本發(fā)明涉及水性涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐紫外線照射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，提供一種耐紫外線照射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：
一種耐紫外線照射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39-41、廢聚苯乙烯泡沫7.2-8.2、石墨烯4.1-5.1、納米氧化鋅0.7-0.9、硅藻土10-12、凡士林3-5、酪蛋白酸鈉2.1-2.5、季戊四醇9-10、蘆根提取液3-4、甲基環(huán)硅氧烷1.2-1.4、顏料18-21、去離子水適量。
所述的一種耐紫外線照射的水性石墨烯金屬防銹底漆的制作方法，包括以下步驟：
（1）將硅藻土研磨過120-140目篩，加入季戊四醇放入高混機(jī)中高速攪拌10-15分鐘，于630-710℃下高溫處理20-30分鐘，冷卻至室溫加入納米氧化鋅、凡士林超聲研磨40-50分鐘，得改性硅藻土；
（2）將酪蛋白酸鈉和總重量1-2倍的去離子水?dāng)嚢杌靹?，加入甲基環(huán)硅氧烷超聲分散15-20分鐘，加入石墨烯攪拌混勻并于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、蘆根提取液攪拌混勻，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)配伍改性硅藻土等助劑制得的防銹底漆無毒無味，安全環(huán)保，具有硬度高、耐紫外線照射等優(yōu)點(diǎn)，而且會(huì)對有害的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)長效的吸附降解，使得對人體有害物質(zhì)喪失或降低活性。
具體實(shí)施方式
一種耐紫外線照射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39、廢聚苯乙烯泡沫7.2、石墨烯4.1、納米氧化鋅0.7、硅藻土10、凡士林3、酪蛋白酸鈉2.1、季戊四醇9、蘆根提取液3、甲基環(huán)硅氧烷1.2、顏料18、去離子水適量。
所述的一種耐紫外線照射的水性石墨烯金屬防銹底漆的制作方法，包括以下步驟：
（1）將硅藻土研磨過120-140目篩，加入季戊四醇放入高混機(jī)中高速攪拌10-15分鐘，于630-710℃下高溫處理20-30分鐘，冷卻至室溫加入納米氧化鋅、凡士林超聲研磨40-50分鐘，得改性硅藻土；
（2）將酪蛋白酸鈉和總重量1-2倍的去離子水?dāng)嚢杌靹?，加入甲基環(huán)硅氧烷超聲分散15-20分鐘，加入石墨烯攪拌混勻并于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、蘆根提取液攪拌混勻，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）：241 h，不起泡、不脫落；
（2）耐鹽霧性/h：169；
（3）附著力/級：1；
（4）耐沖擊性/cm：50；
（5）硬度：H。