一种纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，其包含：纳米滑石粉、氯化锌、硅酸钾、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、KH‑560、聚季铵盐改性磺化聚醚胺‑超支化聚吡咙共聚物、多异氰酸酯、去离子水以及二甲基亚砜。本发明专利技术还公开了所述纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料
，更具体地，本专利技术涉及一种纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
地球表面大部分被海水所覆盖，船舶长期处于海洋环境中，腐蚀极其严重，腐蚀不但能够降低船舶钢结构的强度，缩短船舶寿命，还会增加航行阻力，降低航速，影响船舶性能和航行安全。因腐蚀导致结构损坏和破坏，财产甚至生命的损失屡见不鲜，可以说船舶腐蚀是影响其寿命的最大的因素之一。目前船舶的防腐一般在船身和船底涂抹涂料以阻隔海水与船舶的接触，传统船舶涂层由于受自身材料性质及工艺的限制，不够致密，防水抗渗透性不好，附着力差、耐海水性、防冲击性不好等问题。对基体金属的腐蚀防护作用不甚理想，而且有相当一部分涂层因含铅或铬酸盐等毒害物质，在制备及使用过程中存在污染环境的危险，这与社会经济可持续发展战略的要求不相适应。目前，我国生产的海洋船舶用涂料，因为产品配方的限制，存在着耐候性、耐水性差，容易着火以及防腐、防霉、耐酸碱性能差等缺点。因此，非常需要通过配方的改进，得到耐候性和耐水性强、耐火性能好且具有防腐、防霉、以及耐酸碱能力的新型涂料。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供一种纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，以重量份计，其制备原料包含以下组分：纳米滑石粉5-15份氯化锌5-10份硅酸钾1-3份聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚5-10份KH-5605-9份聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物5-10份多异氰酸酯1-3份去离子水15-25份二甲基亚砜1-5份。优选地，所述的纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，以重量份计，其制备原料包含以下组分：纳米滑石粉6-8份氯化锌6-8份硅酸钾1-2份聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚7-9份KH-5606-8份聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物6-9份多异氰酸酯1-2份去离子水17-20份二甲基亚砜2-3份。更优选地，所述的纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，以重量份计，其制备原料包含以下组分：纳米滑石粉7份氯化锌7份硅酸钾2份聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚8份KH-5607份聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物8份多异氰酸酯2份去离子水19份二甲基亚砜2份。在一种实施方式中，所述聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物的制备方法为：（1）制备聚季铵盐在1000ml干燥的三颈瓶中，加入1,12-二溴十二烷0.1mol、1,4-二甲基哌嗪0.092mol以及溶剂二甲基亚砜80ml，50℃下反应5小时后，再加入N-甲基咪唑0.0025mol以及N-甲基吗啉0.0025mol，50℃下反应5小时后，减压蒸馏去除溶剂得到聚季铵盐；（2）制备氨基封端聚醚胺在1000mL干燥的三颈瓶中，依次加入95克的环氧树脂E51、0.26mol的苄胺和700克二甲基亚砜，通氮气保护并磁力搅拌；室温搅拌1h后，升温95℃反应6h,反应结束后，降至室温，并迅速倒入2000mL去离子水中，得到大量固体沉淀；用去离子水反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，50℃干燥24小时，得到氨基封端聚醚胺；（3）制备超支化聚吡咙在100mL干燥的三颈瓶中，依次加入0.01摩尔的1，3，5-三(4-萘氧基-1，8-二酸)苯三酐和25ml间甲酚，在氮气保护下搅拌，当三酐完全溶解后，加入0.006摩尔的3，3’-二氨基联苯胺，在室温下搅拌60min后，加热至80℃，反应4h，再在185℃下，反应10h；反应结束后，降至室温，并迅速倒入2000mL甲醇中，得到大量固体沉淀；用甲醇反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，50℃干燥24小时，即得萘酐封端超支化聚吡咙；（4）制备聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物在100mL干燥的三颈瓶中，依次加入1克的所述氨基封端聚醚胺、0.6克的所述萘酐封端超支化聚吡咙、10mL的二甲基亚砜以及10mL的间甲酚，在氮气保护下搅拌60min后，加热至80℃，反应4h，再在185℃下，反应10h；反应结束后，降至室温，并迅速倒入2000mL甲醇中，得到大量固体沉淀；用甲醇反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，50℃干燥24小时，即得聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物；（5）制备磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物在100mL干燥的三颈瓶中，依次加入1克的所述聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物以及10mL的质量分数98%的浓硫酸，在氮气保护下，40℃下搅拌180min后，倒入冰水中，用冰水反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，60℃干燥24小时即得磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物；（6）制备聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物在100ml三颈瓶中，加入步骤（1）得到的聚季铵盐0.2克、步骤（5）得到的磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物0.5克、己二胺0.2克、氢氧化钠0.05克、去离子水2mL以及N,N-二甲基甲酰胺50ml，室温下搅拌均匀后；在60℃下反应10小时后，降至室温，并迅速倒入2000mL甲醇中，得到大量固体沉淀；用甲醇反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，60℃干燥24小时，得到聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物。