一种防腐型水性涂料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种防腐型水性涂料及其制备工艺，属于水性涂料技术领域，包括A组分和B组分，A组分包括如下重量份原料：水性环氧树脂50

【技术实现步骤摘要】
一种防腐型水性涂料及其制备工艺


[0001]本专利技术属于水性涂料
，具体地，涉及一种防腐型水性涂料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]水性环氧体系防腐多依赖防腐填料，但是应用的防腐填料多为磷酸锌、三聚磷酸铝等，海洋重防腐效果较差。随着石墨烯技术的发展，石墨烯逐步应用在防腐方面。二维层状结构的石墨烯对腐蚀性物质具有一定的屏蔽作用，对于防腐涂料来说是一种理想的性能增强填料，然而由于石墨烯片层之间间距较小，聚合物很难进入到石墨烯片层之间，导致其在涂料中易团聚，难以分散均匀，因而石墨烯直接添加到涂料中时很难发挥其防腐性能。对石墨烯进行适当的化学改性可以有效改善其在涂料体系中的分散性能。
[0003]例如申请号为201811277499.5的专利技术专利公开了一种含石墨烯的水性环氧防腐涂料的制备方法，以更好提升水性环氧涂料的防腐和耐久性能，其所采用的技术方案是，将普通的天然鳞片石墨插层氧化，再溶于去离子水中超声剥离片层得到氧化石墨烯水溶液，以氧化石墨烯为填料，添加在水性环氧树脂中，再添加助剂即制得含石墨烯的水性环氧复合涂料。通过将石墨烯氧化形成氧化石墨烯，从而在石墨烯表面引入含氧官能团，虽然能够一定程度改善石墨烯在水性涂料中的分散现象，但是氧化石墨烯与聚合物的相容性仍然存在缺陷，影响涂料干燥后的防腐效果，且影响涂料的稳定贮存性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种防腐型水性涂料及其制备工艺。
[0005]通过在水性涂料中加入经过改性的石墨烯，使石墨烯能均匀分散于涂料中，石墨烯片层状结构以及导电性和封闭性能够赋予涂料良好的防腐性能，且石墨烯经过改性后，贮存稳定性高；此外，石墨烯表面能够引入通过
‑
N＝连接的联苯环以及季铵盐基团，提升防腐效果的同时，提升水性涂料抵御细菌、霉菌等的侵害，使获得的水性涂料具有极高的应用价值。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种防腐型水性涂料，包括A组分和B组分，A组分包括如下重量份原料：水性环氧树脂50
‑
60份、改性石墨烯8
‑
10份、防闪锈剂0.8
‑
1份、消泡剂0.4
‑
0.6份、流平剂0.4
‑
0.6份、去离子水16
‑
20份；
[0008]B组分包括水性环氧固化剂、去离子水和丙二醇甲醚，三者的质量比为8
‑
13:10:5
‑
8；
[0009]A组分和B组分的质量之比为10:3。
[0010]防腐型水性涂料的制备工艺，包括如下步骤：
[0011]将去离子水、一半的流平剂、一半的消泡剂、改性石墨烯在搅拌状态下依次加入分散缸内，搅拌均匀，研磨至细度<30μm后，依次加入水性环氧树脂、防闪锈剂、剩余的消泡剂
和剩余的流平剂，以400r/min搅拌15
‑
20min，过滤，得到A组分；
[0012]将水性环氧固化剂、去离子水和丙二醇甲醚混匀后，得B组分；
[0013]A、B组分在施工前按比例混合，即可使用。
[0014]进一步地，所述防闪锈剂为ZT
‑
706防闪锈剂。
[0015]进一步地，所述流平剂为BYK270或BYK346流平剂，所述消泡剂为TEGO
‑
902W或TEGO
‑
904W消泡剂。
[0016]进一步地，所述水性环氧固化剂为环氧固化剂BC
‑
901。
[0017]进一步地，所述改性石墨烯通过如下步骤制备：
[0018]S1、在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中加入4
‑
溴丁酰氯、氯化亚铜和去离子水，升温至50℃，在此温度下向三口瓶中慢慢滴加含有N,N
‑
双甲基
‑
D
‑
葡萄糖和DMAP(4
‑
二甲氨基吡啶，催化剂)的水溶液，加毕，缓慢升温至58℃，保温反应4h，冷至室温，用质量分数为5％的NaOH溶液中和至中性，减压蒸馏除去大部分水后，进行柱层析提纯(洗脱液为甲醇/氯仿，体积比13/7)，蒸干洗脱剂，得到中间体1；4
‑
溴丁酰氯、氯化亚铜、N,N
‑
双甲基
‑
D
‑
葡萄糖和DMAP的用量之比为0.1mol:0.05g:0.1mol:0.1g；
