[发明专利]一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法。

背景技术

在自然环境中，材料会由于环境的影响发生化学作用或者电化学作用，而发生腐蚀失效，失去其原有的力学性能和结构作用，造成潜在的安全隐患和经济损失。在大气环境、土壤环境和海洋环境中的腐蚀，又以海洋腐蚀最为突出和急需研究攻克。在海洋腐蚀防护方面，涂料防护占有很高的比例，这让涂层在海水环境下的研究成为了热点。

醇酸树脂涂料以醇酸树脂为主要成膜物质的合成树脂涂料，其具有耐候性、附着力好等特点，施工方便，广泛应用于桥梁、机械、车辆、船舶等涂装。

为了提高涂层自身的防渗水和耐腐蚀性能，本文将纳米级的多壁碳纳米管加入清漆中充当颜填料，碳纳米管的加入增加成膜涂层致密性，填充水分子渗透的通道，显著延长了水从涂层表面渗透到基体表面所用的时间，延缓了涂层失效，增加了涂层的使用寿命。将碳纳米管应用于涂料中，将表现出更好的阻水性和耐腐蚀性。

发明内容

为了提高涂层自身的防渗水和耐腐蚀性能，本发明公开了一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法。

具体的技术方案如下：

一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法，其特征在于，所述的含碳纳米管的阻水涂料，按质量百分比计包括如下原料：

酚醛树脂 80~85%、

环氧树脂 1~3%、

二甲苯 0.6~0.8%、

丙酮 2~3%、

固化剂 6~8%、

碳纳米管 1~5%。

其中，优选的，所述碳纳米管的质量百分比为3%。

所述的含碳纳米管的阻水涂料的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）按质量百分比称取酚醛树脂、环氧树脂、二甲苯和丙酮，一并加入反应釜中；

（2）启动反应釜，温度控制在25~100℃下，进行搅拌，搅拌30~50min，搅拌速率控制在800~1200R/Min，待完全混合均匀，得混合物A；

（3）反应釜持续搅拌，降低搅拌速率至600~800R/Min，温度控制在50~75℃下，搅拌的同时，与5分钟内，逐步加入固化剂，搅拌60~90Min,，直至混合物A与固化剂完全混合均匀，得到混合物B；

（4）按质量百分比准备碳纳米管，将碳纳米管研磨并过250目筛，得碳纳米管粉体，将所得的碳纳米管粉体加入反应釜中，加热反应2~3h，反应温度控制在50~75℃，伴随搅拌，搅拌速率控制在100~120R/Min，加热反应完成，即得所述的含碳纳米管的阻水涂料。

其中，所述的固化剂按质量百分比计，包括以下组分：

硼砂1~3%、二异丙醇胺5~7%、曼尼斯碱20~25%、酚醛树脂60~70%、硅酸钠1~3%、氨基磺酸1~3%。

所述的固化剂制备方法如下：

（a）按质量百分比称取酚醛树脂，加入反应釜中，并通过水浴加热的方式，将酚醛树脂加热至30~50℃，保温；

（b）向步骤（a）中的酚醛树脂中加入硼砂和二异丙醇胺，与40~45℃下，保温1~1.2h，并伴随搅拌，控制搅拌速率在100R/Min；

（c）随后加入硅酸钠和氨基磺酸，并同步加入35~50℃的去离子水，控制溶液温度在40~45℃，保温1.5~2h，并伴随搅拌，控制搅拌速率在600~700R/Min；

（d）将步骤（c）中的溶液，提温至80~95℃，并抽真空蒸馏，直至无溶剂蒸出，得到所述的固化剂。

其中，所述去离子水的质量为固化剂所有组分总质量的2~4倍。

本发明的有益效果为：

本发明公开的一种含碳纳米管的阻水涂料及其制备方法，包括以下组分：酚醛树脂、环氧树脂、二甲苯、丙酮、固化剂和碳纳米管，经混合、搅拌、加热反应制得，制得的阻水涂料与现有涂料相比，由于碳纳米管添加在涂层中，填充了涂层本身的微孔，填充水分子渗透的通道，显著延长了水从涂层表面渗透到基体表面所用的时间，延缓了涂层失效，增加了涂层的使用寿命，若该涂层处在海水中，由于碳纳米管的吸附作用，能有效吸附溶液中的Na+、Cl-，能够有效阻止Cl-渗透到基体表面造成破坏，提高耐蚀性能；同时，搭配专用固化剂，可大幅度提高阻水涂料的反应速率，使用时，降低凝胶时间，而且，其制备方法简单易行，容易实现。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

实施例一