[发明专利]一种水性环氧防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水性环氧防腐涂料，所述涂料采用特制的改性石墨烯作为添加剂，该改性石墨烯通过将两种氨基磺酸钠接枝在氧化石墨烯上，提高改性石墨烯在涂料中的分散性，使得涂料具有良好力学性能的同时，具有较好的抗腐蚀性。本发明还提供了所述涂料的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种水性环氧防腐涂料，以及所述涂料的制备方法。

背景技术

金属腐蚀给人类的生产和生活造成巨大经济损失。采用防腐涂料是较为经济、有效、应用广泛的金属保护措施。传统防腐涂料以溶剂型为主，其生产和使用过程会产生大量有毒有害的挥发性物质，造成较大的环境污染。水性涂料是以水作为溶剂或分散剂，能够有效降低环境污染。通常情况下，水性涂料的各方面性能，尤其是防腐性能仍然不及传统的溶剂型涂料。目前，人们较多采用在水性涂料中添加不同类型的助剂或填料，来进一步增强水性涂料的性能，但是这些方法依然不能满足高标准的工业需求。

因此，需要提供一种各方面性能优异的水性防腐涂料，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明提供了一种水性环氧防腐涂料，所述涂料采用特制的改性石墨烯作为添加剂，该改性石墨烯通过将两种氨基磺酸钠接枝在氧化石墨烯上，提高改性石墨烯在涂料中的分散性，使得涂料具有良好力学性能的同时，具有较好的抗腐蚀性。本发明还提供了所述涂料的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种水性环氧防腐涂料，原料包括水性环氧树脂、硅烷偶联剂、改性石墨烯、消泡剂、流平剂、水性环氧树脂固化剂；

所述改性石墨烯的制备方法为：

步骤一，将氧化石墨烯分散液加入反应器，开启搅拌，加入2-(2-氨基乙基)氨基乙磺酸钠，用氢氧化钠水溶液将反应体系pH值调节至9～10，控制反应器温度在70～80℃，反应10～12小时，加入氨基聚醚磺酸钠，反应10～12小时，过滤出料，用去离子水清洗至中性，得到中间产物；

步骤二，将步骤一得到的中间产物、硼氢化钠、氨水加入反应器，控制反应器温度为80～90℃，开启搅拌，反应3～4小时，过滤出料，用去离子水清洗至中性，干燥后得到所述改性石墨烯；

优选地，所述氨基聚醚磺酸钠的数均分子量为550，结构式为：

NH₂CH₃CHCH₂[OCH₂CH(CH₃)]_nNHCH₂CH₂CH₂SO₃Na。

石墨烯具有适合的比表面积，可以有效隔绝空气和水分子，用于涂料能够提高金属的抗腐蚀性。但是石墨烯在水中的分散性较差，这限制了其在水性涂料中的应用。本发明利用氧化石墨烯表面存在的环氧基团作为反应活性点，通过开环将氨基磺酸钠接枝到氧化石墨烯上，再通过加入具有还原性的硼氢化钠和氨水，除去其他氧化石墨烯表面的氧化性基团，得到所述改性石墨烯。其中，所述改性石墨烯的制备方法中限定了两种氨基磺酸钠的种类，使得接枝后的石墨烯表面具有适合的分子空间结构，有利于其在涂料中的分散。通过本发明所述方法对氧化石墨烯进行改性，制备得到分散性较好的改性石墨烯，用于水性环氧树脂涂料，使得涂料具有良好力学性能的同时具有优异的抗腐蚀性。

需要说明的是，所述氨基聚醚磺酸钠是工业上已知的化学物质，属于低分子量聚合物，其主要成分符合所述结构式：