本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种耐水型自修复吸波、防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
随着科学与社会的进步与发展，电视、电脑、手机、微波炉等电子产品及家用电器逐渐普及，在给人们生活、工作和学习带来极大便利同时，随之也带来严重的电磁辐射，影响着人们的健康。世界卫生组织已将电磁辐射污染列为除大气污染、水污染、噪音污染后的全球第四大污染。研究表明，电磁辐射对人类神经系统、感觉系统、内分泌系统、心血管系统、视觉系统、生殖系统及遗传系统等均有危害。在电磁防护领域，较常用的手段是电磁屏蔽防护，屏蔽材料通常采用标准金属及其复合材料，但是它们具有物理弹性有限、成本高、密度大、耐腐蚀性差等缺点、加工繁琐等缺点。吸波涂料则在一定程度上可以克服上述这些缺陷，并在近些年受到研究学者的广泛关注。
然而，约有一半以上的吸波材料应用于室外环境，室外环境下的涂料经年遭受风、雨、雪、阳光等天气的影响，其使用效能会经年降低，耐久性因此逐渐下降。研究一种耐室外雨雪环境冲蚀且可自修复的吸波涂料意义重大。另一方面，多种吸波涂料大部分通过涂覆于室外金属部件或金属建筑物上以起到吸波性能，而金属材料易收到自然环境侵蚀而锈蚀，影响涂料的整体效能，因此在吸波涂料中添加防腐成分对于提高吸波涂料的整体效果，同时保护金属配件、建筑物等意义重大。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种耐水型自修复吸波、防腐涂料及其制备方法，该涂料由于包含二氧化锰@活性炭复合吸波剂和聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊，可以同时实现涂料的耐水、自修复、吸波及防腐功能于一体。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种耐水型自修复吸波、防腐涂料，包括有以下重量份数的组份：水性环氧树脂乳液20-40重量份、水性环氧树脂固化剂5-8重量份、消泡剂0.6重量份、分散剂18-20重量份、偶联剂0.5-1.5重量份、钛白粉5-10重量份、陶瓷粉8-12重量份、聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊15-20重量份、二氧化锰@活性炭复合吸波剂5-8重量份、水适量。
所述的水性环氧树脂乳液环氧值为0.18-0.22mol/100g，固含量为40-45%；所述的水性环氧树脂固化剂胺值为0.19-0.21mol/100g，固含量为42-46%。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
所述的消泡剂是水性消泡剂。
所述的聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊是由下述方法制备的：
①聚苯胺的制备：首先，称取苯胺1.5重量份、二甲基-甲酰胺98.5重量份，置于反应器中，在1200r/min，温度5℃条件下搅拌10min，制得混合液a；然后，称取过硫酸铵32重量份，1mol/l的盐酸溶液68重量份，置于反应器中，在20℃条件下搅拌5min，制得混合液b；其次，将a和b两种混合液按照4:5重量比混合，并在5℃，8500r/min条件下搅拌2.5h；最后，采用蒸馏水清洗，并经0.45μm滤膜过滤，再在45℃干燥箱内干燥3d；
②聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊的合成：首先，称取硅藻酸钠7重量份、水93重量份，置于反应器中，在10000r/min条件下搅拌10min，制备硅藻酸钠溶液；然后，称取步骤①中制备的聚苯胺7重量份，n-二甲基-甲酰胺93重量份，制备聚苯胺-n-二甲基-甲酰胺混合液；最后，称取上述硅藻酸钠溶液40重量份，聚苯胺-n-二甲基-甲酰胺混合液60重量份，在20℃，10000r/min条件下搅拌30min。
所述的二氧化锰@活性炭复合吸波剂是由下述方法制备的：
