【技术实现步骤摘要】
本申请涉及涂料，尤其是涉及一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料及其应用。
技术介绍
1、热水器是现代家庭中不可或缺的家用电器，内胆是热水器盛装水的容器，长期与水接触，且在高温环境下，会产生腐蚀，导致内胆漏水。
2、搪瓷因其耐腐蚀、耐高温的特性，长期以来被广泛用于热水器内胆，搪瓷过程需要在800℃高温环境下烧结，不仅耗能巨大，而且次品率极高，超过了10%以上，也造成严重的资源浪费。
3、因此，研发一种替代搪瓷的内胆材料是必要的。高分子合金涂料是一种由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系涂料，它通常结合了树脂（如环氧树脂、聚氨酯等）与金属或合金粉末，通过特定的配方和制备方法（如加入活性稀释剂、催化剂、增韧剂等）混合而成。这种涂料的设计目的是为了结合不同材料的优点，如增强涂层的机械性能、耐腐蚀性或化学稳定性，同时保持施工的便利性。用高分子涂料替代搪瓷是一种新的研究方向。
4、申请号为cn201910733075.3的中国专利，公开了一种空气源热水器内胆涂层材料及其内胆，它是由环氧改性有机硅树脂、聚氨酯、纳米填料、分散剂、助剂、有机锡催化剂等组成的涂层材料，涂敷于空气源热水器内胆表面。经过试验测定，涂料附着力等级为1级，在100℃浸泡30d后，涂层完整，附着力仍为1级，经72h盐雾测试，涂层未发生起泡，脱落现象，同时划叉处基本无锈蚀。
5、针对上述相关技术，申请人认为，其涂层性能远远达不到一些热水器企业的标准要求，其标准中要求，涂层的耐沸水性要达到在100℃浸泡1008h后无起泡、水斑和
技术实现思路
1、为了提高热水器内胆的性能，本申请提供一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料及其应用。
2、第一方面，本申请提供一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料，采用如下技术方案。
3、一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料，其由以下重量份原料组成：纳米有机钛聚合物10-30份、辅助成膜树脂10-30份、颜填料17-50份、助剂5-13份、石墨烯分散浆料3-8份、水5-15份、潜固化剂20-30份；
4、所述潜固化剂为二氨基二苯砜；
5、所述纳米有机钛聚合物是含有环氧基的钛纳米杂化聚合物，含钛量为20-30%；
6、所述辅助成膜树脂为环氧改性有机硅水性酚醛树脂，其制备方法为：
7、1） 环氧接枝改性有机硅的合成
8、将烯丙基聚氧化乙烯醚、甲苯、催化剂混合并升温至65-70℃，回流脱水，然后滴加含氢硅油，升温130-135℃进行反应，然后降温到 85-90℃并滴加烯丙基缩水甘油醚，继续反应，反应结束后真空除去溶剂得到浅黄色透明粘性液体即为环氧接枝改性有机硅；
9、2） 水性酚醛树脂的合成
10、将苯酚、氢氧化钠、去离子水、甲醛混合并在60-63℃下反应2 h，然后升温至80-85℃，保温30min，再次滴加甲醛保温0.5 h，补加去离子水，然后加入 2,4-二甲酚，继续保温，最终获得棕红色透明水性酚醛树脂溶液；
11、3） 环氧改性有机硅水性酚醛树脂的合成
12、向步骤2）得到的水性酚醛树脂溶液中加水进行稀释，然后加入步骤1）得到的环氧接枝改性有机硅，混合后，在 80-85℃条件下烘干去除水分，然后在155-165℃条件下加热固化15-20min，得到环氧改性有机硅水性酚醛树脂。
13、通过采用上述技术方案，用纳米有机钛聚合物与辅助成膜树脂作为成膜物质，在潜固化剂的作用下固化成膜。此固化反应在常温下不发生，试验表明，本申请的涂料体系，在50℃下放置7天，未出现凝胶现象。交联固化后纳米有机钛聚合物中的钛粉形成网状结构，填充涂层中的“微孔”，延长腐蚀介质到达涂层底材金属的路径，增大涂层的“迷宫效应”，使涂层与底材属的附着力增强，提高涂层的防腐蚀性能。
14、石墨烯具有紧密排列的碳原子结构，形成了一层非常均匀、致密的屏障，可以有效阻止水分子、氧气和其他腐蚀介质渗透到涂层下的金属表面，从而减少了金属表面的腐蚀。
15、另外，石墨烯本身具有导电性，在涂层中形成了连续的导电网络，其与涂层中的钛配合，发挥钛的“阳极牺牲”作用，减缓涂层腐蚀速率，进一步提高涂层的耐腐蚀效果。
