本發(fā)明涉及水性涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐儲(chǔ)藏性優(yōu)異的水性石墨烯金屬防銹底漆及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著涂料工業(yè)和涂裝向低污染化發(fā)展，水性涂料正在日益興起。金屬腐蝕導(dǎo)致的損失十分嚴(yán)重，金屬材料的防腐蝕涂料引起國內(nèi)外關(guān)注。溶劑型防銹涂料，存在污染大氣、毒性和火災(zāi)危險(xiǎn)等幾個(gè)方面問題。因此研制水性防銹底漆受到重視。水性防銹漆是以水做為分散介質(zhì)，利用物理、化學(xué)等多重防銹機(jī)理，根據(jù)化學(xué)轉(zhuǎn)化，絡(luò)和反應(yīng)等化學(xué)原理配制而成，是傳統(tǒng)防銹底漆的最佳換代產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于各種汽車、船舶、網(wǎng)架、機(jī)械制造、集裝箱、鐵路、橋梁、鍋爐、鋼結(jié)構(gòu)、石化設(shè)備等防腐保護(hù)，是溶劑型油漆不可比擬的。
丙烯酸酯乳液保色、保光，且具有良好的耐水性、耐候性、耐酸堿性和耐腐蝕性，故而常被用作傳統(tǒng)水性防銹底漆的成膜物體系。其作為成膜物使用時(shí)存在易遷移的缺點(diǎn)，使涂膜的硬度、耐化學(xué)品性、耐醇耐堿性、抗粉化性等性能減弱，有必要對(duì)丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性，同時(shí)傳統(tǒng)的水性防銹底漆中的水分與鋼鐵表面接觸后會(huì)造成閃銹，防腐性能急劇下降，不利于金屬表面的防腐防銹保護(hù)。
《水性石墨烯防銹底漆的研制》一文以苯乙烯改性丙烯酸酯乳液作為成膜物，創(chuàng)造性的添加石墨烯等研制了一種環(huán)境友好型水性石墨烯防銹底漆。通過一系列試驗(yàn)研制的水性石墨烯防銹底漆各項(xiàng)性能指標(biāo)完全達(dá)到甚至超過普通防腐涂料的技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)符合環(huán)保要求，且生產(chǎn)和施工工藝簡單，使用方便，性價(jià)比高，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。然而文中制備的水性防銹底漆存在附著力不佳、耐磨性低、功能較為單一且過多使用苯乙烯不節(jié)能環(huán)保等缺陷，需要對(duì)現(xiàn)有工藝和配方加以改性。
聚苯乙烯泡沫塑料的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，具有隔熱、隔音、防震、防水、耐酸堿、抗腐蝕、耐老化等特性，兼具質(zhì)輕美觀等優(yōu)點(diǎn)，是世界上應(yīng)用最廣泛的塑料之一，并且多為一次性使用，用后即成為廢品，在自然界中不易老化腐爛，難于自然降解和被微生物降解，不為自然環(huán)境所親和，而且廢聚苯乙烯泡沫塑料本身帶有各種有毒化學(xué)物質(zhì)，有必要將其改性后替代苯乙烯對(duì)丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性后添加到原料中，再配伍其他有效助劑從而制備出符合環(huán)保要求的新型的水性防腐底漆。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種耐儲(chǔ)藏性優(yōu)異的水性石墨烯金屬防銹底漆及其制作方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種耐儲(chǔ)藏性優(yōu)異的水性石墨烯金屬防銹底漆，由下列重量份的原料制成：丙烯酸酯乳液38-39、廢聚苯乙烯泡沫7.7-8.7、石墨烯4.3-4.8、3-氨丙基三乙氧基硅烷1.1-1.4、辣椒素0.3-0.5、瀝青乳液6-8、硬脂酸0.6-0.8、重質(zhì)碳酸鈣3-5、莫來石粉8-10、黃柏提取液3-5、顏料20-21、去離子水適量。
所述的一種耐儲(chǔ)藏性優(yōu)異的水性石墨烯金屬防銹底漆的制作方法，包括以下步驟：