①活性炭的预处理：称取活性炭100重量份，置入1.5mol/l盐酸溶液的反应器中，经水浴加热到80℃，处理1h，接着，经蒸馏水清洗并采用0.45μm滤膜过滤，然后，将清洗过滤后的活性炭移入1.5mol/lnaoh溶液反应器中，经水浴加热到80℃，处理1h，接着，经蒸馏水清洗并采用0.45μm滤膜过滤，最后，将清洗过滤后的活性炭在60℃烘箱中处理2h；
②二氧化锰@活性炭复合吸波剂的合成：称取步骤①中预处理后的活性炭100重量份，置入0.1mol/l高锰酸钾反应容器中，在90r/min，25℃条件下搅拌5h，接着经0.45μm滤膜过滤，完成对高锰酸钾的吸附；然后将吸附高锰酸钾的活性炭放入0.15mol/l的醋酸锰溶液中，在90r/min，25℃条件下搅拌3h，经多次清洗抽滤，在60℃烘箱中处理2h。
制备一种耐水型自修复吸波、防腐涂料的方法，包括以下步骤：
将所述重量份的水性环氧树脂固化剂、消泡剂、分散剂、偶联剂、钛白粉、陶瓷粉、聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊、二氧化锰@活性炭复合吸波剂置入反应器混合搅拌均匀，再加入所述重量份的水性环氧树脂乳液和适量水，再次混合搅拌均匀，即制得耐水型自修复吸波、防腐涂料。
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：
本发明一种耐水型自修复吸波、防腐涂料及其制备方法是采用聚苯胺包裹硅藻酸钠制备聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊，采用活性炭负载高锰酸钾并与醋酸反应制备二氧化锰@活性炭复合吸波剂，最后将水性环氧树脂乳液、水性环氧树脂固化剂、聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊、二氧化锰@活性炭复合吸波剂、填料、助剂等混合固化成膜，形成具有耐水性能、自修复性能、防腐性能、吸波性能于一体的多功能复合涂料。二氧化锰@活性炭具有吸波性能，聚苯胺不溶于水起到耐水作用，硅藻酸钠遇水中钙离子可生成不溶于水的化合物膜起到基体防腐的作用，当该涂料经侵蚀、物理划伤等产生微裂纹时，聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊破裂释放硅藻酸钠，硅藻酸钠遇水中钙离子在裂纹处反应生成保护膜阻止水分的进一步侵入实现自修复功能，从而实现集耐水性能、自修复性能、防腐性能及吸波性能于一体的多功能复合型功能涂料。
本发明由于包括有二氧化锰@活性炭复合吸波剂，二氧化锰@活性炭复合吸波剂的吸波机理包括：电磁损耗型吸波和电介质损耗型吸波，活性炭具有导电性能，可使电磁波转化为热量损耗掉；二氧化锰在电磁波变化电场下可以反复发生极化，将电磁能转化为热能；活性炭含有大量的孔隙，比表面积大，经酸碱预处理后进一步增加了活性炭比表面积，进而增加二氧化锰附着面，从而提高二氧化锰含量，进一步提高涂料的吸波性能。
本发明中的聚苯胺不溶于水起到耐水作用，硅藻酸钠遇水中钙离子可生成不溶于水的化合物膜起到基体防腐的作用，当该涂料经侵蚀、物理划伤等产生微裂纹时，聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊破裂释放硅藻酸钠，硅藻酸钠遇水中钙离子在裂纹处反应生成保护膜阻止水分的进一步侵入实现自修复功能。本发明施工方便、操作简单，既可以采用机械化喷涂，又可以采用人工涂刷，同时由于采用水溶剂，因而绿色环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权力要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权力要求范围内。
实施列1：
本实施例一种耐水型自修复吸波、防腐涂料，包括有以下重量份数的组份：水性环氧树脂乳液40重量份、水性环氧树脂固化剂5重量份、消泡剂0.6重量份、分散剂18重量份、偶联剂0.5重量份、钛白粉5重量份、陶瓷粉8重量份、聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊15重量份、二氧化锰@活性炭复合吸波剂5重量份、水适量。
所述的水性环氧树脂乳液环氧值为0.18mol/100g，固含量为40%；所述的水性环氧树脂固化剂胺值为0.19mol/100g，固含量为42%。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂（kh-560）。
