本發明涉及水性涂料技術領域，尤其涉及一種耐紫外線照射的水性石墨烯金屬防銹底漆及其制作方法。
背景技術：
隨著涂料工業和涂裝向低污染化發展，水性涂料正在日益興起。金屬腐蝕導致的損失十分嚴重，金屬材料的防腐蝕涂料引起國內外關注。溶劑型防銹涂料，存在污染大氣、毒性和火災危險等幾個方面問題。因此研制水性防銹底漆受到重視。水性防銹漆是以水做為分散介質，利用物理、化學等多重防銹機理，根據化學轉化，絡和反應等化學原理配制而成，是傳統防銹底漆的最佳換代產品。廣泛應用于各種汽車、船舶、網架、機械制造、集裝箱、鐵路、橋梁、鍋爐、鋼結構、石化設備等防腐保護，是溶劑型油漆不可比擬的。
丙烯酸酯乳液保色、保光，且具有良好的耐水性、耐候性、耐酸堿性和耐腐蝕性，故而常被用作傳統水性防銹底漆的成膜物體系。其作為成膜物使用時存在易遷移的缺點，使涂膜的硬度、耐化學品性、耐醇耐堿性、抗粉化性等性能減弱，有必要對丙烯酸酯乳液進行改性，同時傳統的水性防銹底漆中的水分與鋼鐵表面接觸后會造成閃銹，防腐性能急劇下降，不利于金屬表面的防腐防銹保護。
《水性石墨烯防銹底漆的研制》一文以苯乙烯改性丙烯酸酯乳液作為成膜物，創造性的添加石墨烯等研制了一種環境友好型水性石墨烯防銹底漆。通過一系列試驗研制的水性石墨烯防銹底漆各項性能指標完全達到甚至超過普通防腐涂料的技術指標，同時符合環保要求，且生產和施工工藝簡單，使用方便，性價比高，具有廣闊的市場應用前景。然而文中制備的水性防銹底漆存在附著力不佳、耐磨性低、功能較為單一且過多使用苯乙烯不節能環保等缺陷，需要對現有工藝和配方加以改性。
聚苯乙烯泡沫塑料的化學性質比較穩定，具有隔熱、隔音、防震、防水、耐酸堿、抗腐蝕、耐老化等特性，兼具質輕美觀等優點，是世界上應用最廣泛的塑料之一，并且多為一次性使用，用后即成為廢品，在自然界中不易老化腐爛，難于自然降解和被微生物降解，不為自然環境所親和，而且廢聚苯乙烯泡沫塑料本身帶有各種有毒化學物質，有必要將其改性后替代苯乙烯對丙烯酸酯乳液進行改性后添加到原料中，再配伍其他有效助劑從而制備出符合環保要求的新型的水性防腐底漆。
技術實現要素：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種耐紫外線照射的水性石墨烯金屬防銹底漆及其制作方法。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種耐紫外線照射的水性石墨烯金屬防銹底漆，由下列重量份的原料制成：丙烯酸酯乳液39-41、廢聚苯乙烯泡沫7.2-8.2、石墨烯4.1-5.1、納米氧化鋅0.7-0.9、硅藻土10-12、凡士林3-5、酪蛋白酸鈉2.1-2.5、季戊四醇9-10、蘆根提取液3-4、甲基環硅氧烷1.2-1.4、顏料18-21、去離子水適量。
所述的一種耐紫外線照射的水性石墨烯金屬防銹底漆的制作方法，包括以下步驟：
（1）將硅藻土研磨過120-140目篩，加入季戊四醇放入高混機中高速攪拌10-15分鐘，于630-710℃下高溫處理20-30分鐘，冷卻至室溫加入納米氧化鋅、凡士林超聲研磨40-50分鐘，得改性硅藻土；
（2）將酪蛋白酸鈉和總重量1-2倍的去離子水攪拌混勻，加入甲基環硅氧烷超聲分散15-20分鐘，加入石墨烯攪拌混勻并于85-95℃的水浴中靜置8-10小時，投入到混合機中，以10000r/min的轉速高速攪拌30秒抽濾洗滌至中性并烘干得改性石墨烯；
