本發(fā)明涉及水性帶銹涂料。更具體地說，本發(fā)明涉及一種含高熵氧化物的水性帶銹涂料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、鐵路貨車的金屬車身，由于受到高速行駛中粉塵的機械磨損，以及來自酸雨、鹽堿地等惡劣環(huán)境的化學(xué)侵蝕等多種因素的共同作用，其腐蝕進程會顯著加速。為了最大限度地減少車輛的停運時間并保持運營效率，無需徹底除銹的帶銹涂料已成為貨車維護中的一項關(guān)鍵技術(shù)。然而，歷史上的防護涂料主要為溶劑型，其揮發(fā)性有機化合物（volatileorganic?compounds,vocs）的高排放引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題。水性涂料作為一種環(huán)保型防銹材料，因其低vocs排放、無毒無害等特點，逐漸成為傳統(tǒng)溶劑型涂料的替代品。然而與溶劑型涂料相比，水性涂層的耐腐蝕性偏低，這主要源于在固化過程中水溶劑的揮發(fā)使涂層中產(chǎn)生大量微孔和通道，而水性涂層中殘留的表面活性劑或親水基團也可能形成微通道，進而加速腐蝕性介質(zhì)等向基材表面的遷移。這不利于環(huán)境更友好的水性涂料的推廣。常見的提高涂料耐腐蝕性的方法是向涂料乳液中加入納米材料改性。然而納米材料存在著易氧化、易團聚，生物相容性較低、工藝復(fù)雜等不足，使得涂料的生產(chǎn)成本升高，限制了它們的實際應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明還有一個目的是提供一種含高熵氧化物的水性帶銹涂料及其制備方法與應(yīng)用，其通過添加高熵氧化物提高了水性帶銹涂料的耐腐蝕性，高熵氧化物的遲滯擴散效應(yīng)可以進一步阻礙離子擴散，提高涂料耐腐蝕性能。
2、為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種含高熵氧化物的水性帶銹涂料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：30-35重量份水、0.1-0.8重量份轉(zhuǎn)銹劑、1-5重量份助劑、40-45重量份成膜物、15-20重量份填料；
3、其中，填料包括高熵氧化物，高熵氧化物化學(xué)式為(fe,co,ni,cu,zn)cr2o4。
4、優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)銹劑為單寧酸、磷酸、沒食子酸中的一種或多種。
5、優(yōu)選的是，助劑包括成膜助劑、分散劑、消泡劑、增稠劑和防凍劑；
6、成膜物為聚偏二氯乙烯乳液；
7、填料還包括沉淀硫酸鋇、炭黑、改性三聚磷酸鋁和磷酸鋅。
8、優(yōu)選的是，高熵氧化物的制備方法包括以下步驟：
9、a1、分別稱取以下金屬氧化物feo、coo、nio、cuo、zno及cr2o3混合，得到混合粉末，將zro2球與混合粉末以質(zhì)量比3:1放入球磨罐中，并添加無水乙醇；
10、a2、將球磨罐放入行星球磨機中，以液相球磨法進行球磨，并采用240~280?r/min的速度球磨8?h，得到球磨料；
11、a3、將球磨料進行離心分離，得到固體粉末，并將固體粉末置于馬弗爐中，以10℃/min的速度，將溫度從室溫加熱至230℃-1000℃，保溫加熱2-6h，冷卻，得到高熵氧化物。
12、優(yōu)選的是，步驟a1中金屬氧化物feo、coo、nio、cuo、?zno與金屬氧化物cr2o3摩爾比均為1:5。
13、優(yōu)選的是，高熵氧化物為經(jīng)葡甘聚糖-腐殖酸復(fù)合物改性的高熵氧化物。
14、優(yōu)選的是，改性的高熵氧化物的制備方法為：
15、b1、將葡甘聚糖與腐殖酸按質(zhì)量比1-2:1溶于堿性水溶液中，在50-70℃下攪拌0.5-1.5h，得到葡甘聚糖-腐殖酸復(fù)合物溶液，其中，堿性水溶液為質(zhì)量分數(shù)0.5%-1%的氫氧化鈉溶液；
16、b2、高熵氧化物粉末分散于水中，形成固含量為10%-20%的懸浮液，再攪拌的條件下將葡甘聚糖-腐殖酸復(fù)合物溶液滴加至懸浮液中，滴加結(jié)束后，在60-80℃條件下攪拌2-4h，反應(yīng)結(jié)束后，離心分離得到固體部分，并將固體部分于80-100℃條件下干燥至恒重，研磨過篩，即得到經(jīng)葡甘聚糖-腐殖酸復(fù)合物改性的高熵氧化物，其中，高熵氧化物與葡甘聚糖、腐殖酸質(zhì)量總和的質(zhì)量比為5-10:1。
17、一種含高熵氧化物的水性帶銹涂料的制備方法，包括以下步驟：
18、步驟一、向水中加入amp-95、轉(zhuǎn)銹劑、纖維素混合，得到第一混合物；
