本发明涉及防腐涂料技术领域，具体为一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
背景技术：
目前我国的发电厂主要还是传统的煤炭发电厂进行发电，为了提高煤炭发电锅炉的使用寿命，需要提高锅炉的力学强度和耐腐蚀性能，玻璃鳞片防腐涂料具有优良的抗渗透性、良好的机械强度、耐蚀性能和耐高温性能等优点在电力、冶金行业的脱硫系统防腐中具有重要的应用，并且玻璃鳞片防腐技术具有投资成本低、施工难度小、运行费用及维修费用低、安全运行时间长等特点，目前已成为烟气脱硫系统防腐的首选技术。
环氧树脂涂料具有优良的防腐性能，机械强度高，绝缘性能优良，使得环氧树脂在机械制造，电子电器等方面应用广泛，为了进一步增强环氧树脂涂料的防腐性能和力学强度，需要对环氧树脂进行改性，碳纳米管作为理想的填料，具有独特的力学性能和电化学性能，在环氧树脂、聚氨酯等涂料中具有广阔的应用前景，但是如何克服碳纳米管的团聚和分散问题成为研究难点。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，具有优良的耐磨性和防腐性。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，所述非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料的制备方法如下所述：
(1)向反应瓶中加入溶剂和助溶剂，加入氨基化碳纳米管，分散均匀后加入丙烯酰氯，加热至25-50℃，反应20-30h，离心分离，二氯甲烷和丙酮洗涤纯化，制得丙烯酰胺基碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入环氧树脂e44、丙烯酰胺基碳纳米管、甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯和丙烯酸羟乙酯，然后加入op-10，十二烷基硫酸钠作为乳化剂，然后加入蒸馏水调节溶液粘度，滴加过硫酸钾引发剂，在65-85℃中预反应20-40min，然后再补加过硫酸钾，进行反应1-3h，制得碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂、玻璃鳞片和甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后加入催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至70-90℃，反应3-8h，过滤溶剂，甲苯和丙酮洗涤，制得异氰酸酯化玻璃鳞片。
(4)向反应瓶中加入异氰酸酯化玻璃鳞片、碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液和催化剂二月桂酸二丁基锡，进行接枝反应，得到玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(5)向质量份数为100份的玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液中加入1-6份氮化硼、0.5-5份碳化硅、0.2-0.8份分散剂byk-2009、0.1-0.5份流平剂byk-331、0.4-1份羟基聚二甲基硅氧烷消泡剂，高速乳化后加入25-35份固化剂端氨基聚醚，制得非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
优选的，所述步骤(1)中的溶剂的质量份数为800-2000份、助溶剂为300-600份，氨基化碳纳米管为10份，丙烯酰氯为350-600份。
优选的，所述步骤(1)中的溶剂为二氯甲烷，助溶剂为甲苯。
优选的，所述步骤(2)中的环氧树脂e44的质量份数为100份、丙烯酰胺基碳纳米管为0.5-3份、甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷为15-25份、丙烯酸甲酯为8-15份、丙烯酸羟乙酯为2.5-6份、op-10为1.5-2.5份、十二烷基硫酸钠0.8-1.2份、蒸馏水为35-60份、过硫酸钾为0.35-0.8份。
优选的，所述步骤(3)中的甲苯的质量份数为800-2000份、玻璃鳞片为100份，甲苯二异氰酸酯为20-35份、二月桂酸二丁基锡为0.08-0.12份。
优选的，所述步骤(4)中的异氰酸酯化玻璃鳞片的质量分数为4-8份、碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液为100份、二月桂酸二丁基锡为0.015-0.04份。
优选的，所述步骤(4)中的反应温度为60-85℃，反应时间6-12h。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益技术效果：
该一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，在二氯甲烷和甲苯的溶剂体系中，使丙烯酰氯和氨基化碳纳米管发生良好的酰胺化反应，得到丙烯酰胺基碳纳米管，从而在碳纳米管表面引入可聚合的烯基官能团，在过硫酸钾引发作用下，使甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺基碳纳米管在环氧树脂分子链中发生原位聚合，得到碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液，从而将碳纳米管通过化学接枝的方法，引入到环氧树脂分子链中，显著改善了碳纳米管与环氧树脂的界面相容性，克服了碳纳米管的团聚问题。
该一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，利用甲苯二异氰酸酯与玻璃鳞片表面的硅羟基发生反应，得到异氰酸酯化玻璃鳞片，然后在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，使玻璃鳞片表面的异氰酸酯基团与环氧树脂接枝的丙烯酸羟乙基的羟基发生反应，从而将玻璃鳞片化学键合到环氧树脂涂料中，改善玻璃鳞片在环氧树脂中的分散性，使得均匀分散的碳纳米管和玻璃鳞片进一步增强了环氧树脂涂层的力学强度和、耐磨性和防腐性能。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供以下实施方式和实施例：一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料的制备方法如下所述：
