CN109385180A - 一种水性长效导静电防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水性长效导静电防腐涂料及其制备方法。它采用单壁碳纳米管和导静电云母粉作为纳米导静电填料，单壁碳纳米管比表面积高，通过嵌入到材料的基质中形成三维纳米管网络，能够极大地强化材料的结构，保持涂层的颜色，增强机械性能，使其导静电性均匀、电导率高，不受湿度影响，具备永久的导静电性能。导静电云母粉的鳞片状结构，在涂层中水平排列屏蔽性好，具有优异的抗渗透能力，涂层可以很好的隔离腐蚀性介质，实现涂层良好的防腐性能。这种涂料导静电性和防腐性能优于传统导静电涂料，安全环保，符合绿色发展方向，避免了溶剂型涂料有毒有害气体和VOCs的产生，不易燃爆，施工简单，可取代传统溶剂型涂料，应用前景广阔。

Description

一种水性长效导静电防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料，具体说是一种水性长效导静电防腐涂料及其制备方法。
背景技术
掺杂型导静电涂料是以高分子聚合物为成膜物质，添加导静电填料，并保证导静电填料颗粒间充分接触，形成可供电子***的导静电网链，从而实现涂层的导静电功能。一般地，导静电涂料分为碳系、金属系和金属氧化物系。碳系导静电涂料价格较低，但其成分中的导电炭黑表面极性基团较多，难分散、易絮凝，所以导静电性相对较差，并且其颜色较深不能用于制备浅色涂料；金属系导静电涂料的导静电性较好，但易被氧化从而导致导静电性能降低，且成本相对偏高；金属氧化物系导静电涂料因金属氧化物电阻值相对较大，所以导静电效果欠佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种水性长效导静电防腐涂料及其制备方法，该涂料具有良好的导静电性能及防腐性能，且性能稳定。
为解决上述问题，采取以下技术方案：
本发明的水性长效导静电防腐涂料的特点是包括甲组分和乙组份，两者质量比为（5~6）:1。
所述甲组分由以下质量份数的原料组成：成膜物质52~60份；钛白粉17.7~22份；纳米二氧化硅0.2~0.3份；纳米导静电填料7.97~14份；去离子水7~10份；助剂3.1~4.3份。
所述乙组分由以下质量份数的原料组成：固化剂 85~92份；丙二醇甲醚8~15份。
其中，所述成膜物质采用水性环氧树脂。
所述纳米导静电填料为单壁碳纳米管和导静电云母粉的混合物，该混合物中两者的质量比为（0.07~0.1）:（7.9~13.9）。
所述助剂为分散剂、消泡剂、润湿剂、流平剂和增稠剂。分散剂为含多个亲颜料基团的高分子量嵌段共聚物溶液，其质量份数为1.5~2份。消泡剂为有机硅类消泡剂，其质量份数为0.2~0.3份。润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物，其质量份数为0.3~0.4份。流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂，其质量份数为0.3~0.5份。增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，其质量份数为0.8~1.1份。
所述固化剂采用水性多元胺类固化剂。
本发明的水性长效导静电防腐涂料的制备方法的特点是按质量份计步骤如下：
1）、制备甲组份：
磨浆：称取去离子水7~10份，再称取分散剂1.5~2份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，控制转速在300~500转/分，依次加入消泡剂0.2~0.3份、钛白粉17.7~22份、纳米二氧化硅0.2~0.3份，以800~1200转/分的速度搅拌5~15分钟，搅拌均匀后，换用砂磨机研磨至细度20um以下。
调漆：将上述磨浆得到的浆料，在分散釜中以300~500转/分的搅拌速度依次加入水性环氧树脂52~60份、润湿剂0.3~0.4份、流平剂0.3~0.5份、增稠剂 0.8~1.1份、单壁碳纳米管0.07~0.1份、导静电云母粉7.9~13.9份，以2000~3000转/分的速度搅拌20~30分钟，100~200目滤网过滤，得到甲组份。
2）制备乙组份：
称取水性多元胺类固化剂85~92份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，以300~500转/分的速度搅拌，加入丙二醇甲醚8~15份，继续搅拌5~10分钟至均匀流体，得到乙组份。
