一种新型防腐耐高温涂层的制备方法技术

本发明专利技术属于防腐耐高温涂层技术领域，具体涉及一种新型防腐耐高温涂层的制备方法，包括水性环氧树脂，水性环氧树脂为该涂层的基层成分，氧化石墨烯水溶液，氧化石墨烯水溶液为该涂层提供增强剂和导电剂，改性壳聚糖乳液，改性壳聚糖乳液为该涂层提供柔韧剂和抗菌剂，改性纳米二氧化硅乳液，改性纳米二氧化硅乳液为该涂层提供填充剂和增亮剂，其中，水性环氧树脂：氧化石墨烯水溶液：改性壳聚糖乳液：改性纳米二氧化硅乳液为

【技术实现步骤摘要】
一种新型防腐耐高温涂层的制备方法


[0001]本专利技术属于防腐耐高温涂层
，具体涉及一种新型防腐耐高温涂层的制备方法
。

技术介绍

[0002]金属材料在各个领域中都有着广泛的应用，但是金属材料也容易受到环境因素的影响而发生腐蚀，造成金属材料的性能下降和寿命缩短，据统计，每年因金属腐蚀造成的经济损失约占生产总值的3％，远远高于其他自然灾害的损失
。
此外，金属腐蚀还会危害人类的生命安全和生态环境，因此，开发高效
、
环保
、
经济的金属防腐涂料具有重要的意义；
[0003]目前，常用的金属防腐涂料主要有环氧树脂涂料
、
聚氨酯涂料
、
有机硅树脂涂料和水性环氧树脂涂料等；
[0004]其中，环氧树脂涂料由于具有优良的附着力
、
耐化学性和耐磨性等特点，被广泛应用于各种金属表面的防护，然而，环氧树脂涂料也存在一些缺点，如固化后交联密度低
、
微孔多
、
耐高温性差等，导致涂层的阻隔能力和耐老化性能不足；
[0005]聚氨酯涂料是一种具有良好柔韧性
、
耐候性和装饰性的涂料，主要用于汽车
、
船舶
、
桥梁等领域的防腐，但是聚氨酯涂料也有一些不足之处，如含有大量挥发性有机化合物
(VOC)、
成本较高
、
易发生黄变等；
[0006]有机硅树脂涂料是一种以
Si
‑
O
‑
Si
键为主链的高分子材料，具有优异的耐高温性
、
耐紫外线性和耐水性等特点，适用于高温
、
强光和潮湿等恶劣环境下的金属防腐，但是有机硅树脂涂料也存在一些问题，如固化过程中容易开裂
、
附着力较差
、
与其他树脂相容性差等；
[0007]随着环保意识的提高和法规的制定，溶剂型涂料中
VOC
的排放受到了严格的限制和监管，因此，水性涂料作为一种低
VOC
或无
VOC
的涂料，受到了越来越多的关注和应用，水性涂料以水为溶剂或分散介质，具有无毒或低毒
、
成本低廉
、
施工方便
、
可回收利用等优点，水性环氧树脂涂料是一种将环氧树脂与水相容化后得到的水性涂料，兼具了环氧树脂和水性涂料的优点，在工业领域有着广泛的应用前景
。
然而，水性环氧树脂涂料也面临着一些挑战，如水敏感性高
、
固化速度慢
、
耐水性差等；
[0008]为了改善水性环氧树脂涂料的防腐性能和耐高温性能，许多研究者尝试了不同的方法
。
一种方法是将纳米材料与水性环氧树脂复合，利用纳米材料的高比表面积
、
高强度和高化学稳定性等特性，提高涂层的致密性
、
耐磨性和耐化学性等，常用的纳米材料有纳米二氧化硅
、
纳米氧化铝
、
纳米氧化锌等
。
另一种方法是将生物质材料与水性环氧树脂复合，利用生物质材料的生物相容性
、
可降解性和可再生性等特性，提高涂层的抗菌性
、
生物稳定性和环保性等
。
常用的生物质材料有壳聚糖
、
明胶
、
淀粉等；
[0009]壳聚糖是一种从甲壳类动物中提取的天然多糖，具有良好的成膜性
、
抗菌性和生物相容性等特点
。
壳聚糖与水性环氧树脂复合后，可以形成网状结构，增加涂层的交联密度和阻隔能力，同时也可以提供抗菌效果，延缓涂层的老化
。
但是壳聚糖也有一些缺点，如溶
解度低
、
粘度高
、
易吸湿等，影响了其在水性涂料中的应用
。
为了改善壳聚糖的溶解度和分散性，一些研究者采用了酸碱处理
、
酶处理
、
辐射处理等方法对壳聚糖进行改性；
[0010]纳米二氧化硅是一种无机纳米材料，具有无色无味
、
不污染环境
、
密度低
、
粒径小
、