在一种优选地实施方式中，所述的纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，以重量份计，其制备原料还包含以下组分：5-氨基-2-巯基苯并咪唑1-3份4-(咪唑-1-基)苯胺1-3份；优选地，所述的纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，以重量份计，其制备原料还包含以下组分：5-氨基-2-巯基苯并咪唑2份4-(咪唑-1-基)苯胺2份。本专利技术的另一方面提供一种纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料的制备方法，包括：将所述的物料成分加入搅拌机内充分混合1-100分钟后，出料得到。在一种实施方式中，所述充分混合的时间为18分钟。在一种实施方式中，所述搅拌机的搅拌速率为10~1000转/分；优选地，所述搅拌机的搅拌速率为300转/分。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、通过单一物质的加入（即聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物的加入）既可以提供优异的耐候性，较高的强度、良好的阻燃性能以及优异的抗菌性能，而且又可以起到增塑作用防止体系过脆，还可以大大减少工艺步骤，从而提供了本专利技术的有益技术效果。2、5-氨基-2-巯基苯并咪唑以及4-(咪唑-1-基)苯胺的加入可以提高体系的刚性并通过与磺酸基的离子交联提高体系的交联密度，进一步，增强涂料的强度和耐水性能，从而提供了本专利技术的有益技术效果。具体实施方式原料:纳米滑石粉（平均粒径50纳米）购自上海聚千化工有限公司。多异氰酸酯为亨斯迈MDI，型号为5005/44V20。聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚(BAPE含氮聚醚消泡剂)购自上海德茂，型号为K12。3，3’-二氨基联苯胺购自CTI，并且直接使用，无需进一步纯化。苯丙乳液购自汉高，牌号为1863。环氧硅烷偶联剂KH-560购自国药集团化学试剂有限公司。1，3，5-三(4-萘氧基-1，8-二酸)苯三酐按照专利CN101270111B公开的方法制备。其他原料均购自阿拉丁试剂有限公司。实施例1将纳米滑石粉7克、氯化锌7克、硅酸钾2克、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚8克、KH-5607克、聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物8克、多异氰酸酯2克、去离子水19克以及二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：纳米滑石粉                                              5‑15份氯化锌                                                  5‑10份硅酸钾                                                  1‑3份聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚                                    5‑10份KH‑560                                                  5‑9份聚季铵盐改性磺化聚醚胺‑超支化聚吡咙共聚物               5‑10份多异氰酸酯                                              1‑3份去离子水                                                15‑25份二甲基亚砜                                              1‑5份。...

【技术特征摘要】
1.一种纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：纳米滑石粉5-15份氯化锌5-10份硅酸钾1-3份聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚5-10份KH-5605-9份聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物5-10份多异氰酸酯1-3份去离子水15-25份二甲基亚砜1-5份。2.根据权利要求1所述的纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：纳米滑石粉6-8份氯化锌6-8份硅酸钾1-2份聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚7-9份KH-5606-8份聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物6-9份多异氰酸酯1-2份去离子水17-20份二甲基亚砜2-3份。3.根据权利要求1所述的纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：纳米滑石粉7份氯化锌7份硅酸钾2份聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚8份KH-5607份聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物8份多异氰酸酯2份去离子水19份二甲基亚砜2份。4.根据权利要求1所述的纳米无机硅酸盐富锌复合防腐涂料，其特征在于，所述聚季铵盐改性磺化聚醚胺-超支化聚吡咙共聚物的制备方法为：（1）制备聚季铵盐在1000ml干燥的三颈瓶中，加入1,12-二溴十二烷0.1mol、1,4-二甲基哌嗪0.092mol以及溶剂二甲基亚砜80ml，50℃下反应5小时后，再加入N-甲基咪唑0.0025mol以及N-甲基吗啉0.0025mol，50℃下反应5小时后，减压蒸馏去除溶剂得到聚季铵盐；（2）制备氨基封端聚醚胺在1000mL干燥的三颈瓶中，依次加入95克的环氧树脂E51、0.26mol的苄胺和700克二甲基亚砜，通氮气保护并磁力搅拌；室温搅拌1h后，升温95℃反应6h,反应结束后，降至室温，并迅速倒入2000mL去离子水中，得到大量固体沉淀；用去离子水反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，50℃干燥24小时，得到氨基封端聚醚胺；（3）制备超支化聚吡咙在100mL干燥的三颈瓶中，依次加入0.01摩尔的1，3，5-三(4-萘氧基-1，8-二酸)苯三酐和25ml间甲酚，在氮气保护下搅拌，当三酐完全溶解后，加入0.006摩尔的3，3’-二氨基联苯胺，在室温下搅拌60min后，加热至80℃，反应4h，再在185℃下，反应10h；反应结束后，降至室温，并迅速倒入2000mL甲醇中，得到大量固体沉淀；用甲醇反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，50℃干燥24小...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建兰，
申请(专利权)人：惠州市博罗至诚化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44