(1)向反应瓶中加入质量份数为800-2000份二氯甲烷溶剂和300-600份甲苯助溶剂，加入10份氨基化碳纳米管，分散均匀后加入350-600份丙烯酰氯，加热至25-50℃，反应20-30h，离心分离，二氯甲烷和丙酮洗涤纯化，制得丙烯酰胺基碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入质量份数为100份的环氧树脂e44、0.5-3份丙烯酰胺基碳纳米管、15-25份甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、8-15份丙烯酸甲酯和2.5-6份丙烯酸羟乙酯，然后加入1.5-2.5份op-10，0.8-1.2份的十二烷基硫酸钠作为乳化剂，然后加入35-60份蒸馏水调节溶液粘度，滴加0.1-0.2份过硫酸钾引发剂，在65-85℃中预反应20-40min，然后再补加0.25-0.6份过硫酸钾，进行反应1-3h，制得碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(3)向反应瓶中加入质量份数为800-2000份的甲苯溶剂、100份玻璃鳞片和20-35份甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.08-0.12份的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至70-90℃，反应3-8h，过滤溶剂，甲苯和丙酮洗涤，制得异氰酸酯化玻璃鳞片。
(4)向反应瓶中加入质量分数为4-8份的异氰酸酯化玻璃鳞片、100份的碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液和0.015-0.04份的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至60-85℃，进行接枝反应6-12h，得到玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(5)向质量份数为100份的玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液中加入1-6份氮化硼、0.5-5份碳化硅、0.2-0.8份分散剂byk-2009、0.1-0.5份流平剂byk-331、0.4-1份羟基聚二甲基硅氧烷消泡剂，高速乳化后加入25-35份固化剂端氨基聚醚，制得非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
实施例1
(1)向反应瓶中加入80g的二氯甲烷溶剂和30g的甲苯助溶剂，加入1g的氨基化碳纳米管，分散均匀后加入35g的丙烯酰氯，加热至25℃，反应20h，离心分离，二氯甲烷和丙酮洗涤纯化，制得丙烯酰胺基碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入100g的环氧树脂e44、0.5g的丙烯酰胺基碳纳米管、15g的甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、8g的丙烯酸甲酯和2.5g的丙烯酸羟乙酯，然后加入1.5g的op-10，0.8g的十二烷基硫酸钠作为乳化剂，然后加入35g的蒸馏水调节溶液粘度，滴加0.1g的过硫酸钾引发剂，在65℃中预反应20min，然后再补加0.25g的过硫酸钾，进行反应1h，制得碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(3)向反应瓶中加入80g的甲苯溶剂、10g的玻璃鳞片和2g的甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.008g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至70℃，反应3h，过滤溶剂，甲苯和丙酮洗涤，制得异氰酸酯化玻璃鳞片。
(4)向反应瓶中加入4g的异氰酸酯化玻璃鳞片、100g的碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液和0.015g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至60℃，进行接枝反应6h，得到玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(5)向100g的玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液中加入1g的氮化硼、0.5g碳化硅、0.2g的分散剂byk-2009、0.1g的流平剂byk-331、0.4g的羟基聚二甲基硅氧烷消泡剂，高速乳化后加入25g的固化剂端氨基聚醚，制得非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
实施例2
(1)向反应瓶中加入120g的二氯甲烷溶剂和40g的甲苯助溶剂，加入1g的氨基化碳纳米管，分散均匀后加入42g的丙烯酰氯，加热至40℃，反应20h，离心分离，二氯甲烷和丙酮洗涤纯化，制得丙烯酰胺基碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入100g的环氧树脂e44、1.2g的丙烯酰胺基碳纳米管、18g的甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、10g的丙烯酸甲酯和3.5g的丙烯酸羟乙酯，然后加入1.8g的op-10，0.9g的十二烷基硫酸钠作为乳化剂，然后加入35-60g的蒸馏水调节溶液粘度，滴加0.13g的过硫酸钾引发剂，在65℃中预反应30min，然后再补加0.35g的过硫酸钾，进行反应1-3h，制得碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(3)向反应瓶中加入120g的甲苯溶剂、10g的玻璃鳞片和2.5g的甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.01g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至80℃，反应3h，过滤溶剂，甲苯和丙酮洗涤，制得异氰酸酯化玻璃鳞片。
(4)向反应瓶中加入5.5g的异氰酸酯化玻璃鳞片、100g的碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液和0.025g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至60℃，进行接枝反应10h，得到玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(5)向100g的玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液中加入2.5g的氮化硼、1.5g碳化硅、0.4g的分散剂byk-2009、0.2g的流平剂byk-331、0.4-1g的羟基聚二甲基硅氧烷消泡剂，高速乳化后加入28g的固化剂端氨基聚醚，制得非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
