本發(fā)明特別涉及一種含鋰云母渣水性環(huán)氧富鋅涂料及其制備方法，屬于涂料。

背景技術(shù)：

1、在我國，鋼鐵腐蝕的現(xiàn)象是十分嚴(yán)重的，每年因?yàn)樗⒖諝庠斐傻匿撹F材料腐蝕所帶來的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到數(shù)百億占到當(dāng)年gdp的3%左右。鋼材腐蝕不單是對經(jīng)濟(jì)的損失，最重要的是會(huì)嚴(yán)重削弱鋼結(jié)構(gòu)的壽命和安全性。環(huán)氧富鋅涂料是重防腐涂料中的一種，因其優(yōu)異的物理機(jī)械性能和防腐性能而得到廣泛應(yīng)用。該涂料一般需要加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%?-?80%的鋅粉作為犧牲陽極，但是如果鋅粉用量過高，涂層容易多孔，附著力下降，與中間漆的結(jié)合力也會(huì)降低，影響涂料整體的防腐性能，且鋅粉含量過高在焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氧化鋅，對施工人員身體嚴(yán)重不利，同時(shí)，鋅粉價(jià)格昂貴，涂料成本較高，則既減少鋅粉用量又提高水性富鋅環(huán)氧涂料防腐水平的研究引起了防腐工作者的廣泛關(guān)注。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供一種含鋰云母渣水性環(huán)氧富鋅涂料及其制備方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

3、本發(fā)明的第一方面提供一種含鋰云母渣水性環(huán)氧富鋅涂料的制備方法，包括以下步驟：

4、將納米二氧化硅與甲苯混合進(jìn)行超聲分散2-3h，加入kh-560于燒瓶中，在80-90°c下反應(yīng)4-8h，冷卻到室溫后抽濾，水、乙醇洗滌，真空干燥，制備表面引入環(huán)氧基的納米二氧化硅；

5、將表面引入環(huán)氧基的納米二氧化硅與水混合進(jìn)行超聲分散2-5h，繼續(xù)加入ti3c2tx，在60-90°c下反應(yīng)6-8h，再加入70-80wt%水合肼溶液，在90-95°c下反應(yīng)10-12h，冷卻到室溫后抽濾，水、乙醇洗滌，真空干燥，制備ti3c2tx-二氧化硅復(fù)合納米材料；

6、將鋰云母渣放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨處理，磨至其比表面積為1000-1500?m2/kg的顆粒，得到鋰渣；將滑石粉與乙二醇混合進(jìn)行常溫超聲處理2-5h，繼續(xù)加入尿素水溶液攪拌反應(yīng)，后抽濾，水、乙醇洗滌，真空干燥，制備滑石粉插層復(fù)合物；再將鋰渣、鋅粉與所述滑石粉插層復(fù)合物進(jìn)行常溫超聲處理0.5-2h，再用球磨機(jī)在轉(zhuǎn)速為300-600r/min的條件下研磨0.4-1h，制備鋰渣/鋅粉/滑石粉插層復(fù)合物；

7、在攪拌釜中依次加入水性環(huán)氧乳液、所述ti3c2tx-二氧化硅復(fù)合納米材料、去離子水、分散劑、消泡劑、濕潤劑、去離子水、鋰渣/鋅粉/滑石粉插層復(fù)合物攪拌均勻，轉(zhuǎn)速100-500?r/min，攪拌0.5-1?h，制備a組分；

8、在攪拌釜中加入水性環(huán)氧固化劑、消泡劑、流平劑、成膜助劑攪拌均勻即可，制備b組分；

9、在攪拌釜中依次加入a組分、b組分進(jìn)行攪拌分散，轉(zhuǎn)速200-500?r/min，攪拌0.5-1h，制備含鋰云母渣水性環(huán)氧富鋅涂料。

10、優(yōu)選地，所述的ti3c2tx為單層或多層結(jié)構(gòu)。

11、優(yōu)選地，所述的水性環(huán)氧乳液為雙酚a型環(huán)氧樹脂乳液，固含量為40%-60%。

12、優(yōu)選地，所述的水性環(huán)氧固化劑的制備方法包括：

13、1）按照摩爾比?8:1?分別稱取二乙烯三胺、丁二醇二縮水甘油醚進(jìn)行反應(yīng)，加熱至60-70℃，反應(yīng)時(shí)間為3-5h，制備多元胺加成物中間體；

14、2）用二甘醇單乙醚將多元胺加成物中間體中殘留小分子二乙烯三胺蒸除干凈；

15、3）按照摩爾比?0.2:1?分別稱取雙酚?a?型環(huán)氧樹脂、多元胺加成物中間體進(jìn)行加成反應(yīng)，加熱至?80-90℃，反應(yīng)時(shí)間為3-5h，制備水性環(huán)氧固化劑。