16、用自制的环氧改性有机硅水性酚醛树脂作为辅助成膜树脂，用烯丙基聚氧化乙烯醚以及烯丙基缩水甘油醚复配对有机硅进行改性，在有机硅上接枝氧醚键与环氧基团，提高有机硅的溶解性以及反应活性。然后用环氧有机硅对酚醛树脂进行改性，得到复合树脂。有机硅材料具有比 c-c 键能更大的 si-o 和 si-c，具有良好的耐热性，在酚醛树脂的交联固化过程中，有机硅的加入有利于芳环结构的形成；改性有机硅的环氧基团与酚醛共混后在高温环境下与酚醛发生共聚反应，酚醛树脂的非晶态结构对有机硅结晶区的稀释作用，破坏或减弱了有机硅分子链的有序堆砌，将改性有机硅原有的两种结晶结构在酚醛树脂的三维网络中重新排列，演变为一种有序结构分布在酚醛树脂中，形成一种类似于半互穿网络结构，改善了树脂耐热性。同时改性有机硅通过环氧基的开环反应参与到酚醛树脂的交联反应中，使得酚醛树脂的耐高温性能提高。
17、本申请制得涂料为烘干型水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料，得到的涂层对水完全不浸润，且涂层的附着力≥15mpa、铅笔硬度≥6h、柔韧性≤1mm、正反冲击强度≥50kg•cm、耐沸水煮≥1080h而不起泡开裂、水接触角≥120°、盐雾腐蚀试验1000h，涂层无任何变化。
18、进一步的，所述颜填料包括防锈颜料、防锈颜料以及填充料。
19、进一步的，所述防锈颜料：着色颜料：填充料的重量比为：（10-15）：（2-20）：（5-15）。
20、需要说明的是，着色颜料可以为有机着色颜料，如酞青类颜料；也可以为无机着色颜料，如钛白、炭黑。可以是单一颜料，亦可是复配颜料。具体的，在一些实施例中着色颜料为酞青类颜料；在一些实施例中着色颜料为炭黑；在一些实施例中着色颜料为酞青类颜料、钛白与炭黑的混合物。无论何种颜料，其重金属含量均符合国家卫生标准。
21、填料为无机氧化物或矿物粉中的一种或多种的混合物。具体的，填料可以是金属氧化物(如云母粉、氧化铝、高岭土等)，亦可是金属粉末，亦或玻璃、陶瓷鳞片，优选片状填料。
22、防锈颜料为磷酸盐类防锈颜料，诸如磷酸锌、铝、钙盐或其复合型防锈颜料。亦可是片状锌粉颜料。
23、进一步的，所述助剂包括重量比为（3-8）：（2-5）的增韧剂与涂料助剂。
24、其中增韧剂为多聚磷酸酯、液体丁腈橡胶、弹性体树脂中的一种或多种的混合物。
25、涂料助剂包含分散剂、消泡剂、流平剂、触变剂、增稠剂等功能性助剂。
26、进一步的，所述石墨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料，其特征在于，其由以下重量份原料组成：纳米有机钛聚合物10-30份、辅助成膜树脂10-30份、颜填料17-50份、助剂5-13份、石墨烯分散浆料3-8份、水5-15份、潜固化剂20-30份；
2.根据权利要求1所述的一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料，其特征在于，所述石墨烯分散浆料中石墨烯含量为10-15%，分散度D50≥95%，挥发性有机物含量≤2%。
3.根据权利要求1所述的一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料，其特征在于，所述纳米有机钛聚合物的制备方法为：
4.根据权利要求1所述的一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料，其特征在于，所述水性酚醛树脂溶液与环氧接枝改性有机硅的重量比为（15-25）：1。
5.一种如权利要求1-4任一所述的水性石墨烯改性钛基高分子合金涂料的应用，其特征在于，将水性石墨烯改性钛基高分子合金涂料直接喷涂在热水器内胆形成涂层以替代搪瓷。
【技术特征摘要】
1.一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料，其特征在于，其由以下重量份原料组成：纳米有机钛聚合物10-30份、辅助成膜树脂10-30份、颜填料17-50份、助剂5-13份、石墨烯分散浆料3-8份、水5-15份、潜固化剂20-30份；
2.根据权利要求1所述的一种水性石墨稀改性钛基高分子合金涂料，其特征在于，所述石墨烯分散浆料中石墨烯含量为10-15%，分散度d50≥95%，挥发性有机物含量≤2%。
3.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：岑日强，陆裕荣，张驰，胡敏峰，马永福，石果林，
申请(专利权)人：广东百慕新材料技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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