本發(fā)明涉及環(huán)保型水性涂料的制備技術(shù)，尤其涉及一種石墨烯-納米碳纖維共混水性防銹涂料。

背景技術(shù)：

鋼鐵制品在大氣環(huán)境中極易腐蝕，全世界每年因腐蝕而損失的鋼鐵數(shù)量十分巨大，為了解決或減輕鋼鐵制品的腐蝕，常采用各種防腐措施，一種防腐措施就是在鋼鐵表面覆蓋防護(hù)層以隔絕空氣和鋼鐵的直接接觸。鋼鐵制品在覆蓋防護(hù)層前必須要將表面的鐵銹清除，目前的除銹方法主要有機(jī)械法和化學(xué)法兩大類。機(jī)械法如人工敲鏟，打磨，噴砂等，缺點是勞動強(qiáng)度大，效率低，粉塵污染嚴(yán)重，且受到構(gòu)件形狀的限制，如邊、棱角、凹角、及細(xì)管內(nèi)徑的銹就難以清除干凈；利用除銹劑的化學(xué)法是目前在工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的方法，目前國內(nèi)外有關(guān)的鋼鐵除銹劑的產(chǎn)品種類繁多，鋼鐵除銹劑通常是各種酸液，而且以硫酸和鹽酸成分為主，存在的問題是，硫酸對氧化皮的溶解能力差，而且需要在高溫下進(jìn)行，容易產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象，酸洗后的鋼鐵表面狀態(tài)不理想。

現(xiàn)有的水性涂料存在的主要缺點是與金屬表面的結(jié)合力弱、耐候性差、力學(xué)性能差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，提供一種附著力強(qiáng)、物理化學(xué)性能均優(yōu)的水性涂料，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種石墨烯-納米碳纖維共混水性防銹涂料，由以質(zhì)量份數(shù)計的以下成分組成：納米改性丙烯酸乳液34-48份、苯丙乳液20-25份、去離子水36-48份、附著力促進(jìn)劑0.5-0.7份、氧化石墨烯1.3-1.9份、納米碳纖維2.6-3.1份、二酐10-12份、聚合物基有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料4.0-4.8份、分散劑0.8-1.1份、潤濕劑0.05-0.11份、催化劑0.08-0.20份、改性胺固化劑3.0-4.0份、成膜劑0.7-0.9份。

本發(fā)明采用氧化石墨烯與納米碳纖維的共混體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)的纖維素，能夠顯著提高涂料的綜合機(jī)械性能、基體附著力；并加入聚合物基有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料，其與氧化石墨烯相互配合能夠大大增強(qiáng)涂料的防腐防銹性能；所述改性胺固化劑與納米碳纖維相互配合則能夠提高整個涂料體系的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，所述聚合物基有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料為采用插層法制備的聚酰胺-鈉基蒙脫土納米復(fù)合材料，鈉基蒙脫土具有親水性，特別適合于本發(fā)明的水性涂料中。

進(jìn)一步的，所述納米碳纖維的直徑為100-250nm、長度為10-25μm，納米碳纖維的長度直接影響涂料的機(jī)械性能與穩(wěn)定性，試驗表明上述規(guī)格范圍內(nèi)的納米碳纖維與涂料體系的配合最佳。

進(jìn)一步的，所述二酐為苯四酸二酐，特別有利于提高涂料的耐熱性及力學(xué)性能。

進(jìn)一步的，所述分散劑為超高分子量聚二甲基硅氧烷，其具有優(yōu)異的耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，所述潤濕劑為多元醇型表面活性劑，耐酸堿性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

進(jìn)一步的，所述催化劑為由1-2份三丁胺、0.4-0.6份三亞乙基二胺的乙二醇溶液和0.2-0.3份的辛酸亞錫組成的混合物。

本發(fā)明的有益效果在于：具有極為優(yōu)異的防銹、防腐、防污性能，且與基體附著力強(qiáng)，能直接施用于任何金屬表面，使金屬與外界的空氣、水及腐蝕介質(zhì)隔絕，從而達(dá)到防銹、防腐蝕的的。

具體實施方式

實施例1、

一種石墨烯-納米碳纖維共混水性防銹涂料，由以質(zhì)量份數(shù)計的以下成分組成：納米改性丙烯酸乳液41份、苯丙乳液22.5份、去離子水42份、附著力促進(jìn)劑0.6份、氧化石墨烯1.6份、納米碳纖維2.8份、苯四酸二酐11份、聚酰胺-鈉基蒙脫土納米復(fù)合材料4.4份、超高分子量聚二甲基硅氧烷0.95份、多元醇型表面活性劑0.08份、催化劑0.14份、改性胺固化劑3.5份、成膜劑0.8份。

所述納米碳纖維的直徑為175nm、長度為17.5μm。

催化劑為由1.5份三丁胺、0.5份三亞乙基二胺的乙二醇溶液和0.25份的辛酸亞錫組成的混合物。

實施例2、

一種石墨烯-納米碳纖維共混水性防銹涂料，由以質(zhì)量份數(shù)計的以下成分組成：納米改性丙烯酸乳液34份、苯丙乳液20份、去離子水36份、附著力促進(jìn)劑0.5份、氧化石墨烯1.3份、納米碳纖維2.6份、苯四酸二酐10份、聚酰胺-鈉基蒙脫土納米復(fù)合材料4.0份、超高分子量聚二甲基硅氧烷0.8份、多元醇型表面活性劑0.05份、催化劑0.08份、改性胺固化劑3.0份、成膜劑0.7份。

所述納米碳纖維的直徑為175nm、長度為17.5μm。

催化劑為由1.5份三丁胺、0.5份三亞乙基二胺的乙二醇溶液和0.25份的辛酸亞錫組成的混合物。

實施例3、

一種石墨烯-納米碳纖維共混水性防銹涂料，由以質(zhì)量份數(shù)計的以下成分組成：納米改性丙烯酸乳液48份、苯丙乳液25份、去離子水48份、附著力促進(jìn)劑0.7份、氧化石墨烯1.9份、納米碳纖維3.1份、苯四酸二酐12份、聚酰胺-鈉基蒙脫土納米復(fù)合材料4.8份、超高分子量聚二甲基硅氧烷1.1份、多元醇型表面活性劑0.11份、催化劑0.20份、改性胺固化劑4.0份、成膜劑0.9份。

所述納米碳纖維的直徑為175nm、長度為17.5μm。

所述催化劑為由1.5份三丁胺、0.5份三亞乙基二胺的乙二醇溶液和0.25份的辛酸亞錫組成的混合物。

上述三種實施例的涂料性能指標(biāo)實測如下：

分析上表可知，本發(fā)明的三種實施例的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性均十分優(yōu)異，其中實施例1的防銹性能、耐酸堿性能為最優(yōu)；且經(jīng)過檢測，本發(fā)明的實施例的涂料中均為檢出可溶性鉛、鎘、鉻、汞等重金屬物質(zhì)。

以上述依據(jù)本發(fā)明理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。