本发明涉及一种改性防腐水滑石、水性智能防腐涂料、制备方法及涂层，属于涂料制备
技术领域：
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背景技术：
：金属材料由于具有较好的延展性、导电性和力学性能而被广泛地应用于汽车生产、船舶制造、电线以及建筑建造等多个领域。其中，钢铁是基本的结构材料，被誉为“工业的骨骼”，可见钢铁材料在工业上不可比拟的地位。但是，钢铁材料一旦发生腐蚀，其各方面的性能都会急剧下降，因此，钢铁材料的防腐工作是必不可少的。在腐蚀防护这方面有改变金属内部的结构或成分法、电化学保护法、添加缓蚀剂法、防腐涂料覆盖保护法等，其中防腐涂料覆盖保护法成本最低、效率最高。传统的防腐涂料大多为有机溶剂型，而有机溶剂易挥发会对空气造成污染。因此，水性涂料势必在将来的涂料市场占据主导地位。水性涂料相比于有机溶剂型涂料更环保，但水性涂料水性化后，涂层的防腐性能会变差，目前为了解决这一问题，往往采用添加一些防腐材料填充到涂层当中来增加其防腐性能。然而传统的防腐填料大多为无机物，很难在水性化后的涂料中达到良好的分散效果，并且无法有效地覆盖到钢材基体的表面，对水性涂料的防腐能力的提升并不大。因此，需要开发一种新的利用途径，以提高水性涂料的防腐能力。技术实现要素：针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种改性防腐水滑石、水性智能防腐涂料、制备方法及涂层，以解决现有技术中水性涂料的防腐能力较差的技术问题。为实现上述目的，本发明实施例提供一种改性防腐水滑石，所述改性防腐水滑石由以下重量份的原料制成：20-40份防腐水滑石、5-10份多巴胺和30-60份的ph为8-9的tris-hcl缓冲液。为实现上述目的，本发明实施例还提供一种改性防腐水滑石的制备方法，所述改性防腐水滑石的制备方法包括：将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中进行搅拌和离心，得到防腐水滑石；将所述防腐水滑石和多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行搅拌和离心，得到改性防腐水滑石。优选地，所述将所述防腐水滑石和多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行搅拌和离心，得到改性防腐水滑石，具体包括：按重量份数计，称取20-40份所述防腐水滑石和5-10份多巴胺加入到30-60份ph为8-9的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行机械搅拌，搅拌时间为12-24小时，搅拌速度为500-1000转/分，得到第一搅拌产物；称取300-500份水对所述第一搅拌产物进行离心和洗涤，离心次数为3-5次，离心速度为1000-2000转/分，得到改性防腐水滑石。优选地，所述将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中进行搅拌和离心，得到防腐水滑石，具体包括：将六水合硝酸镁和九水合硝酸铝溶解于去离子水中，得到金属硝酸盐溶液；将氢氧化钠和三聚磷酸钠溶解于去离子水中，得到氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液；将所述金属硝酸盐溶液和所述氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中，得到碱性混合物；对所述碱性混合物依次进行搅拌、晶化、离心、洗涤和烘干，得到防腐水滑石。优选地，所述将六水合硝酸镁和九水合硝酸铝溶解于去离子水中，得到金属硝酸盐溶液之前，所述方法还包括：将去离子水煮沸，并冷却至25-30℃。为实现上述目的，本发明实施例还提供一种水性智能防腐涂料，所述水性智能防腐涂料由以下重量份的原料制成：1份固化剂溶液与3-4份水性防腐涂料母液。为实现上述目的，本发明实施例还提供一种水性智能防腐涂料的制备方法，所述水性智能防腐涂料的制备方法包括：将改性防腐水滑石加入到水性环氧树脂溶液中进行搅拌和振动，得到水性防腐涂料母液；将所述水性防腐涂料母液与固化剂进行混合，得到水性智能防腐涂料。