1.本发明涉及水性涂料技术领域，具体涉及一种三元聚合纳米防腐水性涂料及其制备方法。
背景技术：
2.钢铁工件在加工完成后，为了免受腐蚀，一般在锻造后进行防锈防腐处理，一般采用在钢铁表面覆一层或多层防腐涂层或防腐材料的方式。
3.但是，由于涂层的附着力性能不够好，导致涂膜容易脱落；同时涂层耐水性还需要进一步提升，影响防腐蚀效果。基于此，本发明设计了一种三元聚合纳米防腐水性涂料及其制备方法以解决上述问题。
技术实现要素：
4.针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种三元聚合纳米防腐水性涂料及其制备方法。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
6.一种三元聚合纳米防腐水性涂料，包括以下重量份数的原料：水性环氧树脂80～92份、丙烯酸乳液38～55份、淀粉7～13份、钠水玻璃6～11份、铝硅酸盐4～8份、普鲁兰多糖3～7份、碳酸钠1～3份、纳米级氧化石墨烯2～5份、水55～101份、助剂1～3份。
7.更进一步的，其中，丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖的质量比为40～50：8～10：3。
8.更进一步的，其中，水性环氧树脂和纳米级氧化石墨烯的质量比为85～90：3。
9.更进一步的，其中，钠水玻璃、铝硅酸盐和碳酸钠的质量比为8～10：5～7：2。
10.更进一步的，其中，助剂包括消泡剂、防腐剂和流平剂；消泡剂、防腐剂和流平剂的质量比为1：1：1。
11.本发明还提供了一种所述的三元聚合纳米防腐水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
12.步骤一、称取丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖；将淀粉糊化后分多次加入丙烯酸乳液和普鲁兰多糖，在微波条件下辅助反应；得到复合材料a；
13.步骤二、称取水性环氧树脂、铝硅酸盐、余量的水和助剂；将水性环氧树脂和水混合均匀，加入铝硅酸盐后，搅拌均匀；然后将所得物与复合材料a混合均匀，得到复合材料b；
14.步骤三、称取钠水玻璃、碳酸钠和纳米级氧化石墨烯；将钠水玻璃和碳酸钠混合均匀后，滴加至纳米级氧化石墨烯内，最后加入助剂和复合材料b，搅拌均匀，然后在微波条件下辅助反应，得到三元聚合纳米防腐水性涂料。
15.更进一步的，步骤一具体为：称取丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖；将淀粉加入10～20份水中，置于85～90℃下加热糊化20～35min，然后分3～5次依次加入丙烯酸乳液和普鲁兰多糖，在500～620w微波条件下辅助反应5～10min；得到复合材料a。
16.更进一步的，步骤二具体为：称取水性环氧树脂、铝硅酸盐、余量的水和助剂；将水
性环氧树脂和水混合均匀，加入铝硅酸盐后，置于65～80℃、1000～2000r/min转速下搅拌20～30min；然后将所得物与复合材料a混合均匀，得到复合材料b。
17.更进一步的，步骤三具体为：称取钠水玻璃、碳酸钠和纳米级氧化石墨烯；将钠水玻璃和碳酸钠混合均匀后，滴加至纳米级氧化石墨烯内，最后加入助剂和复合材料b，置于70～80℃、3000～5000r/min转速下搅拌10～15min，然后在200～320w微波条件下辅助反应8～12min，得到三元聚合纳米防腐水性涂料。
18.有益效果
19.本发明的三元聚合纳米防腐水性涂料涂覆在钢铁工件上干燥后具有优异的致密性、防锈性和防腐蚀性能，致密性、防锈性、防腐蚀性能检测结果：用质量分数为3％的硫酸铜溶液点滴保持30min，无红斑；用质量分数为3％的氯化钠溶液浸100min，无锈斑；涂料附着力可达14.2mpa(底材铁板)，涂料耐水性好，45℃水煮400h，漆膜无脱落、起泡、失光，附着力0级。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
22.实施例1
23.本实施例提供了一种三元聚合纳米防腐水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