3）取步骤1）制备得到的甲组份与步骤2）制备得到的乙组份，按两者的质量比为（5~6）:1混合，搅拌均匀，熟化10~20分钟后，得到水性长效导静电防腐涂料。
采取上述方案，具有以下优点：
本发明的水性长效导静电防腐涂料利用纳米导静电填料，制备出了一种新型的长效导静电防腐涂料。所用的纳米导静电填料和传统的导静电填料相比，有更高的比表面积，故在低添加量时即可实现导静电性。
进一步地，所述纳米导静电填料采用单壁碳纳米管和导静电云母粉的混合物。单壁碳纳米管比表面积高，通过嵌入到材料的基质中形成三维纳米管网络能够极大地强化材料的结构，从而保持涂层的颜色，增强机械性能，使其导静电性均匀、电导率高，不受湿度影响，具备永久的导静电性能。导静电云母粉的鳞片状结构，在涂层中水平排列屏蔽性好，具有优异的抗渗透能力，因此，涂层可以很好的隔离腐蚀性介质，实现涂层良好的防腐性能。
本发明的水性长效导静电防腐涂料是一种导静电性优良、性能稳定且成本相对较低的水性导静电涂料。这种涂料导静电性和防腐性能优于传统导静电涂料，安全环保，符合绿色发展方向，避免了溶剂型涂料有毒有害气体和VOCs的产生，不易燃爆，施工简单，可取代传统溶剂型涂料，应用前景广阔。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一
本实施例的水性长效导静电防腐涂料包括甲组分和乙组份，两者质量比为5:1。
所述甲组分由以下质量份数的原料组成：成膜物质60份；钛白粉20份；纳米二氧化硅0.3份；纳米导静电填料7.97份；去离子水7份；助剂3.4份。
所述乙组分由以下质量份数的原料组成：固化剂 85份；丙二醇甲醚15份。
其中，所述成膜物质采用水性环氧树脂。
所述纳米导静电填料为单壁碳纳米管和导静电云母粉的混合物，该混合物中两者的质量比为0.07: 7.9。
所述助剂为分散剂、消泡剂、润湿剂、流平剂和增稠剂。分散剂为含多个亲颜料基团的高分子量嵌段共聚物溶液，其质量份数为1.5份；消泡剂为有机硅类消泡剂，其质量份数为0.2份；润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物，其质量份数为0.3份；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂，其质量份数为0.3份；增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，其质量份数为1.1份。
所述固化剂采用水性多元胺类固化剂。
该水性长效导静电防腐涂料的制备方法按质量份计步骤如下：
1）、制备甲组份：
磨浆：称取去离子水7份，再称取分散剂1.5份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，控制转速在300转/分，依次加入消泡剂0.2份、钛白粉20份、纳米二氧化硅0.3份，以800转/分的速度搅拌15分钟，搅拌均匀后，换用砂磨机研磨至细度20um以下；
调漆：将上述磨浆得到的浆料，在分散釜中以300转/分的搅拌速度依次加入水性环氧树脂60份、润湿剂0.3份、流平剂0.3份、增稠剂1.1份、单壁碳纳米管0.07份、导静电云母粉7.9份，以2000转/分的速度搅拌20~30分钟，100~200目滤网过滤，得到甲组份。
2）制备乙组份：
称取水性多元胺类固化剂85份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，以300转/分的速度搅拌，加入丙二醇甲醚15份，继续搅拌5~10分钟至均匀流体，得到乙组份。
3）取步骤1）制备得到的甲组份与步骤2）制备得到的乙组份，按两者的质量比为5:1混合，搅拌均匀，熟化10~20分钟后，得到水性长效导静电防腐涂料。
实施例二
本实施例的水性长效导静电防腐涂料包括甲组分和乙组份，两者质量比为5.5:1。
所述甲组分由以下质量份数的原料组成：成膜物质57.3份；钛白粉17.7份；纳米二氧化硅0.2份；纳米导静电填料14份；去离子水8.6份；助剂4.1份。
所述乙组分由以下质量份数的原料组成：固化剂 90份；丙二醇甲醚10份。
其中，所述成膜物质采用水性环氧树脂。
所述纳米导静电填料为单壁碳纳米管和导静电云母粉的混合物，该混合物中两者的质量比为0.1: 13.9。
所述助剂为分散剂、消泡剂、润湿剂、流平剂和增稠剂。分散剂为含多个亲颜料基团的高分子量嵌段共聚物溶液，其质量份数为1.8份；消泡剂为有机硅类消泡剂，其质量份数为0.3份；润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物，其质量份数为0.4份；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂，其质量份数为0.4份；增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，其质量份数为1份。
