[发明专利]一种双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明利用盐溶液对蒙脱土进行改性制成双电层纳米片填料，将其添加到水性聚氨酯/环氧树脂复合基料中，从而制成双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料。对制备的涂料分别进行防腐性能及综合性能测试，结果表明双电层纳米片填料的添加可提高涂层的拉伸强度、韧性、耐水性、耐盐水性及耐盐雾性。扫描电镜测试结果表明双电层纳米片填料的加入可填充涂膜中的缝隙，可作为一层致密的屏蔽层对腐蚀离子的渗透起到较强的阻挡作用。

技术领域

本发明涉及一种水性防腐涂料，具体涉及一种双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料及制备方法。

背景技术

水性涂料拥有绿色无污染及安全可靠等特性，从目前的形势来看，水性涂料正在渐渐侵占油性涂料的市场。然而，不论是在国内还是在国外，金属防腐用的水性涂料的综合特性（特别是耐水性）还不是很理想，因而使得其生产和运用受到了极大的限制。其次，在海洋和船舶范围内，海水中的离子对金属的腐蚀是不容忽视的问题。因此，研究既能阻挡阴阳离子传输，又对环境无污染的综合特性优越的双电层水性防腐涂料具有重要的意义。

水性聚氨酯拥有硬度大、韧性好及防腐性优良等特征，但是机械强度低、耐水穿透性差。水性环氧树脂拥有附着力强、致密性好及机械强度大等特征，但是韧性差、固化时间长、耐候性差。因而可利用两种树脂间的交联反应来实现性能互补，从而制备出性能优越的复合基料。

蒙脱土是一种天然的层状矿物资源，自然界中的储量很大。其结构特征决定了可以对其进行人工改性。本专利将其层板剥离，并在其层板上吸附一层相反电荷制备成双电层纳米片，就是对其改性的一种有效手段。将改性后得到的双电层纳米片作为防腐涂料的填料，在涂层固化时，这种填料在涂层中定向排列，从而形成双电层涂层，这种双电层涂层既可以排斥阳离子，又可以排斥阴离子；另外，这种纳米片是一种无机的结晶体，在涂料中也可以起到延长不带电荷的腐蚀介质渗透路径的作用。从而实现阻止阴阳离子通过涂层的渗透，并延缓非电腐蚀介质的渗透，达到防腐的目的。

发明内容

为解决现有水性涂料的不足，本发明基于蒙脱土易被剥离且层间阳离子可被置换的特征，利用盐溶液中的阳离子与剥离开的带负电性的蒙脱土层板间的静电引力作用来合成一种带有相反电荷整体呈电中性的双电层纳米片填料，并将其作为填料加入到水性聚氨酯/环氧树脂复合涂料中。由于双电层填料在水性聚氨酯/环氧树脂复合涂料中会进行定向排列，使同性电荷朝向同一个方向，从而可形成双电层涂料。另外，这种纳米片是一种无机的结晶体，在涂料中也可以起到延长不带电荷的腐蚀介质渗透路径的作用。主要发明内容有：

一种双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料，包括基料和填料，其特征在于，所述的基料为水性聚氨酯/环氧树脂复合基料，所述填料为蒙脱土基双电层纳米片填料。

一种双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料，其特征在于，所述复合基料中水性聚氨酯与水性环氧树脂的质量比为1:1~1:2。

一种双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料，其特征在于，所述双电层纳米片填料为氯化钾改性蒙脱土的双电层纳米片填料、氯化钙改性蒙脱土的双电层纳米片填料、氯化铝改性蒙脱土的双电层纳米片填料、氯化锌改性蒙脱土的双电层纳米片填料中的一种或几种。

一种双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料，其特征在于，所述双电层纳米片填料制备中固体氯化物的用量为蒙脱土质量的5%~30%。

一种双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料，其特征在于，所述双电层纳米片填料制备中质量分数为10%的氯化盐溶液的滴加速率为1~3 mL/min。

一种双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料，其特征在于，所述双电层纳米片填料的用量为水性聚氨酯/环氧树脂复合基料固含量的1%~5%。

发明效果