实施例3
(1)向反应瓶中加入160g的二氯甲烷溶剂和50g的甲苯助溶剂，加入1g的氨基化碳纳米管，分散均匀后加入50g的丙烯酰氯，加热至40℃，反应24h，离心分离，二氯甲烷和丙酮洗涤纯化，制得丙烯酰胺基碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入100g的环氧树脂e44、2.2g的丙烯酰胺基碳纳米管、22g的甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、12g的丙烯酸甲酯和5g的丙烯酸羟乙酯，然后加入2.2g的op-10，1.1g的十二烷基硫酸钠作为乳化剂，然后加入50g的蒸馏水调节溶液粘度，滴加0.18g的过硫酸钾引发剂，在75℃中预反应30min，然后再补加0.45g的过硫酸钾，进行反应2h，制得碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(3)向反应瓶中加入180g的甲苯溶剂、10g的玻璃鳞片和3g的甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.011g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至80℃，反应6h，过滤溶剂，甲苯和丙酮洗涤，制得异氰酸酯化玻璃鳞片。
(4)向反应瓶中加入7g的异氰酸酯化玻璃鳞片、100g的碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液和0.032g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至60℃，进行接枝反应10h，得到玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(5)向100g的玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液中加入4.5g的氮化硼、3g碳化硅、0.7g的分散剂byk-2009、0.4g的流平剂byk-331、0.8g的羟基聚二甲基硅氧烷消泡剂，高速乳化后加入32g的固化剂端氨基聚醚，制得非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
实施例4
(1)向反应瓶中加入200g的二氯甲烷溶剂和60g的甲苯助溶剂，加入1g的氨基化碳纳米管，分散均匀后加入60g的丙烯酰氯，加热至50℃，反应20-30h，离心分离，二氯甲烷和丙酮洗涤纯化，制得丙烯酰胺基碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入100g的环氧树脂e44、3g的丙烯酰胺基碳纳米管、25g的甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、15g的丙烯酸甲酯和6g的丙烯酸羟乙酯，然后加入2.5g的op-10，1.2g的十二烷基硫酸钠作为乳化剂，然后加入60g的蒸馏水调节溶液粘度，滴加0.2g的过硫酸钾引发剂，在85℃中预反应40min，然后再补加0.6g的过硫酸钾，进行反应3h，制得碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(3)向反应瓶中加入200g的甲苯溶剂、10g的玻璃鳞片和3.5g的甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.012g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至90℃，反应8h，过滤溶剂，甲苯和丙酮洗涤，制得异氰酸酯化玻璃鳞片。
(4)向反应瓶中加入8g的异氰酸酯化玻璃鳞片、100g的碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液和0.04g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至85℃，进行接枝反应12h，得到玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(5)向100g的玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液中加入6g的氮化硼、5g碳化硅、0.8g的分散剂byk-2009、0.5g的流平剂byk-331、1g的羟基聚二甲基硅氧烷消泡剂，高速乳化后加入35g的固化剂端氨基聚醚，制得非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
对比例1
(1)向反应瓶中加入80-200g的二氯甲烷溶剂和30-60g的甲苯助溶剂，加入1g的氨基化碳纳米管，分散均匀后加入35-60g的丙烯酰氯，加热至25-50℃，反应20-30h，离心分离，二氯甲烷和丙酮洗涤纯化，制得丙烯酰胺基碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入100g的环氧树脂e44、0.5-3g的丙烯酰胺基碳纳米管、15-25g的甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、8-15g的丙烯酸甲酯和2.5-6g的丙烯酸羟乙酯，然后加入1.5-2.5g的op-10，0.8-1.2g的十二烷基硫酸钠作为乳化剂，然后加入35-60g的蒸馏水调节溶液粘度，滴加0.1-0.2g的过硫酸钾引发剂，在65-85℃中预反应20-40min，然后再补加0.25-0.6g的过硫酸钾，进行反应1-3h，制得碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。
(3)向100g的碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液中加入1-6g的氮化硼、2g碳化硅、0.2-0.8g的分散剂byk-2009、0.1-0.5g的流平剂byk-331、0.4-1g的羟基聚二甲基硅氧烷消泡剂，高速乳化后加入25-35g的固化剂端氨基聚醚，制得非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
对比例2