所述固化剂采用水性多元胺类固化剂。
该水性长效导静电防腐涂料的制备方法按质量份计步骤如下：
1）、制备甲组份：
磨浆：称取去离子水8.6份，再称取分散剂1.8份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，控制转速在400转/分，依次加入消泡剂0.15份、钛白粉17.7份、纳米二氧化硅0.2份，以1000转/分的速度搅拌10分钟，搅拌均匀后，换用砂磨机研磨至细度20um以下；
调漆：将上述磨浆得到的浆料，在分散釜中以400转/分的搅拌速度依次加入水性环氧树脂57.3份、润湿剂0.4份、流平剂0.4份、消泡剂0.05份、增稠剂1份、单壁碳纳米管0.1份、导静电云母粉13.9份，以2500转/分的速度搅拌20~30分钟，100~200目滤网过滤，得到甲组份。
2）制备乙组份：
称取水性多元胺类固化剂90份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，以400转/分的速度搅拌，加入丙二醇甲醚10份，继续搅拌5~10分钟至均匀流体，得到乙组份。
3）取步骤1）制备得到的甲组份与步骤2）制备得到的乙组份，按两者的质量比为5.5:1混合，搅拌均匀，熟化10~20分钟后，得到水性长效导静电防腐涂料。
实施例三
本实施例的水性长效导静电防腐涂料包括甲组分和乙组份，两者质量比为6:1。
所述甲组分由以下质量份数的原料组成：成膜物质52份；钛白粉22份；纳米二氧化硅0.25份；纳米导静电填料9.42份；去离子水10份；助剂3.9份。
所述乙组分由以下质量份数的原料组成：固化剂 92份；丙二醇甲醚8份。
其中，所述成膜物质采用水性环氧树脂。
所述纳米导静电填料为单壁碳纳米管和导静电云母粉的混合物，该混合物中两者的质量比为0.09: 9.33。
所述助剂为分散剂、消泡剂、润湿剂、流平剂和增稠剂。分散剂为含多个亲颜料基团的高分子量嵌段共聚物溶液，其质量份数为2份；消泡剂为有机硅类消泡剂，其质量份数为0.25份；润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物，其质量份数为0.35份；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂，其质量份数为0.5份；增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，其质量份数为0.8份。
所述固化剂采用水性多元胺类固化剂。
该水性长效导静电防腐涂料的制备方法按质量份计步骤如下：
1）、制备甲组份：
磨浆：称取去离子水10份，再称取分散剂2份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，控制转速在500转/分，依次加入消泡剂0.1份、钛白粉22份、纳米二氧化硅0.25份，以1200转/分的速度搅拌5分钟，搅拌均匀后，换用砂磨机研磨至细度20um以下；
调漆：将上述磨浆得到的浆料，在分散釜中以500转/分的搅拌速度依次加入水性环氧树脂52份、消泡剂0.1份、润湿剂0.35份、流平剂0.5份、增稠剂0.8份、单壁碳纳米管0.09份、导静电云母粉9.33份，以3000转/分的速度搅拌20~30分钟，100~200目滤网过滤，得到甲组份。
2）制备乙组份：
称取水性多元胺类固化剂92份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，以500转/分的速度搅拌，加入丙二醇甲醚8份，继续搅拌5~10分钟至均匀流体，得到乙组份。
3）取步骤1）制备得到的甲组份与步骤2）制备得到的乙组份，按两者的质量比为6:1混合，搅拌均匀，熟化10~20分钟后，得到水性长效导静电防腐涂料。
上述三个实施例的性能测试数据如下：
序号 检验项目 技术指标 HG/T4759-2014 实施例一 实施例二 实施例三 执行标准
1 涂层外观 光滑、平整 光滑、平整 光滑、平整 光滑、平整 目测
2 附着力，级 1 1 1 1 GB/T 9286~1998
3 冲击强度，cm ≥40 50 50 50 GB/T 1732~1993
4 柔韧性，mm ≤3 2 2 2 GB/T 1731~1993