（3）將廢聚苯乙烯泡沫洗凈、晾干、粉碎，加入到總重量1.5-2倍的混合溶劑中，邊加邊攪拌，使其完全溶解，加入丙烯酸酯乳液、蘆根提取液攪拌混勻，放入55-65℃水浴中快速攪拌20-30分鐘得改性丙烯酸酯乳液；
（4）將步驟（1）、（2）物料加入到去離子水中，攪拌10-15分鐘，邊加邊攪拌下緩慢加入顏料高速攪拌分散30-60分鐘，并球磨至粒徑為60um以下，加入步驟（3）所得改性丙烯酸酯乳液繼續分散均勻，于0.1MPa真空下脫氣1-2小時，過濾出料。
所述的混合溶劑是將乙酸乙酯、d-檸檬烯、甲苯按質量比為2∶1∶1配制。
本發明的優點是：本發明選用了廢聚苯乙烯泡沫改性丙烯酸酯乳液作為成膜物，不僅有效解決了廢聚苯乙烯泡沫堆積帶來的環境污染問題，降低成本還使丙烯酸酯乳液經改性后，引入苯乙烯鏈段，克服了常規乳化劑易遷移的缺點，使涂膜的硬度、耐化學品性、耐水性、抗粉化性等性能得到提高；本發明還創新性地加入適量的石墨烯并對其進行改性，提高了石墨烯比表面積，使其在涂料中實現層層疊加效應，在金屬表面形成了致密的網狀涂層結構，有效隔絕了腐蝕介質的擴散滲透，加之石墨烯的化學惰性，有效提高了涂層的防腐防銹性能；同時配伍改性硅藻土等助劑制得的防銹底漆無毒無味，安全環保，具有硬度高、耐紫外線照射等優點，而且會對有害的物質實現長效的吸附降解，使得對人體有害物質喪失或降低活性。
具體實施方式
一種耐紫外線照射的水性石墨烯金屬防銹底漆，由下列重量份的原料制成：丙烯酸酯乳液39、廢聚苯乙烯泡沫7.2、石墨烯4.1、納米氧化鋅0.7、硅藻土10、凡士林3、酪蛋白酸鈉2.1、季戊四醇9、蘆根提取液3、甲基環硅氧烷1.2、顏料18、去離子水適量。
所述的一種耐紫外線照射的水性石墨烯金屬防銹底漆的制作方法，包括以下步驟：
（1）將硅藻土研磨過120-140目篩，加入季戊四醇放入高混機中高速攪拌10-15分鐘，于630-710℃下高溫處理20-30分鐘，冷卻至室溫加入納米氧化鋅、凡士林超聲研磨40-50分鐘，得改性硅藻土；
（2）將酪蛋白酸鈉和總重量1-2倍的去離子水攪拌混勻，加入甲基環硅氧烷超聲分散15-20分鐘，加入石墨烯攪拌混勻并于85-95℃的水浴中靜置8-10小時，投入到混合機中，以10000r/min的轉速高速攪拌30秒抽濾洗滌至中性并烘干得改性石墨烯；
（3）將廢聚苯乙烯泡沫洗凈、晾干、粉碎，加入到總重量1.5-2倍的混合溶劑中，邊加邊攪拌，使其完全溶解，加入丙烯酸酯乳液、蘆根提取液攪拌混勻，放入55-65℃水浴中快速攪拌20-30分鐘得改性丙烯酸酯乳液；
（4）將步驟（1）、（2）物料加入到去離子水中，攪拌10-15分鐘，邊加邊攪拌下緩慢加入顏料高速攪拌分散30-60分鐘，并球磨至粒徑為60um以下，加入步驟（3）所得改性丙烯酸酯乳液繼續分散均勻，于0.1MPa真空下脫氣1-2小時，過濾出料。
所述的混合溶劑是將乙酸乙酯、d-檸檬烯、甲苯按質量比為2∶1∶1配制。
依據本發明制得的水性石墨烯金屬防銹底漆具有如下技術指標：
（1）耐鹽水性（3%NaCl）：241 h，不起泡、不脫落；
（2）耐鹽霧性/h：169；
（3）附著力/級：1；
（4）耐沖擊性/cm：50；
（5）硬度：H。