[0019]将中间体1、碘甲烷和乙腈加入三口烧瓶中，升高温度至45℃回流反应4h，旋蒸(除去乙腈和过量的碘甲烷)，获得中间体2；中间体1、碘甲烷的用量之比为35.8g:28.4g；
[0020]N,N
‑
双甲基
‑
D
‑
葡萄糖上的伯醇与4
‑
溴丁酰氯发生反应，得到中间体1，在碘甲烷作用下，中间体1再经季铵化，得到中间体2，过程如下所示：
[0021][0022]S2、在三口烧瓶中加入对苯二胺硫酸盐、苯胺和盐酸溶液(浓度1mol/L)，并置于
‑
5℃冰盐浴中搅拌溶解，采用恒压滴液漏斗缓慢滴入过硫酸铵溶液，保持体系温度在
‑
5至0℃之间，待滴加完毕后继续搅拌反应1h，反应结束后依次用0℃的盐酸溶液(浓度1mol/L)、0℃的氨水(质量分数10％)和去离子水对产物依次进行过滤清洗，直至洗涤液呈中性，将滤饼置于50℃真空干燥箱中干燥24h，得到中间体3；对苯二胺硫酸盐、苯胺、盐酸溶液、过硫酸铵溶液的用量比为0.12mol:0.2mol:200mL:50mL；过硫酸铵溶液为过硫酸铵与1mol/L的盐酸溶液按照用量比4.6g:50mL混合溶解而成；
[0023]在三颈瓶中，将中间体3溶于苯中，并加入三乙胺作为催化剂，再将二碳酸二叔丁酯溶于乙醚中，由恒压漏斗逐滴滴入三颈瓶中，在3
‑
5℃恒温条件下搅拌反应10h，反应结束后，旋转蒸发除去溶剂(苯和乙醚)，最后用二氯甲烷和乙醚的混合液(二氯甲烷和乙醚的体积比1:1)进行重结晶提纯，得到中间体4；中间体3、三乙胺和二碳酸二叔丁酯的用量之比为28.8g:11.1g:21.8g；
[0024]在过硫酸铵的作用下，控制苯胺与对苯二胺的摩尔比接近2:1，使对苯二胺与苯胺发生如下所示的化学反应，生成中间体3，通过二碳酸二叔丁酯与一端的
‑
NH2反应，使中间体3分子上的一个
‑
NH2通过叔丁基(Boc)进行保护，得到中间体4；
[0025][0026]S3、在干燥的三口烧瓶中加入中间体4、碳酸氢钠、1,3
‑
二硝基苯和DMF(N,N
‑
二甲基甲酰胺)，将烧瓶置于冰浴中，搅拌混合，待体系温度稳定在0
‑
2℃时，搅拌下经恒压滴液漏斗缓慢滴入中间体2的DMF溶液，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防腐型水性涂料，其特征在于，包括A组分和B组分，A组分包括如下重量份原料：水性环氧树脂50
‑
60份、改性石墨烯8
‑
10份、防闪锈剂0.8
‑
1份、消泡剂0.4
‑
0.6份、流平剂0.4
‑
0.6份、去离子水16
‑
20份；B组分包括水性环氧固化剂、去离子水和丙二醇甲醚；其中，所述改性石墨烯通过如下步骤制备：S1、在三口烧瓶中加入4
‑
溴丁酰氯、氯化亚铜和去离子水，升温至50℃，在此温度下向三口瓶中慢慢滴加含有N,N
‑
双甲基
‑
D
‑
葡萄糖和DMAP的水溶液，加毕，缓慢升温至58℃，保温反应4h，冷至室温，用质量分数为5％的NaOH溶液中和至中性，减压蒸馏除去大部分水后，进行柱层析提纯，蒸干洗脱剂，得到中间体1；将中间体1、碘甲烷和乙腈加入三口烧瓶中，升高温度至45℃回流反应4h，旋蒸，获得中间体2；S2、在三口烧瓶中加入对苯二胺硫酸盐、苯胺和盐酸溶液，并置于
‑
5℃冰盐浴中搅拌溶解，采用恒压滴液漏斗缓慢滴入过硫酸铵溶液，保持体系温度在
‑
5至0℃之间，待滴加完毕后继续搅拌反应1h，反应结束后依次用0℃的盐酸溶液、0℃的氨水和去离子水对产物依次进行过滤清洗，直至洗涤液呈中性，滤饼真空干燥，得到中间体3；通过二碳酸二叔丁酯对中间体3进行一端的氨基保护，得到中间体4；S3、在干燥的三口烧瓶中加入中间体4、碳酸氢钠、1,3
‑
二硝基苯和DMF，将烧瓶置于冰浴中，搅拌混合，待体系温度稳定在0
‑
2℃时，搅拌下经恒压滴液漏斗缓慢滴入中间体2的DMF溶液，滴加完毕后在0
‑
2℃下反应3h，后处理，得到中间体5；S4、将中间体5与THF的氯化氢饱和液按照固液比1g:8mL混合，室温下搅拌5h，过滤，滤饼用乙醚淋洗，真空干燥，得到改性剂；S5、通过改性剂对氧化石墨烯进行处理，得到改性石墨烯。2.根据权利要求1所述的一种防腐型水性涂料，其特征在于，步骤S1中4
‑
溴丁酰氯、氯化亚...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬新华，高钦伟，邬庭福，刘迎春，刘勇，
申请(专利权)人：江苏新福乐威涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：