19、步驟二、向第一混合物中加入分散劑、丙二醇、消泡劑、填料、成膜物攪拌，得到第二混合物；
20、步驟三、向第二混合物中加入成膜助劑、消泡劑、防凍劑以及增稠劑混合，得到含高熵氧化物的水性帶銹涂料。
21、優(yōu)選的是，步驟一中，在700rpm/min轉(zhuǎn)速下，將水、amp-95、轉(zhuǎn)銹劑混合攪拌5min，再加入纖維素攪拌10min，得到第一混合物。
22、優(yōu)選的是，步驟二中，在700rpm/min轉(zhuǎn)速下先向第一混合物中加入分散劑、丙二醇、消泡劑攪拌10min，然后再加入填料，并攪拌25min，在500rpm/min的轉(zhuǎn)速下加入成膜物，繼續(xù)攪拌10min，得到第二混合物；
23、步驟三中，混合后攪拌10min，即得到含高熵氧化物的水性帶銹涂料。
24、本發(fā)明另外還提供一種含高熵氧化物的水性帶銹涂料在車身表面涂層中的應(yīng)用。
25、本發(fā)明至少包括以下有益效果：
26、第一、本發(fā)明通過添加高熵氧化物提高了水性帶銹涂料的耐腐蝕性。高熵氧化物的遲滯擴散效應(yīng)可以進一步阻礙離子擴散，提高涂料耐腐蝕性能。在開路電位曲線圖（圖5）和動電位極化曲線圖（圖6）中可以看到含高熵氧化物涂層的開路電位穩(wěn)定值增大，腐蝕電位更正、腐蝕電流密度更小。在xrd及潤濕角圖（圖3）中可知heo-0、實施例3、實施例1的潤濕角分別為99°、124°、149°，潤濕角（疏水性）隨淬火溫度增大而增大，heo-0、實施例3以類cr2o3結(jié)構(gòu)（剛玉結(jié)構(gòu)）為主，而實施例1顯示出類cumg0.5mn1.5o4結(jié)構(gòu)（尖晶石結(jié)構(gòu)），heo-1000的尖晶石結(jié)構(gòu)因為高溫淬火產(chǎn)生大量缺陷而具有更好的疏水性，使涂層的自清潔能力更強。從而可以提高涂層的耐腐蝕性能。
27、第二、本發(fā)明中微米級高熵氧化物添加相比于傳統(tǒng)的納米材料添加，不但無顆粒團聚、表面致密，且成本更低，工藝簡單。
28、第三、本發(fā)明采用葡甘聚糖-腐殖酸復(fù)合物對高熵氧化物進行改性，二者通過腐殖酸分子中的大量羧基、酚羥基等活性基團牢固錨定于氧化物顆粒表面，同時葡甘聚糖作為高分子網(wǎng)絡(luò)骨架與腐殖酸通過氫鍵等作用相互纏繞，形成一層致密堅韌的有機包覆層，這一協(xié)同作用不僅極大地改善了填料在涂料中的分散穩(wěn)定性，更強化了填料與聚合物成膜物之間的界面結(jié)合力，從而協(xié)同放大了涂層的綜合性能，使其在表干速度、鐵銹轉(zhuǎn)化效率、機械強度及耐酸堿、濕熱、老化等腐蝕性能上，均顯著優(yōu)于未改性或單一組分改性的涂層。
29、本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
1.含高熵氧化物的水性帶銹涂料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：30-35重量份水、0.1-0.8重量份轉(zhuǎn)銹劑、1-5重量份助劑、40-45重量份成膜物、15-25重量份填料；
2.如權(quán)利要求1所述的含高熵氧化物的水性帶銹涂料，其特征在于，轉(zhuǎn)銹劑為單寧酸、磷酸、沒食子酸中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1所述的含高熵氧化物的水性帶銹涂料，其特征在于，助劑包括成膜助劑、分散劑、消泡劑、增稠劑和防凍劑；
4.如權(quán)利要求1所述的含高熵氧化物的水性帶銹涂料，其特征在于，高熵氧化物的制備方法包括以下步驟：
5.如權(quán)利要求4所述的含高熵氧化物的水性帶銹涂料，其特征在于，步驟a1中金屬氧化物feo、coo、nio、cuo、zno與金屬氧化物cr2o3摩爾比均為1:5。
6.如權(quán)利要求1所述的含高熵氧化物的水性帶銹涂料，其特征在于，高熵氧化物為經(jīng)葡甘聚糖-腐殖酸復(fù)合物改性的高熵氧化物。
7.如權(quán)利要求3所述的含高熵氧化物的水性帶銹涂料，其特征在于，改性的高熵氧化物的制備方法為：
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的含高熵氧化物的水性帶銹涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.如權(quán)利要求8所述的含高熵氧化物的水性帶銹涂料的制備方法，其特征在于，步驟一中，在700rpm/min轉(zhuǎn)速下，將水、amp-95、轉(zhuǎn)銹劑混合攪拌5min，再加入纖維素攪拌10min，得到第一混合物；
10.一種權(quán)利要求1-7任意一項所述的含高熵氧化物的水性帶銹涂料在車身表面涂層中的應(yīng)用。