24.步骤一、称取水性环氧树脂80kg、丙烯酸乳液55kg、淀粉7kg、钠水玻璃11kg、铝硅酸盐4kg、普鲁兰多糖7kg、碳酸钠1kg、纳米级氧化石墨烯5kg、水55kg、助剂3kg；
25.步骤二、称取丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖；将淀粉加入10kg水中，置于90℃下加热糊化20min，然后分5次依次加入丙烯酸乳液和普鲁兰多糖，在500w微波条件下辅助反应10min；得到复合材料a；
26.步骤三、称取水性环氧树脂、铝硅酸盐、余量的水和助剂；将水性环氧树脂和水混合均匀，加入铝硅酸盐后，置于65℃、2000r/min转速下搅拌20min；然后将所得物与复合材料a混合均匀，得到复合材料b；
27.步骤四、称取钠水玻璃、碳酸钠和纳米级氧化石墨烯；将钠水玻璃和碳酸钠混合均匀后，滴加至纳米级氧化石墨烯内，最后加入助剂和复合材料b，置于70℃、5000r/min转速下搅拌10min，然后在320w微波条件下辅助反应8min，得到三元聚合纳米防腐水性涂料。
28.采用实施例1制备的涂料涂覆在钢铁工件上，并干燥；之后对涂覆涂料的钢铁工件进行致密性、防锈性、防腐蚀性能检测(标准gb/t15519-2002)；
29.致密性、防锈性、防腐蚀性能检测结果：用质量分数为3％的硫酸铜溶液点滴保持30min，无红斑；用质量分数为3％的氯化钠溶液浸100min，无锈斑；
30.对实施例1制备的涂料进行附着力(底材铁板)检测(标准gb/t5210-2006)，对涂料进行耐水性检测(标准gb/t1733-1993)；
31.附着力(底材铁板)检测结果：13.6mpa
32.耐水性检测结果：45℃水煮400h，漆膜无脱落、起泡、失光，附着力0级。
33.实施例2
34.本实施例提供了一种三元聚合纳米防腐水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
35.步骤一、称取水性环氧树脂92kg、丙烯酸乳液38kg、淀粉13kg、钠水玻璃6kg、铝硅酸盐8kg、普鲁兰多糖3kg、碳酸钠3kg、纳米级氧化石墨烯2kg、水101kg、助剂1kg；
36.步骤二、称取丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖；将淀粉加入20kg水中，置于85℃下加热糊化35min，然后分3次依次加入丙烯酸乳液和普鲁兰多糖，在620w微波条件下辅助反应5min；得到复合材料a；
37.步骤三、称取水性环氧树脂、铝硅酸盐、余量的水和助剂；将水性环氧树脂和水混合均匀，加入铝硅酸盐后，置于80℃、1000r/min转速下搅拌30min；然后将所得物与复合材料a混合均匀，得到复合材料b；
38.步骤四、称取钠水玻璃、碳酸钠和纳米级氧化石墨烯；将钠水玻璃和碳酸钠混合均匀后，滴加至纳米级氧化石墨烯内，最后加入助剂和复合材料b，置于80℃、3000r/min转速下搅拌15min，然后在200w微波条件下辅助反应12min，得到三元聚合纳米防腐水性涂料。
39.采用实施例2制备的涂料涂覆在钢铁工件上，并干燥；之后对涂覆涂料的钢铁工件进行致密性、防锈性、防腐蚀性能检测(标准gb/t15519-2002)；
40.致密性、防锈性、防腐蚀性能检测结果：用质量分数为3％的硫酸铜溶液点滴保持30min，无红斑；用质量分数为3％的氯化钠溶液浸100min，无锈斑；
41.对实施例2制备的涂料进行附着力(底材铁板)检测(标准gb/t5210-2006)，对涂料进行耐水性检测(标准gb/t1733-1993)；
42.附着力(底材铁板)检测结果：13.1mpa
43.耐水性检测结果：45℃水煮400h，漆膜无脱落、起泡、失光，附着力0级。
44.实施例3
45.本实施例提供了一种三元聚合纳米防腐水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
46.步骤一、称取水性环氧树脂82kg、丙烯酸乳液41kg、淀粉8kg、钠水玻璃7kg、铝硅酸盐5kg、普鲁兰多糖4kg、碳酸钠2kg、纳米级氧化石墨烯3kg、水60kg、助剂2kg；
47.步骤二、称取丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖；将淀粉加入12kg水中，置于88℃下加热糊化23min，然后分4次依次加入丙烯酸乳液和普鲁兰多糖，在520w微波条件下辅助反应6min；得到复合材料a；