比表面积大等特点
。
纳米二氧化硅与水性环氧树脂复合后，可以作为催化剂促进交联反应，提高涂层的固化速度和耐高温性能，同时也可以增强涂层的硬度和耐磨性能
。
但是纳米二氧化硅也存在一些问题，如表面羟基多
、
亲水性强
、
易团聚等，影响了其在水性涂料中的分散性和稳定性
。
为了改善纳米二氧化硅的亲水性和团聚现象，一些研究者采用了硅烷偶联剂
、
氧化石墨烯等表面改性剂对纳米二氧化硅进行改性；
[0011]综上所述，提出一种新型的防腐耐高温涂层和它的制备方法以解决上述问题是有一定必要的
。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是提供一种新型防腐耐高温涂层的制备方法，既能解决纳米粒子在水性环氧树脂中分散问题，并提高了水性环氧树脂的高温稳定性，同时也增加了复合涂层的聚合交联度，最终提高了复合涂层的综合性能
。
[0013]本专利技术采取的技术方案具体如下：
[0014]一种新型防腐耐高温涂层的制备方法，包括：
[0015]水性环氧树脂，水性环氧树脂为该涂层的基层成分；
[0016]氧化石墨烯水溶液，氧化石墨烯水溶液为该涂层提供增强剂和导电剂；
[0017]改性壳聚糖乳液，改性壳聚糖乳液为该涂层提供柔韧剂和抗菌剂；
[0018]改性纳米二氧化硅乳液，改性纳米二氧化硅乳液为该涂层提供填充剂和增亮剂；
[0019]其中，制备改性壳聚糖乳液和改性纳米二氧化硅乳液包括以下步骤：
[0020]第一步：将
1g
纳米二氧化硅粉末进行干燥处理，在真空干燥箱中干燥
6h
，干燥的温度为
50℃
；
[0021]第二步：将干燥后的
nano
‑
SiO2
加入到
100mL
无水乙醇和去离子水的混合溶液中
(
无水乙醇与去离子水质量比为
1:1)
超声震荡
3h
；
[0022]第三步：在纳米
SiO2
溶液中滴加
1mL
冰醋酸，随之将盛有
nano
‑
SiO2
的烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌处理，温度设置为
90℃
，搅拌
3h
；
[0023]完成上述的步骤之后，得到改性纳米二氧化硅
(MSiO2)
乳液，接着继续对改性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种新型防腐耐高温涂层的制备方法，其特征在于：包括：水性环氧树脂，所述水性环氧树脂为该涂层的基层成分；氧化石墨烯水溶液，所述氧化石墨烯水溶液为该涂层提供增强剂和导电剂；改性壳聚糖乳液，所述改性壳聚糖乳液为该涂层提供柔韧剂和抗菌剂；改性纳米二氧化硅乳液，所述改性纳米二氧化硅乳液为该涂层提供填充剂和增亮剂；其中，制备改性壳聚糖乳液和改性纳米二氧化硅乳液包括以下步骤：
A1
：将纳米二氧化硅粉末进行干燥处理；
A2
：将干燥后的纳米二氧化硅加入到无水乙醇和去离子水的混合溶液中；
A3
：在纳米二氧化硅溶液中滴加冰醋酸，随之将盛有纳米二氧化硅溶液的烧杯进行搅拌处理；
A4
：将壳聚糖粉末进行干燥处理；
A5
：将干燥后的壳聚糖和蒸馏水放入烧杯中震荡；
A6
：将烧杯进行搅拌；
A7
：在壳聚糖溶液中滴加滴冰醋酸；
A8
：取水性环氧树脂
、
氧化石墨烯溶液和改性后的壳聚糖乳液在烧杯中共混；
A9
：将烧杯进行交联复合；
A10
：将改性纳米二氧化硅乳液放入烧杯中再共混搅拌；
A11
：将搅拌好的混合乳液均匀涂敷在钢板上，在真空干燥箱中干燥
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：其中，水性环氧树脂：氧化石墨烯水溶液：改性壳聚糖乳液：改性纳米二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光喜，张晶晶，钟鹤岩，刘婓，高海生，南辉，薛彩红，黄文艳，
申请(专利权)人：青海大学，
类型：发明
国别省市：