船用防鏽漆通用技術條件》進行檢驗，還對面漆的適應性項目進行了檢測，檢測結果見表1，面漆採用市場上銷售的中灰氯化橡膠面漆。表I防鏽性能檢測結果
權利要求
1.一種聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，其特徵在於，包括A組分和B組分， (1)所述A組分的組份和重量份數為 改性環氧樹脂31份 低分子改性胺47 62份 聚苯胺/凹土納米材料2 10份顏料5 18份 填料5 10份 偶聯劑O. 2^0. 8份 粘度調節劑1(Γ17份； (2)所述B組分的組份和重量份數為 改性環氧樹脂100份。
2.根據權利要求I所述的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，其特徵在於，所述的改性環氧樹脂為異氰酸酯改性環氧樹脂。
3.根據權利要求I所述的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，其特徵在於，所述的低分子改性胺為腰果酚改性胺環氧固化劑或環氧固化劑中的一種。
4.根據權利要求I所述的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，其特徵在於，所述的聚苯胺/凹土納米材料為聚苯胺/凹凸棒土納米複合材料。
5.根據權利要求I所述的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，其特徵在於，所述的顏料為800目磷酸鋅、1250目三聚磷酸鋁或1000目雲母氧化鐵中的一種或兩種以上的混合物。
6.根據權利要求I所述的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，其特徵在於，所述的填料為1000^1250目的沉澱硫酸鋇或1000 1250目的矽微粉中的一種。
7.根據權利要求I所述的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，其特徵在於，所述的粘度調節劑為樹脂改性劑。
8.根據權利要求I所述的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，其特徵在於，所述的偶聯劑為娃燒或鈦酸酯。
9.根據權利要求8所述的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆，其特徵在於，所述的偶聯劑為鈦酸酯螯合物。
10.根據權利要求I所述的聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟 (I)A組分的製備 ①、按照重量份數稱取各組份； ②、將低分子改性胺加入配漆罐中，常溫下，以150(T2000r/min轉速攪拌，在攪拌下將改性環氧樹脂加入配漆罐中，加入完畢，常溫下，繼續以80(T1000 r/min轉速攪拌，攪拌Γ1.5 h，然後儲存1(T15 h，待用； ③、在步驟②的基礎上，繼續將聚苯胺/凹土納米材料、顏料、填料、偶聯劑依次加入配漆罐中，常溫下，以200(T3000 r/min轉速將配漆罐中物料攪拌均勻，然後用粘度調節劑調節漿料的粘度，以漿料可從調漆刀上呈流線狀自由落下為標準，再用泵將漿料輸入研磨設備中進行研磨分散，每隔20 min檢測細度一次，當物料細度小於35 μ m時終止研磨，用400目濾網進行過濾分裝，即為A組分成品；(2)B組分的製備按重量份數直接將改性環氧樹脂進行分裝，即為B組分成品； (3)按A組分B組分=I.O :0. 8^1. O的重量比混合均勻，即得聚苯胺/凹土納米材料 防鏽底漆。
全文摘要
本發明公開了一種聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆及其製備方法，聚苯胺/凹土納米材料防鏽底漆包括Ａ組分和Ｂ組分，所述Ａ組分的組份為改性環氧樹脂、低分子改性胺、聚苯胺/凹土納米材料、顏料、填料、偶聯劑和粘度調節劑，所述Ｂ組分的組份為改性環氧樹脂。其製備方法包括以下步驟(1)A組分的製備，(2)Ｂ組分的製備，(3)Ａ組分與Ｂ組分按一定重量比混合均勻。本發明採用聚苯胺/凹土納米材料這種新型有機防鏽顏料取代紅丹粉、鉻酸鋅等含重金屬防鏽顏料，結合低分子改性胺與適量改性環氧樹脂反應生成低分子改性胺加成物，使防鏽底漆中不含重金屬及揮發性有機化合物等有毒有害物質，具有無毒環保、防鏽性能優異的特性。
文檔編號C09D5/08GK102816496SQ20121025207
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者趙紹洪, 張輝耀, 蔣南昌, 陸小英 申請人:常州光輝化工有限公司