一种纳米凹凸棒石复合水性环氧防腐涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于涂料领域，具体涉及一种纳米凹凸棒石复合水性环氧防腐涂料。
【背景技术】
[0002]钢铁等基材表面直接涂覆水性涂料时，在涂膜干燥过程中会在基材表面产生闪锈，这种锈斑现象主要出现在新近活化的钢铁表面或者被腐蚀的界面处，闪锈的形成主要与水性涂料中的分散介质有关，在配制涂料时，所使用的水都是普通的自来水而并非去离子水，这就使得涂料形成了电解液，当涂料涂布于钢铁基材上就会在铁表面形成无数个小型的原电池，即发生了电化学腐烛，从而造成了闪锈的形成。
[0003]目前现有的防腐涂料技术领域主要以溶剂型为主，对环境的污染很大！水性的防腐涂料虽然能起到一定的防腐作用，但是涂层随着长期受到热、氧、水、光、微生物、化学介质等自然环境因素的影响容易出现场开裂，起泡，剥落，生锈等现象，导致防腐涂料的防腐性能不佳，使用时间很短。
[0004]水性环氧涂料主要是离子型的，由于此种体系中存在一定量的离子，使得水性环氧涂料易受环境PH值的影响，从而导致其储存稳定性不好，使腐蚀介质更容易腐烛基材，且涂层容易脱落。现有水性环氧防腐涂料的整个体系主要还是以溶剂型为主，所用的对羟基苯甲醚和对苯二酚等都是毒性很大的物质，不但对环境造成污染，对人体的伤害更大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种纳米凹凸棒石复合水性环氧防腐涂料，以解决现有防腐涂料存在涂层随着长期受到自然环境因素的影响容易出现场开裂，起泡，剥落，生锈等现象，导致防腐涂料的防腐性能不佳的问题。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种纳米凹凸棒石复合水性环氧防腐涂料的制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是:一种纳米凹凸棒石复合水性环氧防腐涂料，由A组分和B组分组成，其中水性环氧防腐涂料A组分由下列成分按下述质量份制备而成:液态环氧树脂85—95份、环氧活性稀释剂5—15份；水性环氧防腐涂料B组分由下列成分按下述质量份制备而成:水性环氧树脂固化剂25— 35份、分散剂0.5-1.5份、流平剂0.2—0.5份、抗划伤剂0.5—1.5份、磷酸锌4一6份、颜料4一6份、滑石粉3— 6份、硫酸钡5 —10份、凹凸棒石10 — 20份、消泡剂0.3—0.5份、水25— 35份。
[0008]优选的，所述液态环氧树脂为低分子量低粘度的E51环氧树脂、E44环氧树脂或E42环氧树脂。
[0009]优选的，所述环氧活性稀释剂为丁基缩水甘油醚。
[0010]优选的，所述分散剂为海j 11 H180A分散剂。
[0011 ] 优选的，所述消泡剂为海j 11 H280消泡剂。
[0012]优选的，流平剂为圣诺普科621N。
[0013]优选的，颜料是钛白、酞菁兰、酞菁绿、炭黑、中黄、柠檬黄中的一种或两种。
[0014]优选的，硫酸钡是细度为800—1250目，滑石粉的细度为800— 1250目。
[0015]上述的一种纳米凹凸棒石复合水性环氧防腐涂料的制备方法，包括如下步骤:
(1)水性环氧防腐涂料A组分的制备方法为:将液态的环氧树脂加入到盆中，启动搅拌，在400— 600r/min的转速下，加入环氧活性稀释剂，搅拌均匀，过滤包装，即可得到A组分;
(2)水性环氧防腐涂料B组分制备步骤中水性环氧树脂固化剂、消泡剂和自来水分两次加入，具体过程为:
1)将一半量的水性环氧树脂固化剂的加入盆中，启动搅拌，在400—600r/min的转速下，加入分散剂，流平剂，一半量的消泡剂，搅拌均匀；
2)在400—600r/min的转速下加入一半量的水，搅拌均匀，
