本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性金属防腐涂料。
背景技术：
金属的腐蚀是金属受环境介质的电化学或化学作用而发生破坏的现象。金属腐蚀遍及国民经济的各个领域，给国民经济带来了巨大损失。在工业发达的国家中，金属腐蚀造成的直接经济损失占到国民经济总产值的1％～4％，每年由于腐蚀生锈的钢铁约占总产量的20％，约有30％的设备因金属腐蚀而报废。而在中国，每年由于金属腐蚀造成的经济损失占国民生产总值的4％。正因如此，具有优异的防锈性及耐化学介质腐蚀性的金属防腐涂料得以快速发展，在各行各业得到了广泛使用。由于金属制品使用的广泛性，许多金属制品长期经受摩擦考验，如不涂覆防腐涂料，金属腐蚀及摩擦的使用环境使得金属制品使用寿命大大降低，涂覆防腐涂料可以减少腐蚀产生，但现有的金属防腐涂料的耐酸碱腐蚀效果较差，耐水抗渗性一般，导致防腐效率较低。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种水性金属防腐涂料，以水性丙烯酸树脂为主要成膜物质，加入氨基树脂和水性环氧树脂乳液，还添加有改性石墨烯、钛酸钾晶须等成分，制得的涂料具有优异的耐水、耐酸碱腐蚀性能，能够延长金属的使用寿命。
本发明提出的一种水性金属防腐涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂70-80份、氨基树脂10-18份、水性环氧树脂乳液7-15、改性石墨烯3-7份、凹凸棒土2-5份、膨润土2-5份、纳米二氧化硅1-3份、钛酸钾晶须2-4份、硫酸钡1-3份、硅烷偶联剂0.5-2份、过氧化二异丙苯1-3份、聚乙烯醇2-5份、十二烷基二苯醚二磺酸钠0.5-2份、乙酸乙酯0.5-2份、二丙二醇单丁醚2-6份、聚乙烯蜡0.5-2份、羟丙基甲基纤维素0.5-2份、流平剂0.2-1份、消泡剂0.2-1份、防闪锈剂1-3份、去离子水10-20份。
优选地，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂72-78份、氨基树脂12-16份、水性环氧树脂乳液8-12份、改性石墨烯4-6份、凹凸棒土3-4份、膨润土3-4份、纳米二氧化硅1-2份、钛酸钾晶须2-3份、硫酸钡1-2份、硅烷偶联剂1-1.5份、过氧化二异丙苯1.5-2.5份、聚乙烯醇3-4份、十二烷基二苯醚二磺酸钠1-1.5份、乙酸乙酯1-1.5份、二丙二醇单丁醚3-5份、聚乙烯蜡0.5-1份、羟丙基甲基纤维素0.8-1.3份、流平剂0.5-1份、消泡剂0.5-1份、防闪锈剂1.5-2.5份、去离子水13-20份。
优选地，所述改性石墨烯的制备工艺如下：向反应容器中加入氧化石墨烯、dmf、thf和对苯二酚，置于0℃冰浴中超声分散，向其中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙醇胺、碳酸钾，搅拌分散，然后升温反应，反应结束后降温，加入六氯环三磷腈，置于0℃冰浴中超声分散，然后升温反应，离心，洗涤，真空干燥，即得。
优选地，所述改性石墨烯的制备工艺如下：向反应容器中加入1-3份氧化石墨烯、60-70份dmf、60-70份thf和0.01-0.05份对苯二酚，置于0℃冰浴中超声分散40-60min，向其中加入35-45份甲基丙烯酸缩水甘油酯、15-20份乙醇胺、3-4份碳酸钾，搅拌分散20-30min，然后升温至60-70℃，反应3-5h，反应结束后降至室温，加入12-19份六氯环三磷腈，置于0℃冰浴中超声分散20-30min，然后升温至25-35℃，反应20-26h，离心，洗涤，真空干燥，即得。
