[发明专利]一种纳米介孔二氧化钛/有机蒙脱土防腐涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机纳米防腐涂料的制备方法，特别是涉及一种纳米介孔二氧化钛/有机蒙脱土防腐涂料的制备方法。使用了一种具有特殊结构的纳米级介孔二氧化钛颗粒（其具有双重纳米结构，即纳米级颗粒尺寸和纳米级的介孔结构）与纳米层状材料（有机蒙脱土）的防腐涂料的制备方法。

背景技术

金属材料的使用越来越广泛，金属及其构件的腐蚀问题已遍及及国民经济     的各个领域，给人类社会造成了巨大损失。为了减少腐蚀的损失，人们采取了很多防护措施，但迄今为止最普通、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护。

随着纳米材料科学的不断进步，纳米复合涂料的优异特性日益引起人们的重视。根据纳米粒子所具有的纳米尺寸效应和巨大的比表面积特性，将纳米粒子均匀分散在传统的防腐涂料中制成纳米复合涂料，可以大大提高防腐涂料的优异性能。

由于纳米二氧化钛具有特殊的光催化性能、超亲水性、屏蔽紫外线性能，将其应用到涂料并使其在涂料中保持纳米级状态，可以改善现有涂料耐候性差、易沾污等缺点。如在丙烯酸涂料中添加纳米TiO₂或纳米ZnO浓缩浆，则既使涂层机械性能改善的同时，又可屏蔽99%紫外线。利用高温、高压研磨制成Ti纳米聚合物，作为填料加入树脂中制成防腐防垢涂料，在胜利油田等单位已经得到应用，有效保护了生产设备。如授权专利ZL 200410027622.X 中公布的是使用纳米二氧化钛/纳米银涂料及其制备方法。

蒙脱土是膨润土的主要成分，由于它在溶剂中具有惊人的膨胀能力和触变效应，因此它有被用作涂料中的增稠剂。如在美国专利USP4473407公开了一种用膨润土作为流变改性剂。

大多数申报专利和已公开的国内外文献资料中使用的都是单独添加纳米级颗粒尺寸的实心二氧化钛或者层状结构的有机蒙脱土，但由于纳米材料非常细小，它的比表面积大，表面自由能高，分子间引力和静电引力也相当高， 因此纳米粒子极易团聚，即使利用砂磨、高速搅拌等方法使纳米粒子分散在涂料中，也会发生团聚现象，失去纳米材料应有的作用，如何将其分散到基料之中，是纳米材料在涂料中应用的关键技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米介孔二氧化钛/有机蒙脱土防腐涂料及其制备方法，能有效改善纳米粒子在涂料中得分散性以及提高无机纳米粒子与有机基体间相容性，提高防腐性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种纳米介孔二氧化钛/有机蒙脱土防腐涂料的制备方法，所述纳米介孔二氧化钛，以表面活性剂为模板剂，利用溶胶－凝胶乳化或微乳化过程，通过有机物和无机物之间的界面作用进行合成；形状以规则球形为主，平均粒径为60～100nm；孔道为规则有孔道或无规则有孔道结构，孔径为10～50nm；其制备过程如下：

a 取100-200份水和100-200份水性环氧树脂，加入0.3-1份消泡剂，50-100份增塑剂，机械搅拌均匀；

b 取5-10份纳米介孔二氧化钛填料，5-10份有机蒙脱土加入以上树脂体系中，在球磨机中分散1-2h，即得防腐涂料的母液；

c 取25-50份水性固化剂与50-100份水混合均匀；

d 将防腐涂料的母液与稀释好的水性固化剂按3-4：1的比例混合即可。

所述的一种纳米介孔二氧化钛/有机蒙脱土防腐涂料的制备方法，所述的水性环氧树脂为E44环氧乳液、E51环氧乳液、E20环氧乳液。

所述的一种纳米介孔二氧化钛/有机蒙脱土防腐涂料的制备方法，所述的水性固化剂为W651、W650。

所述的一种纳米介孔二氧化钛/有机蒙脱土防腐涂料的制备方法，所述的消泡剂为氧化乙烯低聚物或甲基硅油。

所述的一种纳米介孔二氧化钛/有机蒙脱土防腐涂料的制备方法，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸辛酯。

 一种纳米介孔二氧化钛/有机蒙脱土防腐涂料的制备方法，该方法还包括以下过程：取100份水和200份水性环氧树脂，加入1份消泡剂，50份增塑剂，机械搅拌均匀；取5份纳米介孔二氧化钛填料，5份有机蒙脱土填料，加入以上树脂体系中，在球磨机中分散2h，即得防腐涂料的母液；取50份水性固化剂与100份水混合均匀；将防腐涂料的母液与稀释好的水性固化剂按3.5：1的比例混合即可得高防腐的涂层。

本发明的优点与效果是：

1 本发明提供一种添加量小的纳米介孔二氧化钛和有机蒙脱土腐涂料的制备方法，其制备过程是在常温、常压下进行，不需添加新的设备，工艺简单，生产成本低。