一种硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆及其制备方法与流程

本发明属于金属防腐漆，尤其涉及一种硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆及其制备方法。

背景技术：

1、随着金属材料在各个行业的广泛应用，其腐蚀问题日益突出，造成巨大的经济损失。金属防腐漆通过将金属与腐蚀性物质隔离，有效切断腐蚀回路，是金属基体腐蚀防护的最有效措施之一。沥青漆作为一种金属防腐漆，具有良好的耐水、耐酸、耐碱及抗化学性能，主要用于室内、水下、地下及不受阳光照射的设备相对应的金属材料。然而，单纯的沥青漆金属附着力和柔韧性差，长期使用容易发生剥落，失去防护作用，造成金属材料的局部腐蚀，限制了其推广应用。沥青漆中添加干性植物油或醇酸树脂，可以改善附着力和柔韧性，但干燥速度会受到影响而变小，同时沥青漆形成的漆膜存在缩孔，需要额外添加流平剂，以改善沥青漆的流平性。

技术实现思路

1、有鉴于此，为解决该问题，本发明提供了一种硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆及其制备方法。本发明利用超声波制备得到一种硅藻土/壳聚糖复合材料(其中超声波可以在溶液中快速高效分散硅藻土及壳聚糖等固体材料，加速复合材料的反应进程)，并通过制备得到的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，不仅可以明显改善沥青漆在金属表面的附着能力、成膜厚度和流平性能，并且具有良好的干燥速度。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个技术目的是提供一种硅藻土/壳聚糖复合材料，由以下重量份的原料制成：

4、硅藻土：5-15份；

5、硅烷偶联剂：5-15份；

6、乙醇水溶液：150-200份；

7、乙酸：0.5-2份；

8、壳聚糖：0.1-0.3份。

9、进一步的，所述的硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，由于相比其他两种硅烷偶联剂而言，极性较弱，与石油沥青的极性更为接近，更易溶于二甲苯、溶剂油等极性较弱的有机溶剂，可以提高硅藻土/壳聚糖复合材料在沥青漆中的分散稳定性。

10、进一步的，所述乙醇溶液的质量分数为40-80％，优选45-55％。

11、进一步的，所述壳聚糖的分子量为30000-100000，优选分子量为30000的壳聚糖，分子量较低的壳聚糖更容易溶解在含乙酸的溶液中，有助于壳聚糖与硅藻土通过表面的非共价复合。

12、进一步的，所述硅藻土/壳聚糖复合材料的制备方法如下：

13、步骤1，将硅藻土在450℃的马弗炉中煅烧3h，冷却至室温加入到乙醇水溶液中，再加入乙酸，在60℃下搅拌0.5-1h得到酸化的硅藻土分散液。

14、步骤2，在酸化的硅藻土分散液中加入硅烷偶联剂、壳聚糖，在80℃下进行超声2h，然后进行过滤、烘干得到硅藻土/壳聚糖复合材料。

15、需要说明的是，所述硅藻土需通过高温(450℃)煅烧处理，除去有机杂质，增加微孔通透性，有利于表面的改性和复合其他材料。

16、本发明的第二个技术目的是提供一种硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，由以下重量份的原料制成：

17、石油沥青：50-60份；

18、有机溶剂：40-50份；

19、植物油：5-10份；

20、硅藻土/壳聚糖复合材料：2-5份；

21、催干剂：0.3-1.5份；

22、分散剂：0.05-0.2份。

23、进一步的，石油沥青为10号建筑石油沥青，优选软化点为110-130℃的10号建筑石油沥青。

24、进一步的，所述有机溶剂选自100号溶剂油、200号溶剂油、甲苯、二甲苯中的一种或多种组合，优选200号溶剂油和二甲苯以重量比1:(0.5-4)组成的混合物，优选重量比为1:(1-3)。

25、进一步地，所述植物油选自豆油、蓖麻油、菜籽油、亚麻油、熟桐油中的一种或多种组合，优选熟桐油。

26、进一步的，所述催干剂由焦油酸铅、焦油酸钴和焦油酸锌按以下质量百分比组成：20-30％、20-30％，40-60％。

27、进一步的，所述分散剂为一种磷酸酯型分散剂或一种聚氨酯分散剂，优选磷酸酯型分散剂，相比后者与沥青漆的相容性更好，更有利于硅藻土/壳聚糖复合材料的分散稳定性。

28、本发明的第三个技术目的是提供所述改性沥青漆的制备方法，具体包括如下步骤：

29、步骤1：将石油沥青破碎成颗粒状，通过常温搅拌2-3h溶解在有机溶剂中得到未改性沥青漆母液。

30、步骤2：将硅藻土/壳聚糖复合材料研磨成细小粉末，连同桐油、分散剂、催干剂依此加入到未改性沥青漆母液中，在80-100℃下搅拌2-3h得到所述改性沥青漆。

31、通过采用上述技术方案，选用较高软化点的石油沥青，将其破碎成颗粒状，可以改善沥青漆的耐热性能并且提高石油沥青在有机溶剂中的溶解性能，使得石油沥青在常温下就能够溶解在有机溶剂中。壳聚糖本身具有的多个羟基和氨基，与金属表面具有较强的螯合和吸附能力，使得复合壳聚糖的硅藻土的能够进一步提高沥青漆的金属附着力，硅藻土的多孔性，可以加快漆膜的溶剂的挥发以及植物油氧化催干反应的速度，从而加快沥青漆干燥速度，经过硅烷偶联剂改性的硅藻土，可以改善硅藻土的润湿状态，从而提高沥青漆的流平性能，将硅藻土/壳聚糖复合材料分散在沥青漆中，可以改变其流变性能，提高粘度，增加成膜厚度。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、通过添加硅藻土/壳聚糖复合材料，不仅可以明显改善沥青漆的金属附着力和柔韧性，还可加快沥青漆漆膜的干燥速度以及改善其流平性能抑制缩孔的产生，此外复合材料的添加可提高沥青漆的粘度，增加成膜厚度。

1.一种硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，其特征在于，所述硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆由以下重量份的原料制成：

2.根据权利要求1所述的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，其特征在于，所述石油沥青为10号建筑石油沥青。

3.根据权利要求1所述的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，其特征在于，所述有机溶剂选自100号溶剂油、200号溶剂油、甲苯、二甲苯中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，其特征在于，所述植物油选自豆油、蓖麻油、菜籽油、亚麻油、熟桐油中的一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，其特征在于，所述催干剂由焦油酸铅、焦油酸钴和焦油酸锌按以下质量百分比组成：20-30％、20-30％，40-60％。

6.根据权利要求1所述的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，其特征在于，所述分散剂为一种磷酸酯型分散剂或一种聚氨酯分散剂，优选磷酸酯型分散剂。

7.根据权利要求1所述的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，其特征在于，所述硅藻土/壳聚糖复合材料由以下重量份的原料制成：

8.根据权利要求7所述的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合。

9.根据权利要求7所述的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆，其特征在于，所述乙醇溶液的质量分数为40-80％，所述壳聚糖的分子量为30000-100000。

10.一种如权利要求1所述的硅藻土/壳聚糖复合材料改性沥青漆的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：