优选地，所述真空干燥温度为60-65℃。
优选地，所述防闪锈剂为亚硝酸盐或硼酸盐。
有益效果：本发明中以水性丙烯酸树脂为主要成膜物质，其分子中的羧基与加入的氨基树脂中的氨基和环氧树脂中的环氧基在成膜时发生交联反应，形成交联结构，材料的耐水性明显提高，热稳定性有所改善；添加的改性石墨烯由于其稳定的苯六元环结构和超大的比表面积，使其具有很强的抗渗性和化学稳定性，将其作为填料添加到涂料中，能够起到物理阻隔防腐蚀的作用，钛酸钾晶须具有很好的耐磨增强作用，改性石墨烯、钛酸钾晶须与凹凸棒土、膨润土、纳米二氧化硅、硫酸钡作为填料，在硅烷偶联剂的作用下协同作用，赋予水性丙烯酸树脂涂料优异的耐磨耐腐蚀性能；制备的水性金属涂料具有优异的耐水、耐腐蚀性能，有很好的推广价值。
石墨烯改性方法中，在乙醇胺和碳酸钾存在下，一方面乙醇胺通过氨基与氧化石墨烯上的环氧基进行开环反应，乙醇胺接枝到氧化石墨烯片层上，在其表面形成一个酚羟基和一个醇羟基，增加氧化石墨烯表面羟基含量；另一方面甲基丙烯酸缩水甘油酯上的环氧基开环，与氧化石墨烯表面的羟基进行键合，在氧化石墨烯的片层结构上引入碳碳双键；随后再向反应体系中加入六氯环三磷腈，由于其分子含有稳定性好的六元环，使其具有优异的耐酸、耐碱及耐高温性能，通过分子中的磷氯键与氧化石墨烯表面的羟基等基团发生取代反应，将其接枝到氧化石墨烯上，提高了氧化石墨烯的耐酸碱腐蚀性能以及耐高温特性；改性石墨烯通过双键、羧基、羟基、磷氯键等活性官能团与成膜物质丙烯酸树脂、氨基树脂、水性环氧树脂乳液发生交联，形成致密的三维网络结构，一方面可改善水性涂层的聚合物结构,另一方面可望阻断极性输水通道,从而有效阻碍水与腐蚀介质的渗透与扩散，改善涂料的耐水性和抗渗性，增强其耐腐蚀、防锈性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种水性金属防腐涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂70份、氨基树脂10份、水性环氧树脂乳液7份、改性石墨烯3份、凹凸棒土2份、膨润土2份、纳米二氧化硅1份、钛酸钾晶须2份、硫酸钡1份、硅烷偶联剂0.5份、过氧化二异丙苯1份、聚乙烯醇2份、十二烷基二苯醚二磺酸钠0.5份、乙酸乙酯0.5份、二丙二醇单丁醚2份、聚乙烯蜡0.5份、羟丙基甲基纤维素0.5份、流平剂0.2份、消泡剂0.2份、防闪锈剂1份、去离子水10份。
实施例2
本发明提出的一种水性金属防腐涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂72份、氨基树脂12份、水性环氧树脂乳液8份、改性石墨烯4份、凹凸棒土3份、膨润土3份、纳米二氧化硅1份、钛酸钾晶须2份、硫酸钡1份、硅烷偶联剂1份、过氧化二异丙苯1.5份、聚乙烯醇3份、十二烷基二苯醚二磺酸钠1份、乙酸乙酯1份、二丙二醇单丁醚3份、聚乙烯蜡0.5份、羟丙基甲基纤维素0.8份、流平剂0.5份、消泡剂0.5份、防闪锈剂1.5份、去离子水13份。
其中，改性石墨烯的制备工艺如下：向反应容器中加入1份氧化石墨烯、60份dmf、60份thf和0.01份对苯二酚，置于0℃冰浴中超声分散40min，向其中加入35份甲基丙烯酸缩水甘油酯、15份乙醇胺、3份碳酸钾，搅拌分散20min，然后升温至60℃，反应3h，反应结束后降至室温，加入12份六氯环三磷腈，置于0℃冰浴中超声分散20min，然后升温至25℃，反应20h，离心，洗涤，真空干燥，即得。