优选地，所述将改性防腐水滑石加入到水性环氧树脂溶液中进行搅拌和振动，得到水性防腐涂料母液，具体包括：按重量份数计，取100-120份去离子水和150-200份水性环氧树脂混合，得到水性环氧树脂溶液；称取10-20份改性防腐水滑石加入到所述水性环氧树脂溶液中进行电磁搅拌，搅拌时间为10-30分钟，搅拌速度为50-100转/分，得到第二搅拌产物；通过超声振荡器对所述第二搅拌产物进行振动，振动时间为10-30分钟，振动功率为40-50瓦，得到水性防腐涂料母液。优选地，所述将所述水性防腐涂料母液与固化剂进行混合，得到水性智能防腐涂料，具体包括：按重量份数计，称取30-50份固化剂与50-80份去离子水进行机械搅拌，搅拌时间为10-20分钟，搅拌速度为100-200转/分，搅拌结束后得到固化剂溶液；将所述固化剂溶液与所述水性防腐涂料母液按1:(3-4)的比例进行混合，得到水性智能防腐涂料。为实现上述目的，本发明实施例还提供一种防腐涂层，所述防腐涂层由如上文所述的水性智能防腐涂料经涂覆、固化得到。相比于现有技术，本发明所述方法具有以下优点：本发明利用三聚磷酸根离子钝化金属形成保护膜的能力加上水滑石类插层材料的片层阻隔效果提高了防腐能力，利用聚多巴胺的多羟基结构使防腐水滑石可以更好地分布在涂层当中，提高了防腐水滑石的分散性。并且当钢铁发生腐蚀产生金属阳离子和腐蚀阴离子时，聚多巴胺上的儿茶酚基可与金属阳离子形成交联网络状结构，从而将改性防腐水滑石吸附在钢铁基体表面，达到自动保护、智能防腐的效果，还能将腐蚀阴离子置换至层间，使腐蚀反应的阴极反应减弱，从而达到双重的防腐作用，避免金属基体发生进一步地腐蚀。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明所述改性防腐水滑石的制备方法的流程示意图；图2为本发明所述水性智能防腐涂料的制备方法的流程示意图；图3为本发明所述水性智能防腐涂料制备方法的防腐原理图；图4为本发明多种涂料经800小时盐雾测试后的交流阻抗图。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本发明实施例提供一种改性防腐水滑石，所述改性防腐水滑石由以下重量份的原料制成：20-40份防腐水滑石、5-10份多巴胺和30-60份的ph为8-9的tris-hcl缓冲液。使聚多巴胺生长在防腐水滑石的表面，利用了聚多巴胺的多羟基结构使防腐水滑石可以更好地分布在涂层当中，得到改性防腐水滑石，提高了防腐水滑石的分散性。参照图1，本发明实施例提供一种改性防腐水滑石的制备方法，具体包括：步骤s10：将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中进行搅拌和离心，得到防腐水滑石。层状双金属氢氧化物(layereddoublehydroxide，ldh)是水滑石(hydrotalcite,ht)和类水滑石化合物(hydrotalcite-likecompounds，htlcs)的统称，由这些化合物插层组装的一系列超分子材料称为水滑石类插层材料(layereddoublehydroxides，ldhs)。ldhs具有独特的层状结构，是由正负电荷的混合金属氢氧化物层组成的优良阴离子交换材料，具有较高的金属分散性。ldhs，特别是热活化的ldhs，是优良的防腐蚀材料，因为它们带正电的层状结构非常容易插入不同的阴离子，如硫酸根(so42-)、氯离子(cl-)等常见的腐蚀阴离子。并且水滑石类插层材料ldhs的层状结构能够填补水性环氧树脂固化后带来的孔道缺陷，提升树脂的阻隔性，从而改善涂料的防腐性能。三聚磷酸钠是一类无定形水溶性线状聚磷酸盐，常用于食品中，作水分保持剂、品质改良剂、ph调节剂或金属螯合剂，三聚磷酸钠中的三聚磷酸根离子可与金属离子螯合形成钝化膜，因此可以用作金属的缓蚀剂。因此，本实施例使用三聚磷酸根(p3o105-)插层ldhs，制得具有更强防腐能力的防腐水滑石。