48.步骤三、称取水性环氧树脂、铝硅酸盐、余量的水和助剂；将水性环氧树脂和水混合均匀，加入铝硅酸盐后，置于67℃、1300r/min转速下搅拌22min；然后将所得物与复合材料a混合均匀，得到复合材料b；
49.步骤四、称取钠水玻璃、碳酸钠和纳米级氧化石墨烯；将钠水玻璃和碳酸钠混合均匀后，滴加至纳米级氧化石墨烯内，最后加入助剂和复合材料b，置于73℃、3500r/min转速下搅拌11min，然后在230w微波条件下辅助反应10min，得到三元聚合纳米防腐水性涂料。
50.采用实施例3制备的涂料涂覆在钢铁工件上，并干燥；之后对涂覆涂料的钢铁工件进行致密性、防锈性、防腐蚀性能检测(标准gb/t15519-2002)；
51.致密性、防锈性、防腐蚀性能检测结果：用质量分数为3％的硫酸铜溶液点滴保持30min，无红斑；用质量分数为3％的氯化钠溶液浸100min，无锈斑；
52.对实施例3制备的涂料进行附着力(底材铁板)检测(标准gb/t5210-2006)，对涂料进行耐水性检测(标准gb/t1733-1993)；
53.附着力(底材铁板)检测结果：12.9mpa
54.耐水性检测结果：45℃水煮400h，漆膜无脱落、起泡、失光，附着力0级。
55.实施例4
56.本实施例提供了一种三元聚合纳米防腐水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
57.步骤一、称取水性环氧树脂84kg、丙烯酸乳液45kg、淀粉9kg、钠水玻璃8kg、铝硅酸盐7kg、普鲁兰多糖6kg、碳酸钠2kg、纳米级氧化石墨烯4kg、水70kg、助剂2kg；
58.步骤二、称取丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖；将淀粉加入14kg水中，置于89℃下加热糊化25min，然后分4次依次加入丙烯酸乳液和普鲁兰多糖，在560w微波条件下辅助反应7min；得到复合材料a；
59.步骤三、称取水性环氧树脂、铝硅酸盐、余量的水和助剂；将水性环氧树脂和水混合均匀，加入铝硅酸盐后，置于69℃、1500r/min转速下搅拌25min；然后将所得物与复合材料a混合均匀，得到复合材料b；
60.步骤四、称取钠水玻璃、碳酸钠和纳米级氧化石墨烯；将钠水玻璃和碳酸钠混合均匀后，滴加至纳米级氧化石墨烯内，最后加入助剂和复合材料b，置于76℃、4000r/min转速下搅拌13min，然后在280w微波条件下辅助反应11min，得到三元聚合纳米防腐水性涂料。
61.采用实施例4制备的涂料涂覆在钢铁工件上，并干燥；之后对涂覆涂料的钢铁工件进行致密性、防锈性、防腐蚀性能检测(标准gb/t15519-2002)；
62.致密性、防锈性、防腐蚀性能检测结果：用质量分数为3％的硫酸铜溶液点滴保持30min，无红斑；用质量分数为3％的氯化钠溶液浸100min，无锈斑；
63.对实施例4制备的涂料进行附着力(底材铁板)检测(标准gb/t5210-2006)，对涂料进行耐水性检测(标准gb/t1733-1993)；
64.附着力(底材铁板)检测结果：13.4mpa
65.耐水性检测结果：45℃水煮400h，漆膜无脱落、起泡、失光，附着力0级。
66.实施例5
67.本实施例提供了一种三元聚合纳米防腐水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
68.步骤一、称取水性环氧树脂90kg、丙烯酸乳液50kg、淀粉10kg、钠水玻璃9kg、铝硅酸盐7kg、普鲁兰多糖6kg、碳酸钠3kg、纳米级氧化石墨烯4kg、水90kg、助剂2kg；
69.步骤二、称取丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖；将淀粉加入19kg水中，置于89℃下加热糊化31min，然后分5次依次加入丙烯酸乳液和普鲁兰多糖，在600w微波条件下辅助反应9min；得到复合材料a；
70.步骤三、称取水性环氧树脂、铝硅酸盐、余量的水和助剂；将水性环氧树脂和水混合均匀，加入铝硅酸盐后，置于75℃、1800r/min转速下搅拌28min；然后将所得物与复合材料a混合均匀，得到复合材料b；