实施例3
本发明提出的一种水性金属防腐涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂75份、氨基树脂15份、水性环氧树脂乳液10份、改性石墨烯5份、凹凸棒土4份、膨润土3份、纳米二氧化硅1.5份、钛酸钾晶须2.5份、硫酸钡1份、硅烷偶联剂1.2份、过氧化二异丙苯2份、聚乙烯醇4份、十二烷基二苯醚二磺酸钠1份、乙酸乙酯1.5份、二丙二醇单丁醚3.5份、聚乙烯蜡0.7份、羟丙基甲基纤维素1份、流平剂0.8份、消泡剂0.7份、防闪锈剂2份、去离子水18份。
其中，改性石墨烯的制备工艺如下：向反应容器中加入2份氧化石墨烯、65份dmf、65份thf和0.03份对苯二酚，置于0℃冰浴中超声分散45min，向其中加入40份甲基丙烯酸缩水甘油酯、17份乙醇胺、3.2份碳酸钾，搅拌分散25min，然后升温至65℃，反应4h，反应结束后降至室温，加入15份六氯环三磷腈，置于0℃冰浴中超声分散25min，然后升温至30℃，反应22h，离心，洗涤，在60℃下真空干燥，即得。
其中，防闪锈剂为亚硝酸盐。
实施例4
本发明提出的一种水性金属防腐涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂78份、氨基树脂16份、水性环氧树脂乳液12、改性石墨烯6份、凹凸棒土4份、膨润土4份、纳米二氧化硅2份、钛酸钾晶须3份、硫酸钡2份、硅烷偶联剂1.5份、过氧化二异丙苯2.5份、聚乙烯醇4份、十二烷基二苯醚二磺酸钠1.5份、乙酸乙酯1.5份、二丙二醇单丁醚5份、聚乙烯蜡1份、羟丙基甲基纤维素1.3份、流平剂1份、消泡剂1份、防闪锈剂2.5份、去离子水20份。
其中，改性石墨烯的制备工艺如下：向反应容器中加入2.4份氧化石墨烯、68份dmf、62份thf和0.04份对苯二酚，置于0℃冰浴中超声分散50min，向其中加入42份甲基丙烯酸缩水甘油酯、18份乙醇胺、3.6份碳酸钾，搅拌分散25min，然后升温至65℃，反应4.5h，反应结束后降至室温，加入17份六氯环三磷腈，置于0℃冰浴中超声分散30min，然后升温至30℃，反应24h，离心，洗涤，在65℃下真空干燥，即得。
其中，防闪锈剂为硼酸盐。
实施例5
本发明提出的一种水性金属防腐涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂80份、氨基树脂18份、水性环氧树脂乳液15、改性石墨烯7份、凹凸棒土5份、膨润土5份、纳米二氧化硅3份、钛酸钾晶须4份、硫酸钡3份、硅烷偶联剂2份、过氧化二异丙苯3份、聚乙烯醇5份、十二烷基二苯醚二磺酸钠2份、乙酸乙酯2份、二丙二醇单丁醚6份、聚乙烯蜡2份、羟丙基甲基纤维素2份、流平剂1份、消泡剂1份、防闪锈剂3份、去离子水20份。
其中，改性石墨烯的制备工艺如下：向反应容器中加入3份氧化石墨烯、70份dmf、70份thf和0.05份对苯二酚，置于0℃冰浴中超声分散60min，向其中加入45份甲基丙烯酸缩水甘油酯、20份乙醇胺、4份碳酸钾，搅拌分散30min，然后升温至70℃，反应5h，反应结束后降至室温，加入19份六氯环三磷腈，置于0℃冰浴中超声分散30min，然后升温至35℃，反应26h，离心，洗涤，在65℃下真空干燥，即得。
其中，防闪锈剂为亚硝酸盐。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。