具体地，将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中进行搅拌和离心，金属硝酸盐和氢氧化钠生成ldhs，三聚磷酸根插层ldhs，从而得到防腐水滑石，该防腐水滑石利用三聚磷酸根离子钝化金属镁、铝形成保护膜的能力加上ldhs的片层阻隔效果提高了防腐能力。进一步地，所述步骤s10，具体包括：将六水合硝酸镁和九水合硝酸铝溶解于去离子水中，得到金属硝酸盐溶液；将氢氧化钠和三聚磷酸钠溶解于去离子水中，得到氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液；将所述金属硝酸盐溶液和所述氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中，得到碱性混合物；对所述碱性混合物依次进行搅拌、晶化、离心、洗涤和烘干，得到防腐水滑石。在具体实现中，选取六水合硝酸镁(mg(no3)2·6h2o)和九水合硝酸铝(al(no3)3·9h2o)制备金属硝酸盐溶液，按重量份数计，将5-10份mg(no3)2·6h2o和5-10份al(no3)3·9h2o溶于50-100份去离子水中，在室温和惰性气氛下形成金属硝酸盐溶液，所述金属硝酸盐溶液中的镁铝含量比为mg：al＝2：(0.5-1)。在室温和惰性气氛下，将3-5份氢氧化钠(naoh)和5-10份三聚磷酸钠(na5p3o10)溶解于50-100份去离子水中制成氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液。然后，将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液同时滴加到含有100-150份去离子水的烧杯中，直到最终混合物的ph值调整到9-10，得到碱性混合物。将该碱性混合物在300-400转/分和70-80℃下搅拌7-9小时，得到白色糊状物，将该白色糊状物转移到反应釜中，在70-80℃下晶化24-48小时。晶化后形成棕色沉淀，离心收集该棕色沉淀，然后取水/乙醇混合物，其中水和乙醇的体积比为4：(1-2)，用该水/乙醇混合物洗涤该棕色沉淀三到五次，每次洗涤100-200份，在55-65℃烘箱中对洗涤产物进行干燥过夜，得到防腐水滑石。进一步地，所述将六水合硝酸镁和九水合硝酸铝溶解于去离子水中，得到金属硝酸盐溶液之前，所述方法还包括：将去离子水煮沸，并冷却至25-30℃，以除去该去离子水中溶解的二氧化碳，以避免碳酸根对三聚磷酸根(p3o105-)插层ldhs产生影响。步骤s20：将所述防腐水滑石和多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行搅拌和离心，得到改性防腐水滑石。聚多巴胺(polydopamine，pda)可通过多巴胺(dopamine，da)在碱性条件下的自氧化聚合涂覆在多种基体表面，形成防腐涂层，稳定性好，水分散性强，生物相容性优秀，常温下即可生成。并且聚多巴胺微/纳米球中含有大量的氨基和酚羟基等基团，而氨基和酚羟基可以与金属离子结合。进一步地，所述步骤s20，具体包括：按重量份数计，称取20-40份所述防腐水滑石和5-10份多巴胺加入到30-60份ph为8-9的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行机械搅拌，得到第一搅拌产物；称取300-500份水对所述第一搅拌产物进行离心和洗涤，得到改性防腐水滑石。进一步地，所述机械搅拌的搅拌时间为12-24小时，搅拌速度为500-1000转/分；离心次数为3-5次，离心速度为1000-2000转/分。在具体实现中，按重量份数计，称取20-40份所述防腐水滑石加入到30-60份ph为8-9的三羟甲基氨基甲烷缓冲液(tris-hcl缓冲液)当中，称取5-10份多巴胺立刻加入该缓冲液当中，在黑暗无光的条件下机械搅拌12-24小时，搅拌速度为500-1000转/分，搅拌结束后用300-500份的水离心洗涤，离心3-5次，每次10-20分钟，转速为1000-2000转/分，最终制得改性防腐水滑石。