[发明专利]一种耐腐蚀水性氨基烤漆及其制备方法

说明书

本发明属于水性涂料技术领域，特别涉及一种耐腐蚀水性氨基烤漆及其制备方法。首先采用改进Hummers法制备成氧化石墨烯GO，接着利用葡萄糖作为还原剂得到氧化还原石墨烯rGO，利用带磺酸基团的重氮盐溶液磺化rGO得到磺化石墨烯sGr，将聚苯胺PANI包裹在V₂O₅表面以增加其电导率，从而促进钝化膜的快速形成。同时PANI包裹的五氧化二钒（PV）通过π‑π相互作用与sGr自组装得到sGr@PV粉末。最后将丙烯酸乳液与氨基树脂混合，在混合过程中通过物理共混的方式将sGr@PV粉末作为增强剂引入，得到水性高硬、防腐氨基烤漆，所得水性氨基烤漆具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，特别涉及一种耐腐蚀水性氨基烤漆及其制备方法。

背景技术

如今，由于对挥发性有机化合物(VOC)排放和使用的限制，水性涂料引起了广泛关注。同时，水性涂料具有一系列潜在的优点，如环保、无毒、不燃、低能耗固化等，而溶剂基涂料不提供这些功能。水性丙烯酸树脂因其优异的性能，包括保光性、保色性、耐热性和耐腐蚀性，已广泛应用于各种行业，如汽车、皮革工业和建筑领域。然而，水性丙烯酸树脂存在耐久性和内在化学稳定性的问题，这可能归因于两个原因，即对基材的附着力差和耐水性差。由于水性涂料的力学性能主要由增强体的内在性质和与基体树脂的相互作用决定，所以研究者主要从这两方面出发。

石墨烯是一种单原子厚度的二维碳层，被认为是有史以来最强的材料，并引发了人们对开发各种新型复合材料的极大兴趣。与碳纳米管相比，石墨烯纳米片(GNs)具有更少的缠结、更大的比表面积、更低的生产成本，因此是聚合物机械增强的理想候选材料。同时因为它们具有很强的聚集趋势和高度惰性的表面，为了充分利用石墨烯的潜力，必须在界面上实现分子水平的分散和有效的应力转移。对于氧化石墨烯，羟基和羧基可以用来改变它们的表面性质。然而，氧化石墨烯是热不稳定的，即使在低于100℃的温度下也开始分解，相比之下，热还原或化学还原的表面活性物质具有更高的热稳定性，但是，官能团的减少严重削弱了表面活性物质在有机介质中的分散能力。

发明内容

本发明目的在于提供一种水性丙烯酸氨基烤漆及制备方法。本发明利用石墨烯优异的力学性能，以及其对水分，氧气以及其他气体和液体的阻隔性能来改善水性丙烯酸氨基烤漆的耐候性能。由于石墨烯在水中分散性不好，故采用重氮盐溶液对石墨烯进行磺化，利用磺酸基团的亲水性来改善石墨烯在乳液中的分散性。此外，将聚苯胺（PANI）包裹在五氧化二钒（V₂O₅）表面以增加其电导率，从而促进钝化膜的快速形成，同时PANI包裹的五氧化二钒（PV）通过π-π相互作用与sGr自组装。最后通过引入sGr @ PV粉末作为增强剂，提升氨基烤漆的防腐性能。

本发明采取以下的解决方案：

一种耐腐蚀水性氨基烤漆，包括质量百分比的如下组分：

自制水性丙烯酸乳液 50-60%

氨基树脂 6-10%

去离子水 30-40%

sGr @ PV 0.1-0.5%

消泡剂 0.1-0.5%

流平剂 0.1-0.5%

N,N-二甲基乙醇胺 0.5-1%

总质量分数之和为100%。

其中氨基树脂为高甲醚化氨基树脂，购自苏州青天新材料有限公司,型号AA-9077。