[发明专利]一种功能化碳纳米管改性环氧丙烯酸树脂涂料的制备方法

说明书

本发明涉及防腐涂料技术领域，且公开了一种功能化碳纳米管改性环氧丙烯酸树脂涂料，通过共价键的连接，将碳纳米管和环氧丙烯酸树脂有机结合，改善了碳纳米管与环氧丙烯酸树脂的界面亲和性，有利于改善碳纳米管的分散性，解决碳纳米管的团聚问题，交联的碳纳米管加强了环氧丙烯酸树脂涂膜的紧密性，有效填充进涂膜中的间隙中，阻碍了水、氧气和电解质的渗透，提高了涂层的防化学腐蚀性和抗电化学防腐性能，同时引入的磷酸和磷酸酯基团，对金属具有很强的螯合性，产生大量的螯合环，形成致密的有机保护膜，进一步抑制水和氧气的渗透，表现出优异的耐盐雾性、防化学腐蚀和防电化学腐蚀的作用。

技术领域

本发明涉及防腐涂料技术领域，具体为一种功能化碳纳米管改性环氧丙烯酸树脂涂料的制备方法。

背景技术

腐蚀使金属等材料在周围介质的化学或电化学作用下，对金属产生的破坏，可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀，运输管道、远洋轮船、建筑材料等表面都会发生严重的腐蚀现象，产生的巨大的经济损失，引起潜在的工业生产安全问题，而开发防腐性能优异的涂料是解决金属材料发生发生的有效方法，如环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸树脂涂料等。

水性环氧丙烯酸树脂具有良好的亲水性，是一种环保型涂料，同时结合了环氧树脂和丙烯酸树脂两者的优点，具有良好的耐热性、耐化学药品性，硬度高等优点，在木器、塑料、金属胶黏剂或涂料中具有广泛的应用，因此提高水性环氧丙烯酸树脂的耐盐雾性、防腐性等性能成为研究热点，碳纳米管是一种性能优异的无机纳米材料，是高分子材料的理想填料，对高分子材料的综合性能有很大的提升，而对碳纳米管进行改性，改善分散性和团聚性问题也是一项研究难点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种功能化碳纳米管改性环氧丙烯酸树脂涂料的制备方法，具有优异的化学防腐和电化学防腐性能。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种功能化碳纳米管改性环氧丙烯酸树脂涂料，所述功能化碳纳米管改性环氧丙烯酸树脂涂料的制备方法如下：

(1)使用硫酸和硝酸的混酸溶液处理碳纳米管，得到酸化碳纳米管，向去离子水溶剂中加入酸化碳纳米管，超声分散后加入植酸，进行磷酸酯化反应，过滤溶剂，去离子水洗涤，得到植酸修饰碳纳米管。

(2)向去离子水溶剂中加入植酸修饰碳纳米管，超声分散后加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，进行烯基功能化反应，过滤溶剂，去离子水和乙醇洗涤，得到甲基丙烯酸酯基植酸修饰的功能化碳纳米管。

(3)向去离子水溶剂中加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和功能化碳纳米管，超声分散后形成聚合单体溶液，然后再向去离子水中加入十二烷基硫酸钠和环氧树脂，加入1/5体积的聚合单体溶液，加热至70-85℃，滴加加入过硫酸钾，反应30-90min，再加入剩余的1/5的聚合单体溶液，反应2-4h，得到功能化碳纳米管改性环氧丙烯酸树脂涂料。

(4)向功能化碳纳米管改性环氧丙烯酸树脂涂料中加入聚酰胺固化剂和有机硅消泡剂，高速乳化后，将乳液倒入马口铁上进行热固化，得到改性环氧丙烯酸树脂涂膜。

优选的，所述步骤(1)中的酸化碳纳米管和植酸的质量比为10:20-60。

优选的，所述步骤(1)中的磷酸酯化反应的温度为90-120℃，反应时间为6-18h。

优选的，所述步骤(2)中的植酸修饰碳纳米管和甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100:15-50。

优选的，所述步骤(2)中的烯基功能化反应的温度为30-60℃，反应时间为12-24h。

优选的，所述步骤(3)中的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、功能化碳纳米管、十二烷基硫酸钠、环氧树脂和过硫酸钾的质量比为 100:60-120:1.5-6:4-15:12-20:0.8-2。