本实施例利用多巴胺在碱性环境聚合的特点，将所述防腐水滑石和多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行搅拌和离心，使多巴胺在所述防腐水滑石表面形成聚多巴胺膜，得到改性防腐水滑石，使聚多巴胺生长在防腐水滑石的表面，利用了聚多巴胺的多羟基结构使防腐水滑石可以更好地分布在涂层当中，提高了防腐水滑石的分散性。并且当钢铁发生腐蚀产生金属阳离子和腐蚀阴离子时，聚多巴胺上的儿茶酚基可与金属阳离子形成交联网络状结构，从而将改性防腐水滑石吸附在钢铁基体表面，达到自动保护、智能防腐的效果。还能将腐蚀阴离子置换至层间，使腐蚀反应的阴极反应减弱，从而达到双重的防腐作用，避免金属基体发生进一步地腐蚀。本发明实施例还提供一种水性智能防腐涂料，所述水性智能防腐涂料由以下重量份的原料制成：1份固化剂溶液与3-4份水性防腐涂料母液。参照图2，本发明实施例还提供一种水性智能防腐涂料的制备方法，所述水性智能防腐涂料的制备方法包括：步骤s30：将所述改性防腐水滑石加入到水性环氧树脂溶液中进行搅拌和振动，得到水性防腐涂料母液。水性环氧树脂是制备水性环氧树脂涂料的原料，水性环氧树脂涂料具有适应能力强、环保性能好、价格低廉、无气味、不燃以及操作性佳等优点，因此，本实施例将所述改性防腐水滑石加入到水性环氧树脂溶液中进行搅拌和振动，得到水性防腐涂料母液，以供后续制备水性智能防腐涂料。进一步地，所述步骤s30，具体包括：按重量份数计，取100-120份去离子水和150-200份水性环氧树脂混合，得到水性环氧树脂溶液；称取10-20份所述改性防腐水滑石加入到所述水性环氧树脂溶液中进行电磁搅拌，得到第二搅拌产物；通过超声振荡器对所述第二搅拌产物进行振动，得到水性防腐涂料母液。进一步地，所述电磁搅拌的搅拌时间为10-30分钟，搅拌速度为50-100转/分；振动时间为10-30分钟，振动功率为40-50瓦。进一步地，所述水性环氧树脂为ar555环氧树脂、e51环氧乳液或e44环氧乳液。在具体实现中，按重量份数计，称取10-20份改性防腐水滑石，加入到100-120份去离子水和150-200份的水性环氧树脂当中，采用电磁搅拌10-30分钟，搅拌速度为50-100转/分，搅拌后采用超声振荡器震动10-30分钟，功率为40-50瓦，制得水性防腐涂料母液。步骤s40：将所述水性防腐涂料母液与固化剂进行混合，得到水性智能防腐涂料。固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂，是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。本实施例将所述水性防腐涂料母液与固化剂进行混合，得到固化的水性智能防腐涂料，所述固化剂必不可少，否则水性防腐涂料母液中的水性环氧树脂不能固化。所述固化剂为h228b、w650或w651。进一步地，所述步骤s40，具体包括：按重量份数计，称取30-50份固化剂与50-80份去离子水进行机械搅拌，搅拌时间为10-20分钟，搅拌速度为100-200转/分，搅拌结束后得到固化剂溶液；将所述固化剂溶液与所述水性防腐涂料母液按1:(3-4)的比例进行混合，得到水性智能防腐涂料。参照图3，图3为本发明所述水性智能防腐涂料制备方法的防腐原理图，将本实施例制备的水性智能防腐涂料涂在金属基体表面，防腐水滑石层间有三聚磷酸根离子，利用多巴胺在碱性环境聚合的特点，将所述防腐水滑石和多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行搅拌和离心，使多巴胺在所述防腐水滑石表面形成聚多巴胺膜，得到改性防腐水滑石，利用聚多巴胺的多羟基结构使防腐水滑石可以更好地分布在涂层当中，提高了防腐水滑石的分散性。当钢铁发生腐蚀产生金属阳离子和腐蚀阴离子时，聚多巴胺上的儿茶酚基可与金属阳离子形成交联网络状结构，从而将改性防腐水滑石吸附在钢铁基体表面，达到自动保护、智能防腐的效果。还能将腐蚀阴离子置换至层间，使腐蚀反应的阴极反应减弱，从而达到双重的防腐作用，避免金属基体发生进一步地腐蚀。