5 表面电阻，Ω 商定 108～109 105～106 106～108 GB/T 16906~1997
6 耐中性盐雾，h 300 800 840 816 GB/T 1771~2007
7 耐碱性，h（5%NaOH） 168 1000 1000 1000 GB/T 9274~1988
8 耐汽油性，h （93#汽油） 商定 1500 1500 1500 GB/T 9274~1988
本发明采用单壁碳纳米管和导静电云母粉作为纳米导静电填料，制备出了一种新型的长效导静电防腐涂料。所用的单壁碳纳米管和传统的导静电填料相比，有更高的比表面积，故在低添加量时即可实现导静电性；单壁碳纳米管通过嵌入到材料的基质中形成三维纳米管网络能够极大地强化材料的结构，从而保持涂层的颜色，增强机械性能，使其导静电性均匀、电导率高，不受湿度影响，具备永久的导静电性能。导静电云母粉的鳞片状结构，在涂层中水平排列屏蔽性好，具有优异的抗渗透能力，因此，涂层可以很好的隔离腐蚀性介质，实现涂层良好的防腐性能。
本发明的水性长效导静电防腐涂料是一种导静电性优良、性能稳定且成本相对较低的水性导静电涂料。这种涂料导静电性和防腐性能优于传统导静电涂料，安全环保，符合绿色发展方向，避免了溶剂型涂料有毒有害气体和VOCs的产生，不易燃爆，施工简单，可取代传统溶剂型涂料，应用前景广阔。

Claims (6)

1.一种水性长效导静电防腐涂料，其特征在于包括甲组分和乙组份，两者质量比为（5~6）:1；
其中，所述甲组分由以下质量份数的原料组成：
成膜物质52~60份；
钛白粉17.7~22份；
纳米二氧化硅0.2~0.3份；
纳米导静电填料7.97~14份；
去离子水7~10份；
助剂3.1~4.3份；
所述乙组分由以下质量份数的原料组成：
固化剂 85~92份；
丙二醇甲醚8~15份。
2.根据权利要求1所述的水性长效导静电防腐涂料，其特征在于所述成膜物质采用水性环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的水性长效导静电防腐涂料，其特征在于所述纳米导静电填料为单壁碳纳米管和导静电云母粉的混合物，该混合物中两者的质量比为（0.07~0.1）:（7.9~13.9）。
4.根据权利要求1所述的水性长效导静电防腐涂料，其特征在于所述助剂为分散剂、消泡剂、润湿剂、流平剂和增稠剂；
其中，分散剂为含多个亲颜料基团的高分子量嵌段共聚物溶液，其质量份数为1.5~2份；
消泡剂为有机硅类消泡剂，其质量份数为0.2~0.3份；
润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物，其质量份数为0.3~0.4份；
流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂，其质量份数为0.3~0.5份；
增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，其质量份数为0.8~1.1份。
5.根据权利要求1所述的水性长效导静电防腐涂料，其特征在于所述固化剂采用水性多元胺类固化剂。
6.一种水性长效导静电防腐涂料的制备方法，其特征在于按质量份计步骤如下：
1）、制备甲组份：
磨浆：称取去离子水7~10份，再称取分散剂1.5~2份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，控制转速在300~500转/分，依次加入消泡剂0.1~0.2份、钛白粉17.7~22份、纳米二氧化硅0.2~0.3份，以800~1200转/分的速度搅拌5~15分钟，搅拌均匀后，换用砂磨机研磨至细度20um以下；
调漆：将上述磨浆得到的浆料，在分散釜中以300~500转/分的搅拌速度依次加入水性环氧树脂52~60份、润湿剂0.3~0.4份、流平剂0.3~0.5份、消泡剂0~0.1份、增稠剂 0.8~1.1份、单壁碳纳米管0.07~0.1份、导静电云母粉7.9~13.9份，以2000~3000转/分的速度搅拌20~30分钟，100~200目滤网过滤，得到甲组份；
2）制备乙组份：
称取水性多元胺类固化剂85~92份，投入干燥清洁的分散釜中，启动搅拌机，以300~500转/分的速度搅拌，加入丙二醇甲醚8~15份，继续搅拌5~10分钟至均匀流体，得到乙组份；
3）取步骤1）制备得到的甲组份与步骤2）制备得到的乙组份，按两者的质量比为（5~6）:1混合，搅拌均匀，熟化10~20分钟后，得到水性长效导静电防腐涂料。
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