(1)向反应瓶中加入100g的环氧树脂e44、15-25g的甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、8-15g的丙烯酸甲酯和2.5-6g的丙烯酸羟乙酯，然后加入1.5-2.5g的op-10，0.8-1.2g的十二烷基硫酸钠作为乳化剂，然后加入35-60g的蒸馏水调节溶液粘度，滴加0.1-0.2g的过硫酸钾引发剂，在65-85℃中预反应20-40min，然后再补加0.25-0.6g的过硫酸钾，进行反应1-3h，制得有机硅改性环氧树脂乳液。
(2)向反应瓶中加入80-200g的甲苯溶剂、10g的玻璃鳞片和2-3.5g的甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.008-0.012g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至70-90℃，反应3-8h，过滤溶剂，甲苯和丙酮洗涤，制得异氰酸酯化玻璃鳞片。
(3)向反应瓶中加入4-8g的异氰酸酯化玻璃鳞片、100g的碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液和0.015-0.04g的催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至60-85℃，进行接枝反应6-12h，得到玻璃鳞片-有机硅改性环氧树脂乳液
(4)向100g的玻璃鳞片-有机硅改性环氧树脂乳液中加入1-6g的氮化硼、3g碳化硅、0.2-0.8g的分散剂byk-2009、0.1-0.5g的流平剂byk-331、0.4-1g的羟基聚二甲基硅氧烷消泡剂，高速乳化后加入25-35g的固化剂端氨基聚醚，制得非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
将实施例和对比例中的非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料倒在模具中，在130℃中热固化1h，得到厚度为3mm的胶膜试样，按照gb/t1040.1-2018的测试标准，通过xlw-l智能电子拉力试验机测试拉伸强度。
按照gb/t20624.2-2006的标准，通过bevs型漆膜冲击器，测试陶瓷涂层的耐冲击性。
按照gb/t31588.1-2015的标准，通过cfsst盐雾试验箱测试陶瓷涂层防腐蚀性能。
1.一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，其特征在于：所述非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料的制备方法如下：
(1)向反应瓶中加入溶剂和助溶剂，加入氨基化碳纳米管，分散均匀后加入丙烯酰氯，加热至25-50℃，反应20-30h，离心分离，二氯甲烷和丙酮洗涤纯化，制得丙烯酰胺基碳纳米管；
(2)向反应瓶中加入环氧树脂e44、丙烯酰胺基碳纳米管、甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯和丙烯酸羟乙酯，然后加入op-10，十二烷基硫酸钠作为乳化剂，然后加入蒸馏水调节溶液粘度，滴加过硫酸钾引发剂，在65-85℃中预反应20-40min，然后再补加过硫酸钾，进行反应1-3h，制得碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液；
(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂、玻璃鳞片和甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后加入催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至70-90℃，反应3-8h，过滤溶剂，甲苯和丙酮洗涤，制得异氰酸酯化玻璃鳞片；
(4)向反应瓶中加入异氰酸酯化玻璃鳞片、碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液和催化剂二月桂酸二丁基锡，进行接枝反应，得到玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液。；
(5)向质量份数为100份的玻璃鳞片-碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液中加入1-6份氮化硼、0.5-5份碳化硅、0.2-0.8份分散剂byk-2009、0.1-0.5份流平剂byk-331、0.4-1份羟基聚二甲基硅氧烷消泡剂，高速乳化后加入25-35份固化剂端氨基聚醚，制得非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料。
2.根据权利要求5所述的一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，其特征在于：所述步骤(1)中的溶剂的质量份数为800-2000份、助溶剂为300-600份，氨基化碳纳米管为10份，丙烯酰氯为350-600份。
3.根据权利要求5所述的一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，其特征在于：所述步骤(1)中的溶剂为二氯甲烷，助溶剂为甲苯。
4.根据权利要求5所述的一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，其特征在于：所述步骤(2)中的环氧树脂e44的质量份数为100份、丙烯酰胺基碳纳米管为0.5-3份、甲基丙烯酰胺基丙基三甲氧基硅烷为15-25份、丙烯酸甲酯为8-15份、丙烯酸羟乙酯为2.5-6份、op-10为1.5-2.5份、十二烷基硫酸钠0.8-1.2份、蒸馏水为35-60份、过硫酸钾为0.35-0.8份。
5.根据权利要求5所述的一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，其特征在于：所述步骤(3)中的甲苯的质量份数为800-2000份、玻璃鳞片为100份，甲苯二异氰酸酯为20-35份、二月桂酸二丁基锡为0.08-0.12份。
6.根据权利要求5所述的一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，其特征在于：所述步骤(4)中的异氰酸酯化玻璃鳞片的质量分数为4-8份、碳纳米管-有机硅改性环氧树脂乳液为100份、二月桂酸二丁基锡为0.015-0.04份。
7.根据权利要求5所述的一种非晶纳米防磨防腐陶瓷涂料，其特征在于：所述步骤(4)中的反应温度为60-85℃，反应时间6-12h。
技术总结