在本实施例中，通过将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中进行搅拌和离心，得到防腐水滑石；将所述防腐水滑石和多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行搅拌和离心，得到改性防腐水滑石；将所述改性防腐水滑石加入到水性环氧树脂溶液中进行搅拌和振动，得到水性防腐涂料母液；将所述水性防腐涂料母液与固化剂进行混合，得到水性智能防腐涂料。本实施例利用三聚磷酸根离子钝化金属形成保护膜的能力加上水滑石的片层阻隔效果提高了防腐能力，当钢铁发生腐蚀产生金属阳离子时，多巴胺上的酚基可与金属阳离子形成交联网络状结构，从而将涂料吸附在钢铁基体表面，达到自动保护、智能防腐的效果。本发明实施例还提供一种防腐涂层，所述防腐涂层由如所述水性智能防腐涂料经涂覆、固化得到。所述防腐涂层利用三聚磷酸根离子钝化金属形成保护膜的能力加上水滑石的片层阻隔效果提高了防腐能力，当钢铁发生腐蚀产生金属阳离子时，多巴胺上的酚基可与金属阳离子形成交联网络状结构，从而将涂料吸附在钢铁基体表面，达到自动保护、智能防腐的效果。为了更加清晰地理解本发明的目的、技术方案及优点，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体例子所涉及的具体数据仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1(1)防腐水滑石的制备：将去离子水煮沸，并冷却至25℃。按重量份数计，将10份mg(no3)2·6h2o和5份al(no3)3·9h2o溶于50份去离子水中，在室温和惰性气氛下形成金属硝酸盐溶液，该金属硝酸盐溶液中的镁铝含量比为mg：al＝2：1。在室温和惰性气氛下，将3份naoh和5份na5p3o10溶解于50份去离子水中制成氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液。然后，将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液同时滴加到含有100份去离子水的烧杯中，直到最终混合物的ph值调整到9.5，得到碱性混合物。将该碱性混合物在350转/分和75℃下搅拌8小时，得到白色糊状物，将该白色糊状物转移到反应釜中，在75℃下晶化24小时。晶化后，形成棕色沉淀，离心收集，然后取水/乙醇混合物，其中水和乙醇的体积比为4：1，用该水/乙醇混合物洗涤该棕色沉淀三次，每次洗涤100份，在55℃烘箱中对洗涤产物进行干燥过夜，得到防腐水滑石。(2)改性防腐水滑石的制备：按重量份数计，称取20份所述防腐水滑石加入到30份ph为8.5的tris-hcl缓冲液当中，称取5份多巴胺立刻加入该缓冲液当中，在黑暗无光的条件下机械搅拌12小时，搅拌速度为500转/分，搅拌结束后用300份的水离心洗涤，离心3次，每次10分钟，转速为1000转/分，最终制得改性防腐水滑石。(3)水性智能防腐涂料的制备：按重量份数计，称取10份改性防腐水滑石，加入到100份去离子水和150份的ar555环氧树脂当中，采用电磁搅拌10分钟，搅拌速度为50转/分，搅拌后采用超声振荡器震动10分钟，功率为40瓦，制得水性防腐涂料母液。称取30份h228b固化剂与50份去离子水进行机械搅拌，搅拌时间为10分钟，搅拌速度为100转/分，搅拌结束后得到固化剂溶液；将所述固化剂溶液与所述水性防腐涂料母液按1:4的比例进行混合，得到水性智能防腐涂料。实施例2(1)防腐水滑石的制备：将去离子水煮沸，并冷却至25℃。按重量份数计，将10份mg(no3)2·6h2o和5份al(no3)3·9h2o溶于80份去离子水中，在室温和惰性气氛下形成金属硝酸盐溶液，该金属硝酸盐溶液中的镁铝含量比为mg：al＝2：1。在室温和惰性气氛下，将3份naoh和5份na5p3o10溶解于80份去离子水中制成氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液。然后，将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液同时滴加到含有120份去离子水的烧杯中，直到最终混合物的ph值调整到9.5，得到碱性混合物。