所述的消泡剂是水性消泡剂。
所述的聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊是由下述方法制备的：
①聚苯胺的制备：首先，称取苯胺1.5重量份、二甲基-甲酰胺98.5重量份，置于反应器中，在1200r/min，温度5℃条件下搅拌10min，制得混合液a；然后，称取过硫酸铵32重量份，1mol/l的盐酸溶液68重量份，置于反应器中，在20℃条件下搅拌5min，制得混合液b；其次，将a和b两种混合液按照4:5重量比混合，并在5℃，8500r/min条件下搅拌2.5h；最后，采用蒸馏水清洗，并经0.45μm滤膜过滤，再在45℃干燥箱内干燥3d。
②聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊的合成：首先，称取硅藻酸钠7重量份、水93重量份，置于反应器中，在10000r/min条件下搅拌10min，制备硅藻酸钠溶液；然后，称取步骤①中制备的聚苯胺7重量份，n-二甲基-甲酰胺93重量份，制备聚苯胺-n-二甲基-甲酰胺混合液；最后，称取上述硅藻酸钠溶液40重量份，聚苯胺-n-二甲基-甲酰胺混合液60重量份，在20℃，10000r/min条件下搅拌30min。
所述的二氧化锰@活性炭复合吸波剂是由下述方法制备的：
③活性炭的预处理：称取活性炭100重量份，置入1.5mol/l盐酸溶液的反应器中，经水浴加热到80℃，处理1h，接着，经蒸馏水清洗并采用0.45μm滤膜过滤，（清洗、抽滤三次）。然后，将清洗过滤后的活性炭移入1.5mol/lnaoh溶液反应器中，经水浴加热到80℃，处理1h，接着，经蒸馏水清洗并采用0.45μm滤膜过滤，（清洗、抽滤三次）。最后，将清洗过滤后的活性炭在60℃烘箱中处理2h；
④二氧化锰@活性炭复合吸波剂的合成：称取步骤①中预处理后的活性炭100重量份，置入0.1mol/l高锰酸钾反应容器中，在90r/min，25℃条件下搅拌5h，接着经0.45μm滤膜过滤，完成对高锰酸钾的吸附；然后将吸附高锰酸钾的活性炭放入0.15mol/l的醋酸锰溶液中，在90r/min，25℃条件下搅拌3h，经多次清洗抽滤，在60℃烘箱中处理2h。
一种耐水型自修复吸波、防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：将水性环氧树脂固化剂5重量份、消泡剂0.6重量份、分散剂18重量份、偶联剂0.5重量份、钛白粉5重量份、陶瓷粉8重量份、聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊15重量份、二氧化锰@活性炭复合吸波剂5重量份置入反应器混合搅拌均匀，再加入水性环氧树脂乳液40重量份和适量水，再次混合搅拌均匀，即制得耐水型自修复吸波、防腐涂料。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：组成一种耐水型自修复吸波、防腐涂料的组份的重量份数不同：水性环氧树脂乳液20重量份、水性环氧树脂固化剂8重量份、消泡剂0.6重量份、分散剂20重量份、偶联剂1.5重量份、钛白粉10重量份、陶瓷粉12重量份、聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊20重量份、二氧化锰@活性炭复合吸波剂8重量份、水适量。
以及：所述的水性环氧树脂乳液环氧值为0.22mol/100g，固含量为45%；所述的水性环氧树脂固化剂胺值为0.21mol/100g，固含量为46%。
其余同实施例1。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于：组成一种耐水型自修复吸波、防腐涂料的组份的重量份数不同：水性环氧树脂乳液30重量份、水性环氧树脂固化剂7重量份、消泡剂0.6重量份、分散剂19重量份、偶联剂1.0重量份、钛白粉8重量份、陶瓷粉10重量份、聚苯胺@硅藻酸钠微胶囊18重量份、二氧化锰@活性炭复合吸波剂6重量份、水适量。
以及：所述的水性环氧树脂乳液环氧值为0.20mol/100g，固含量为42%；所述的水性环氧树脂固化剂胺值为0.20mol/100g，固含量为44%。
其余同实施例1。