3)在600—800r/min转速下依次加入抗划伤剂、颜料、滑石粉、凹凸棒石、硫酸钡，将搅拌速度提高到800-1000r/min，高速搅至均匀；
4)进行研磨，研磨后，加入另一半量的水性环氧树脂固化剂、消泡剂和水，搅拌均匀后，过滤包装，即可得到组分B;
(3)水性环氧防腐涂料的制备:将组分A和组分B按1:4一1:6的质量比混合，搅拌均匀即可。
[0016]优选的，凹凸棒石为经过分散、表面功能化及亲疏水处理改性，制备步骤为:凹凸棒石原矿经过风化、破碎处理后，与占凹凸棒石质量1%-10%的改性剂充分混匀，然后采用对辊研磨机研磨处理，再将此混合物按固液比1:50 — I:5分散在水中，在5 MPa-20MPa进行瞬间高压处理，得到棒晶分散和表面功能化改性的纳米凹凸棒石。
[0017]优选的，所述的改性剂为硫酸锌、硫酸铁、磷酸铝钠、焦磷酸、六聚偏磷酸钠、聚偏磷酸钾、偏铝酸钠、硬脂酸镁、改性剂KH550、改性剂KH560、改性剂KH570、聚丙烯酰胺、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、四乙氧基硅烷、苯胺、吡咯、甘氨酸、聚乙二醇、羟乙基纤维素、聚甲基丙烯酸中的I种、2种或3种。
[0018]环氧体系的涂层由于含有环氧基团而与金属固件具有超强的附着力，使得涂层对腐蚀介质的屏蔽作用增强，减缓了腐烛到达基材的速率，故而起到增强涂层的防腐性的功能。非离子型的水性环氧涂料是本发明的研究和开发的重点。
[0019]与现有产品相比，本发明的特点为:
(I)本发明采用低粘度的液态环氧树脂E51，用适量的环氧稀释剂稀释，固化时环氧稀释剂参与反应，与固化剂相互交联成致密的网状结构，不挥发，所以属于低VOC(挥发性有机化合物)，对环境不会造成污染，符合环保理念。
[0020]所用的环氧树脂固化剂是一种非离子型的自乳化固化剂，不易受环境pH值的影响，储存稳定性好，耐腐蚀性能佳。
[0021](2)本发明涂料在制备过程中，以水作为分散介质，不含挥发性有机溶剂，无毒，不会对环境造成污染，水性环氧防腐涂料不燃、不爆，使用安全方便，有利于环境保护，对使用者安全健康，适合于工业防腐涂料的涂装。
[0022](3)本发明涂料是一种非离子型的水性环氧防腐涂料，所以不易受环境pH值的影响，储存稳定性好，使得腐蚀介质不容易腐烛基材。
[0023](4)本发明所用的凹凸棒石是一种天然的纳米材料，常作高分子材料的增强剂。
[0024]凹凸棒石的理想化学式为Mg5Si8O20(OH2) (OH2)4.4Η20，其集合体为土状、致密块体构造，产于沉积岩和风化壳中，具有弱丝絹或油脂光泽。凹凸棒石是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸粘土矿物，具有特殊的一维纳米棒状晶体结构和优异的胶体、吸附和补强性能，增强了涂层的附着力，抗腐蚀性等；凹凸棒石棒晶形成的三维胶体网络具有高度触变性，在施工剪切时，粘度迅速下降，因此，在胶体结构重新建立前，能够显著改善漆膜的流动和流平性；凹凸棒石具有期望的物理性能一隋性，所以性能稳定，易于贮藏和操作，并可以在干粉状态下加到配方中分散，或在形成预凝胶后加入；另外，凹凸棒土还具有很好的流变性能，这包括颜料的优良悬浮性，很好的抗流挂性，取代部分纤维素增稠剂而减少对水的敏感性，与另一些增稠剂间有着很好的混溶性。
[0025]凹凸棒石作为一种天然的纳米材料，在我国江苏和甘肃等地储量丰富。具有廉价、储量丰富、性能优异、稳定、环境友好等优势。另外凹凸棒石在水性分散体系中具有很宽的PH值和温度范围的储存稳定性，它不受微生物侵蚀，也不受盐、酸或碱的影响。
[0026]凹凸棒石的比表面积大，表面活性高，并且表面含有极性的羟基，因此在涂料的制备中作为惰性填料使用，其应用价值非常可观。凹凸棒石在我国有着非常丰富的储量，价格便宜，降低了涂料的成本，且使用方便快捷。
[0027]凹凸棒石在水性分散体系中具有很宽的pH值和温度范围