将该碱性混合物在350转/分和75℃下搅拌8小时，得到白色糊状物，将该白色糊状物转移到反应釜中，在70℃下晶化36小时。晶化后，形成棕色沉淀，离心收集，然后取水/乙醇混合物，其中水和乙醇的体积比为2：1，用该水/乙醇混合物洗涤该棕色沉淀四次，每次洗涤150份，在60℃烘箱中对洗涤产物进行干燥过夜，得到防腐水滑石。(2)改性防腐水滑石的制备：按重量份数计，称取30份所述防腐水滑石加入到40份ph为8.5的tris-hcl缓冲液当中，称取8份多巴胺立刻加入该缓冲液当中，在黑暗无光的条件下机械搅拌18小时，搅拌速度为800转/分，搅拌结束后用400份的水离心洗涤，离心4次，每次15分钟，转速为1500转/分，最终制得改性防腐水滑石。(3)水性智能防腐涂料的制备：按重量份数计，称取15份改性防腐水滑石，加入到100份去离子水和180份的e51环氧乳液当中，采用电磁搅拌20分钟，搅拌速度为80转/分，搅拌后采用超声振荡器震动20分钟，功率为45瓦，制得水性防腐涂料母液。称取40份w650固化剂与60份去离子水进行机械搅拌，搅拌时间为15分钟，搅拌速度为150转/分，搅拌结束后得到固化剂溶液；将所述固化剂溶液与所述水性防腐涂料母液按1:3的比例进行混合，得到水性智能防腐涂料。实施例3(1)防腐水滑石的制备：将去离子水煮沸，并冷却至30℃。按重量份数计，将10份mg(no3)2·6h2o和5份al(no3)3·9h2o溶于100份去离子水中，在室温和惰性气氛下形成金属硝酸盐溶液，该金属硝酸盐溶液中的镁铝含量比为mg：al＝2：1。在室温和惰性气氛下，将5份naoh和10份na5p3o10溶解于100份去离子水中制成氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液。然后，将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液同时滴加到含有150份去离子水的烧杯中，直到最终混合物的ph值调整到9-10，得到碱性混合物。将该碱性混合物在400转/分和80℃下搅拌9小时，得到白色糊状物，将该白色糊状物转移到反应釜中，在80℃下晶化48小时。晶化后，形成棕色沉淀，离心收集，然后取水/乙醇混合物，其中水和乙醇的体积比为4：1，用该水/乙醇混合物洗涤该棕色沉淀三到五次，每次洗涤200份，在65℃烘箱中对洗涤产物进行干燥过夜，得到防腐水滑石。(2)改性防腐水滑石的制备：按重量份数计，称取40份所述防腐水滑石加入到60份ph为8.5的tris-hcl缓冲液当中，称取10份多巴胺立刻加入该缓冲液当中，在黑暗无光的条件下机械搅拌24小时，搅拌速度为1000转/分，搅拌结束后用500份的水离心洗涤，离心5次，每次20分钟，转速为2000转/分，最终制得改性防腐水滑石。(3)水性智能防腐涂料的制备：按重量份数计，称取20份改性防腐水滑石，加入到120份去离子水和200份的e44环氧乳液当中，采用电磁搅拌30分钟，搅拌速度为100转/分，搅拌后采用超声振荡器震动30分钟，功率为50瓦，制得水性防腐涂料母液。称取50份w651固化剂与80份去离子水进行机械搅拌，搅拌时间为20分钟，搅拌速度为200转/分，搅拌结束后得到固化剂溶液；将所述固化剂溶液与所述水性防腐涂料母液按1:3的比例进行混合，得到水性智能防腐涂料。对比例1(1)水性环氧树脂涂料的制备：取100份去离子水和150份ar555环氧树脂加入到烧杯中，采用电磁搅拌10分钟，搅拌速度为50转/分，搅拌后采用超声振荡器震动10分钟，功率为40w，制得水性环氧树脂涂料母液；取30份h228b固化剂与50份去离子水采用机械搅拌10分钟，搅拌速度为100转/分，再与水性环氧树脂涂料母液按1:4的比例混合，制得水性环氧树脂涂料。(2)水性防腐涂料的制备：将10份mg(no3)2·6h2o和5份al(no3)3·9h2o溶于50份去离子水中，在室温和惰性气氛下形成金属硝酸盐溶液，该金属硝酸盐溶液中的镁铝含量比为mg：al＝2：1。在室温和惰性气氛下，将3份naoh和5份na5p3o10溶解于50份去离子水中制成氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液(去离子水煮沸除去溶解的二氧化碳，并保持在25℃下使用)。