（1）將莫來石粉研磨過120-140目篩，加入瀝青乳液放入高混機(jī)中高速攪拌10-15分鐘，于740-830℃下高溫處理20-30分鐘，冷卻至室溫加入辣椒素超聲研磨40-50分鐘，得改性混合粉體；
（2）將黃柏提取液和總重量1-2倍的去離子水?dāng)嚢杌靹?，加?-氨丙基三乙氧基硅烷超聲分散15-20分鐘，加入石墨烯、重質(zhì)碳酸鈣攪拌混勻并于85-95℃的水浴中靜置8-10小時(shí)，投入到混合機(jī)中，以10000r/min的轉(zhuǎn)速高速攪拌30秒抽濾洗滌至中性并烘干得改性石墨烯；
（3）將廢聚苯乙烯泡沫洗凈、晾干、粉碎，加入到總重量1.5-2倍的混合溶劑中，邊加邊攪拌，使其完全溶解，加入丙烯酸酯乳液、硬脂酸攪拌混勻，放入55-65℃水浴中快速攪拌20-30分鐘得改性丙烯酸酯乳液；
（4）將步驟（1）、（2）物料加入到去離子水中，攪拌10-15分鐘，邊加邊攪拌下緩慢加入顏料高速攪拌分散30-60分鐘，并球磨至粒徑為60um以下，加入步驟（3）所得改性丙烯酸酯乳液繼續(xù)分散均勻，于0.1MPa真空下脫氣1-2小時(shí)，過濾出料。
所述的混合溶劑是將乙酸乙酯、d-檸檬烯、甲苯按質(zhì)量比為2∶1∶1配制。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明選用了廢聚苯乙烯泡沫改性丙烯酸酯乳液作為成膜物，不僅有效解決了廢聚苯乙烯泡沫堆積帶來的環(huán)境污染問題，降低成本還使丙烯酸酯乳液經(jīng)改性后，引入苯乙烯鏈段，克服了常規(guī)乳化劑易遷移的缺點(diǎn)，使涂膜的硬度、耐化學(xué)品性、耐水性、抗粉化性等性能得到提高；本發(fā)明還創(chuàng)新性地加入適量的石墨烯并對(duì)其進(jìn)行改性，提高了石墨烯比表面積，使其在涂料中實(shí)現(xiàn)層層疊加效應(yīng)，在金屬表面形成了致密的網(wǎng)狀涂層結(jié)構(gòu)，有效隔絕了腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散滲透，加之石墨烯的化學(xué)惰性，有效提高了涂層的防腐防銹性能；同時(shí)配伍改性混合粉體等助劑制得的防銹底漆抗菌性強(qiáng)、耐儲(chǔ)藏性優(yōu)異，在配制完成后可在室溫下儲(chǔ)存180天而不發(fā)生明顯的性狀改變和性能下降。
具體實(shí)施方式
一種耐儲(chǔ)藏性優(yōu)異的水性石墨烯金屬防銹底漆，由下列重量份的原料制成：丙烯酸酯乳液38、廢聚苯乙烯泡沫7.7、石墨烯4.3、3-氨丙基三乙氧基硅烷1.1、辣椒素0.3、瀝青乳液6、硬脂酸0.6、重質(zhì)碳酸鈣3、莫來石粉8、黃柏提取液3、顏料20、去離子水適量。
所述的一種耐儲(chǔ)藏性優(yōu)異的水性石墨烯金屬防銹底漆的制作方法，包括以下步驟：
（1）將莫來石粉研磨過120-140目篩，加入瀝青乳液放入高混機(jī)中高速攪拌10-15分鐘，于740-830℃下高溫處理20-30分鐘，冷卻至室溫加入辣椒素超聲研磨40-50分鐘，得改性混合粉體；
（2）將黃柏提取液和總重量1-2倍的去離子水?dāng)嚢杌靹?，加?-氨丙基三乙氧基硅烷超聲分散15-20分鐘，加入石墨烯、重質(zhì)碳酸鈣攪拌混勻并于85-95℃的水浴中靜置8-10小時(shí)，投入到混合機(jī)中，以10000r/min的轉(zhuǎn)速高速攪拌30秒抽濾洗滌至中性并烘干得改性石墨烯；
（3）將廢聚苯乙烯泡沫洗凈、晾干、粉碎，加入到總重量1.5-2倍的混合溶劑中，邊加邊攪拌，使其完全溶解，加入丙烯酸酯乳液、硬脂酸攪拌混勻，放入55-65℃水浴中快速攪拌20-30分鐘得改性丙烯酸酯乳液；
（4）將步驟（1）、（2）物料加入到去離子水中，攪拌10-15分鐘，邊加邊攪拌下緩慢加入顏料高速攪拌分散30-60分鐘，并球磨至粒徑為60um以下，加入步驟（3）所得改性丙烯酸酯乳液繼續(xù)分散均勻，于0.1MPa真空下脫氣1-2小時(shí)，過濾出料。
所述的混合溶劑是將乙酸乙酯、d-檸檬烯、甲苯按質(zhì)量比為2∶1∶1配制。
依據(jù)本發(fā)明制得的水性石墨烯金屬防銹底漆具有如下技術(shù)指標(biāo)：
（1）耐鹽水性（3%NaCl）：242 h，不起泡、不脫落；
（2）耐鹽霧性/h：168；
（3）貯存穩(wěn)定性：8個(gè)月無分層、無沉淀；
（4）附著力/級(jí)：1；
（5）硬度：H。