16、優(yōu)選地，所述的二氧化硅：kh-560的質(zhì)量比為5-20：1。

17、優(yōu)選地，所述的二氧化硅：ti3c2tx的質(zhì)量比為2-5：1。

18、優(yōu)選地，所述的滑石粉：乙二醇：尿素的質(zhì)量比為10-15：1：0.5。

19、優(yōu)選地，所述的鋰渣：鋅粉：滑石粉插層復(fù)合物質(zhì)量比為1：30-150：5-20。

20、優(yōu)選地，所述的a組分中，水性環(huán)氧乳液：ti3c2tx-二氧化硅納米材料：消泡劑：分散劑：濕潤劑：去離子水：鋰渣/鋅粉/滑石粉插層復(fù)合物質(zhì)量比=50-100：2-6：0.1-0.5：0.5-1：0.1-0.5：20-80：30-100。

21、優(yōu)選地，所述的b組分中，水性環(huán)氧固化劑：消泡劑：流平劑：成膜助劑質(zhì)量比=50-100：0.1-0.5：0.1-0.5：0.1-0.5；所述的水性環(huán)氧乳液：b組分質(zhì)量比=0.5-2：1

22、本發(fā)明第二方面提供一種含鋰云母渣水性環(huán)氧富鋅涂料，采用上述的方法制備得到。

23、本發(fā)明至少具有以下有益效果之一：

24、ti3c2tx具有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，因尺寸小、二維片層結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的導(dǎo)電性能和較高的電子遷移率，理論上是一種類似氧化石墨烯，既增強(qiáng)環(huán)氧富鋅涂料的防腐性能，又可替代部分鋅粉，而發(fā)揮導(dǎo)電作用的理想材料，特別是ti3c2tx在水溶劑體系中具有高分散性和穩(wěn)定性。二氧化硅表面上的硅烷醇基可與鄰近的氣相二氧化硅顆粒間相互作用而形成氫鍵，氫鍵作用使其形成觸變形結(jié)構(gòu)，氣相二氧化硅是一種較好的防沉劑。但納米二氧化硅粒度小，比表面積大，粒子間相互作用不易完全分散，添加進(jìn)入樹脂中，易團(tuán)聚，影響其防沉降效果以及制品的性能。

25、本發(fā)明利用偶聯(lián)劑法在二氧化硅表面引入環(huán)氧基，然后將納米二氧化硅與ti3c2tx進(jìn)行化學(xué)連接，由于ti3c2tx表面接枝納米二氧化硅，兩者相互隔離作用，更好的克服了納米二氧化硅粒子間的團(tuán)聚，有效地改善了二氧化硅在樹脂中的分散性。在環(huán)氧富鋅涂料中，分散性較好的ti3c2tx-二氧化硅形成致密的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和高效的防沉降體系。一方面由于ti3c2tx的導(dǎo)電性代替絕大部分鋅粉的導(dǎo)電作用與阻隔作用，另一方面由于納米二氧化硅的高效防沉降作用，極大地改善鋅粉在環(huán)氧樹脂中的分散性，提高鋅粉在涂料中的導(dǎo)電性和電化學(xué)腐蝕效率，同時(shí)納米二氧化硅本身對環(huán)氧涂料耐腐蝕性具有正向促進(jìn)作用。因此，添加ti3c2tx-二氧化硅制備的水性環(huán)氧富鋅涂料極大地減少了鋅粉用量及實(shí)現(xiàn)有機(jī)溶劑零排放，同時(shí)，水性環(huán)氧防腐涂料極大地減少有機(jī)溶劑和鋅粉對環(huán)境的污染，降低產(chǎn)品成本，消除火災(zāi)和安全隱患。

26、本發(fā)明利用乙二醇和尿素對滑石粉進(jìn)行插層處理，滑石粉為硅酸鎂鹽類礦物滑石族滑石，主要成分為含水硅酸鎂，通過對滑石粉進(jìn)行插層處理，從而使得乙二醇和尿素可以通過插入、嵌入等方式破壞滑石粉分子間力進(jìn)入層狀化合物的層間而不破壞其層狀結(jié)構(gòu)，從而增大層間距，改善層間微環(huán)境；再將鋰渣、鋅粉與滑石粉插層復(fù)合物進(jìn)行超聲和球磨處理，鋰渣的主要成分包括氧化硅、氧化鋁和氧化鈣的混合物，通過上述方法不僅能夠有效改善鋅粉的分散性，提高鋅粉的導(dǎo)電效率，而且能夠起到填充的作用，增強(qiáng)體系的密實(shí)度，提高漆膜的力學(xué)性能，并且也能夠起到介質(zhì)阻隔作用，間接增強(qiáng)耐腐蝕性，從而提高涂料的防腐效果。

27、綜上，本發(fā)明通過上述方法，不僅減少了鋅粉用量，而且提高了水性富鋅環(huán)氧涂料防腐效果，涂料貯存穩(wěn)定性好，施工安全方便，涂層干燥快，漆膜附著力強(qiáng)，防腐性能優(yōu)異。