然后，将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液同时滴加到含有100份去离子水的烧杯中，直到最终混合物的ph值调整到9.5，得到碱性混合物。将该碱性混合物在300转/分和70-80℃下搅拌7小时，得到白色糊状物，将其转移到反应釜中，在70℃下晶化24小时。晶化后，形成棕色沉淀，离心收集，然后取水/乙醇混合物，其中水和乙醇的体积比为4：1，用该水/乙醇混合物洗涤该棕色沉淀三到五次，每次洗涤100份，在55℃烘箱中对洗涤产物进行干燥过夜，得到防腐水滑石。取10份防腐水滑石，加入到1000份去离子水和150份ar555水性环氧树脂当中，采用电磁搅拌10分钟，搅拌速度为50转/分，搅拌后采用超声振荡器震动10分钟，功率为40瓦，制得水性防腐涂料的母液。取30份h228b固化剂与50份去离子水采用机械搅拌10分钟，搅拌速度为100转/分，再与水性防腐涂料的母液按1:4的比例混合，制得水性防腐涂料。(3)将上述制备的水性环氧树脂涂料、水性防腐涂料和水性智能防腐涂料分别在钢片基体上成膜，按照gb1720-1979对附着力进行检测，并通过盐雾对3种树脂膜的耐蚀性进行检测。组别水性环氧树脂涂料水性防腐涂料水性智能防腐涂料附着力(mpa)7.057.528.72表1涂料成膜后附着力检测结果表1为水性环氧树脂涂料、水性防腐涂料和水性智能防腐涂料成膜后的附着力检测结果，从表中可以看出水性环氧树脂涂料成膜后附着性能最低，只有7.05mpa。添加了防腐水滑石的水性防腐涂料成膜后的附着性能有所提升，这归因于防腐水滑石中的的镁铝氧化物，使得其涂覆在金属基体上更有吸附力，从而增加了涂层的附着性能。水性智能防腐涂料成膜后的附着性能最高，是因为防腐水滑石表面上的多巴胺，有大量的活性基团，可以与金属基体形成网络状结构，将涂层与金属结合地更为紧密，从而大幅度提升涂料的附着性能。参照图4，图4为多种涂料经800小时盐雾测试后的交流阻抗图，图中正方形的点a、圆形的点b和三角形的点c分别代表水性环氧树脂涂料、水性防腐涂料和水性智能防腐涂料的阻抗。从图中可以看出相比于b组和c组，a组的阻抗最低，并且出现了韦伯阻抗，说明该涂层在交流阻抗测试中，电流已经击穿了涂层，该涂层失去了保护作用，因此表明未添加任何填料的a组不具备防腐能力。b组的阻抗值有明显的提升，归功于防腐水滑石的作用，即水滑石的片层结构增加阻隔性能从而提升防腐能力，三聚磷酸根离子对金属的钝化作用，产生保护膜，保护金属阳极从而改善防腐能力，水滑石的层间离子交换能力可以吸附腐蚀阴离子，减少阴极腐蚀反应的发生，进而增加涂层的防腐能力。c组的阻抗值最高，这是因为改性防腐水滑石在涂层的中的分散性能更高，且其可以与铁离子形成网络结构，吸附在金属表面，一旦腐蚀发生，出现铁离子，改性防腐水滑石会立马发挥作用，从而达到智能防腐的效果。最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页1 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技术特征：1.一种改性防腐水滑石，其特征在于，所述改性防腐水滑石由以下重量份的原料制成：20-40份防腐水滑石、5-10份多巴胺和30-60份的ph为8-9的tris-hcl缓冲液。
2.一种改性防腐水滑石的制备方法，其特征在于，所述改性防腐水滑石的制备方法包括：
将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中进行搅拌和离心，得到防腐水滑石；
将所述防腐水滑石和多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行搅拌和离心，得到改性防腐水滑石。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述将所述防腐水滑石和多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行搅拌和离心，得到改性防腐水滑石，具体包括：