71.步骤四、称取钠水玻璃、碳酸钠和纳米级氧化石墨烯；将钠水玻璃和碳酸钠混合均匀后，滴加至纳米级氧化石墨烯内，最后加入助剂和复合材料b，置于78℃、4800r/min转速下搅拌14min，然后在300w微波条件下辅助反应10min，得到三元聚合纳米防腐水性涂料。
72.采用实施例5制备的涂料涂覆在钢铁工件上，并干燥；之后对涂覆涂料的钢铁工件
进行致密性、防锈性、防腐蚀性能检测(标准gb/t15519-2002)；
73.致密性、防锈性、防腐蚀性能检测结果：用质量分数为3％的硫酸铜溶液点滴保持30min，无红斑；用质量分数为3％的氯化钠溶液浸100min，无锈斑；
74.对实施例5制备的涂料进行附着力(底材铁板)检测(标准gb/t5210-2006)，对涂料进行耐水性检测(标准gb/t1733-1993)；
75.附着力(底材铁板)检测结果：14.2mpa
76.耐水性检测结果：45℃水煮400h，漆膜无脱落、起泡、失光，附着力0级。
77.实施例6
78.与实施例1不同的是，步骤一中，丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖的质量比为40：10：3；水性环氧树脂和纳米级氧化石墨烯的质量比为85：3；钠水玻璃、铝硅酸盐和碳酸钠的质量比为10：5：2；助剂包括消泡剂、防腐剂和流平剂；消泡剂、防腐剂和流平剂的质量比为1：1：1。
79.实施例7
80.与实施例1不同的是，步骤一中，丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖的质量比为50：8：3；水性环氧树脂和纳米级氧化石墨烯的质量比为90：3；钠水玻璃、铝硅酸盐和碳酸钠的质量比为8：7：2；助剂包括消泡剂、防腐剂和流平剂；消泡剂、防腐剂和流平剂的质量比为1：1：1。
81.实施例8
82.与实施例1不同的是，步骤一中，丙烯酸乳液、淀粉和普鲁兰多糖的质量比为46：9：3；水性环氧树脂和纳米级氧化石墨烯的质量比为88：3；钠水玻璃、铝硅酸盐和碳酸钠的质量比为9：6：2；助剂包括消泡剂、防腐剂和流平剂；消泡剂、防腐剂和流平剂的质量比为1：1：1。
83.对比例1
84.本对比例提供了涂料的制备方法，包括以下步骤：
85.步骤一、称取水性环氧树脂80kg、丙烯酸乳液55kg、钠水玻璃11kg、铝硅酸盐4kg、碳酸钠1kg、纳米级氧化石墨烯5kg、水55kg、助剂3kg；
86.步骤二、称取丙烯酸乳液；将丙烯酸乳液在500w微波条件下辅助反应10min；得到材料a；
87.步骤三、称取水性环氧树脂、铝硅酸盐、余量的水和助剂；将水性环氧树脂和水混合均匀，加入铝硅酸盐后，置于65℃、2000r/min转速下搅拌20min；然后将所得物与材料a混合均匀，得到复合材料b；
88.步骤四、称取钠水玻璃、碳酸钠和纳米级氧化石墨烯；将钠水玻璃和碳酸钠混合均匀后，滴加至纳米级氧化石墨烯内，最后加入助剂和复合材料b，置于70℃、5000r/min转速下搅拌10min，然后在320w微波条件下辅助反应8min，得到涂料。
89.采用对比例1制备的涂料涂覆在钢铁工件上，并干燥；之后对涂覆涂料的钢铁工件进行致密性、防锈性、防腐蚀性能检测(标准gb/t15519-2002)；
90.致密性、防锈性、防腐蚀性能检测结果：用质量分数为3％的硫酸铜溶液点滴保持15min，有红斑；用质量分数为3％的氯化钠溶液浸60min，有锈斑；
91.对对比例1制备的涂料进行附着力(底材铁板)检测(标准gb/t5210-2006)，对涂料
进行耐水性检测(标准gb/t1733-1993)；
92.附着力(底材铁板)检测结果：10.5mpa
93.耐水性检测结果：45℃水煮400h，漆膜无脱落、起泡、失光，附着力1级。
94.综上可以看出，本发明的三元聚合纳米防腐水性涂料涂覆在钢铁工件上干燥后具有优异的致密性、防锈性和防腐蚀性能，致密性、防锈性、防腐蚀性能检测结果：用质量分数为3％的硫酸铜溶液点滴保持30min，无红斑；用质量分数为3％的氯化钠溶液浸100min，无锈斑；涂料附着力可达14.2mpa(底材铁板)，涂料耐水性好，45℃水煮400h，漆膜无脱落、起泡、失光，附着力0级。
95.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。