[发明专利]基于铈离子原位负载蒙脱土填料的环保涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种基于铈离子原位负载蒙脱土填料的环保涂料及其制备方法。

背景技术

铝合金的防护长期依赖于铬酸盐(六价铬)的转化膜和环氧底漆。但由于这种物质有毒，已经被各国限制或禁止使用。稀土离子(尤其是Ce³⁺)可在铝合金表面形成保护膜，通过抑制铝合金腐蚀的阴极反应来降低铝合金的腐蚀速率。然而，在有机涂层中，研究者对稀土盐类作为抑制剂颜料的关注国内外都很少，其原因是使用的稀土盐类的阴离子一般为NO^3-、Cl^-等简单酸根离子，溶解度大，如果用于涂层中，在水渗透到涂层内部时，这些盐类会迅速溶解而使涂层产生明显的相分离，反而导致整个涂层失效速度加快。简言之，就是溶解性盐类不适合做抑制剂颜料。

因此，如何将稀土离子(尤其是Ce³⁺)固定到颜填料体系中，并应用于涂层的防腐，具有重要的意义，但这种复合型的颜填料制备却没有报道。这种新型颜填料能够提供优秀的腐蚀抑制能力，降低使用六价铬防锈颜料对人体带来的潜在危害和后续处理六价铬化合物带来的巨大成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种无毒、环保且具有耐腐蚀性能的涂料，以解决现有耐腐蚀性能的涂料不够环保的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于铈离子原位负载蒙脱土填料的环保涂料，其包括等量的第一组分和第二组分；

按质量百分比计，所述第一组分包括以下成分：环氧树脂20％～50％、铈离子原位负载蒙脱土填料1％～10％、着色颜料0～20％、防锈颜料10％～20％、第一有机溶剂10％～30％、助剂0.5％～5％和填料5％～20％，所述填料为重质碳酸钙、高岭土、硫酸钡或滑石粉中的任一种；所述铈离子原位负载蒙脱土填料由如下方法制备而成：将蒙脱土放入Ce(NO₃)₃·6H₂O的水溶液中，搅拌，然后抽真空，将所得沉淀的蒙脱土烘干，研磨后即得；其中，所述蒙脱土在所述Ce(NO₃)₃·6H₂O水溶液中的质量浓度为48～52g/L，所述Ce(NO₃)₃·6H₂O水溶液中Ce(NO₃)₃·6H₂O的质量浓度为4～4.5g/L；

所述第二组分包括等量的聚酰胺类固化剂和第二有机溶剂。

优选的，所述铈离子原位负载蒙脱土填料由如下方法制备而成：将蒙脱土放入Ce(NO₃)₃·6H₂O的水溶液中，搅拌2～2.5h，然后抽真空，将所得沉淀的蒙脱土在40～50℃下烘干，研磨至微米级或亚微米级，即得；其中，所述蒙脱土在所述Ce(NO₃)₃·6H₂O水溶液中的质量浓度为50g/L，所述Ce(NO₃)₃·6H₂O水溶液中Ce(NO₃)₃·6H₂O的质量浓度为4.34g/L。

优选的，所述着色颜料为钛白粉、氧化锌或炭黑中的任一种。

优选的，所述防锈颜料为改性磷酸锌。

优选的，所述第一有机溶剂为甲苯、二甲苯、丙酮、甲乙酮、环己酮、正丁醇或异丙醇中的任一种。

优选的，所述助剂为润湿分散剂、防沉剂或流平剂中的任一种。

优选的，所述聚酰胺类固化剂为650低分子聚酰胺。

优选的，所述第二有机溶剂为正丁醇。

本发明还提供了一种上述基于铈离子原位负载蒙脱土填料的环保涂料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)制备第一组分：按照所述质量百分比，将所述环氧树脂、铈离子原位负载蒙脱土填料、着色颜料、防锈颜料、第一有机溶剂、助剂和填料混合，将所得混合料放入分散机并在800～1500rpm下分散18～22分钟，研磨，过滤，即得；

(2)制备第二组分：将所述聚酰胺类固化剂和第二有机溶剂按1：1的质量比混合，对所得混合物利用分散机以4000～5000rpm的转速分散5～20分钟，即得；

(3)将所述第一组分和第二组分等比例混合均匀即得所述环保涂料。