按重量份数计，称取20-40份所述防腐水滑石和5-10份多巴胺加入到30-60份ph为8-9的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中进行机械搅拌，搅拌时间为12-24小时，搅拌速度为500-1000转/分，得到第一搅拌产物；
称取300-500份水对所述第一搅拌产物进行离心和洗涤，离心次数为3-5次，离心速度为1000-2000转/分，得到改性防腐水滑石。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中进行搅拌和离心，得到防腐水滑石，具体包括：
将六水合硝酸镁和九水合硝酸铝溶解于去离子水中，得到金属硝酸盐溶液；
将氢氧化钠和三聚磷酸钠溶解于去离子水中，得到氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液；
将所述金属硝酸盐溶液和所述氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中，得到碱性混合物；
对所述碱性混合物依次进行搅拌、晶化、离心、洗涤和烘干，得到防腐水滑石。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述将六水合硝酸镁和九水合硝酸铝溶解于去离子水中，得到金属硝酸盐溶液之前，所述方法还包括：
将去离子水煮沸，并冷却至25-30℃。
6.一种水性智能防腐涂料，其特征在于，所述水性智能防腐涂料由以下重量份的原料制成：1份固化剂溶液与3-4份水性防腐涂料母液。
7.一种水性智能防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述水性智能防腐涂料的制备方法包括：
将改性防腐水滑石加入到水性环氧树脂溶液中进行搅拌和振动，得到水性防腐涂料母液；
将所述水性防腐涂料母液与固化剂进行混合，得到水性智能防腐涂料。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述将改性防腐水滑石加入到水性环氧树脂溶液中进行搅拌和振动，得到水性防腐涂料母液，具体包括：
按重量份数计，取100-120份去离子水和150-200份水性环氧树脂混合，得到水性环氧树脂溶液；
称取10-20份改性防腐水滑石加入到所述水性环氧树脂溶液中进行电磁搅拌，搅拌时间为10-30分钟，搅拌速度为50-100转/分，得到第二搅拌产物；
通过超声振荡器对所述第二搅拌产物进行振动，振动时间为10-30分钟，振动功率为40-50瓦，得到水性防腐涂料母液。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述将所述水性防腐涂料母液与固化剂进行混合，得到水性智能防腐涂料，具体包括：
按重量份数计，称取30-50份固化剂与50-80份去离子水进行机械搅拌，搅拌时间为10-20分钟，搅拌速度为100-200转/分，搅拌结束后得到固化剂溶液；
将所述固化剂溶液与所述水性防腐涂料母液按1:(3-4)的比例进行混合，得到水性智能防腐涂料。
10.一种防腐涂层，其特征在于，所述防腐涂层由如权利要求6所述的水性智能防腐涂料经涂覆、固化得到。
技术总结本发明公开了一种改性防腐水滑石、水性智能防腐涂料、制备方法及涂层，所述改性防腐水滑石的制备方法包括：将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中进行搅拌和离心，得到防腐水滑石；将防腐水滑石和多巴胺加入到缓冲液中进行搅拌和离心，得到改性防腐水滑石。本发明利用三聚磷酸根离子钝化金属形成保护膜的能力加上水滑石的片层阻隔效果提高了防腐能力，在钢铁表面涂覆改性防腐水滑石制成的涂料，当钢铁发生腐蚀产生金属阳离子时，多巴胺上的儿茶酚基可与金属阳离子形成交联网络状结构，从而将涂料吸附在钢铁基体表面，达到自动保护、智能防腐的效果。
技术研发人员：刁鑫林;王胜荣;曹建平;杨建炜
受保护的技术使用者：首钢集团有限公司
技术研发日：2020.02.12
技术公布日：2020.06.09
