一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料及制备方法技术

本发明专利技术属于涂料制备的技术领域，具体涉及一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料及制备方法，将氧化石墨烯制备成功能化氧化石墨烯；将聚四氟乙烯树脂机械破碎研磨，加入到二苯醚溶剂中溶胀形成悬浮液，再加功能化氧化石墨烯超声分散，冷却形成凝胶，对凝胶中的二苯醚萃取，洗涤，干燥，得到氧化石墨烯/聚四氟乙烯多孔微球，加入到水性环氧树脂乳液中，超声分散，再加入水性环氧固化剂，消泡剂，搅拌，调整至适当的黏度，得到氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料。本发明专利技术采用氧化石墨烯/聚四氟乙烯多孔微球添加于水性环氧树脂涂料中来提高该涂料的防腐性能，该涂料具有优异的耐腐蚀性，可用于汽车涂装等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料及制备方法
本专利技术属于涂料制备的
，具体涉及一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料及制备方法。
技术介绍
水性环氧树脂是指环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系，水性环氧树脂的主要特点是防腐性能优异，除用于汽车涂装外，还用于医疗器械、电器和轻工业产品等领域。环氧树脂具有优良的附着力，优异的力学性能，良好的耐化学药品腐蚀性能和优良的热稳定性，被广泛应用于机械制造及日常生活生产中；但传统的环氧树脂难溶于水，只能溶于芳烃类、酮类及醇类的有机溶剂中，所以必须用有机溶剂作为分散介质，将环氧树脂配成一定浓度和黏度的树脂涂料才能使用。有机溶剂稀释环氧树脂不仅成本高，而且有机溶剂易燃易爆，带来极大的安全隐患，同时有机溶剂有毒有害的挥发成分给操作工人的健康带来极大危害，对环境也造成严重污染。随着人们对环境的要求越来越高，国家出台了一系列严格控制挥发性有机物排放的法律法规。因此，环境友好的绿色环保的化学材料越来越受关注，开展对水性环氧树脂涂料的研究具有重要意义。中国专利技术专申请号201610520073.2公开了一种石墨烯改性环氧树脂防腐涂料，该涂料包含以下重量份组分：水性环氧树脂70-80份、异丙苯过氧化氢4-7份、石墨烯10-18份、六亚甲基二异氰酸酯缩二脲2.5-4.5份、乙二胺四乙酸二钠2.4-3.6份、甲基苯并三氮唑5-9份、壬基酚聚氧乙烯醚7-10份、肌醇六磷酸酶5-8份、蜡粉4-6份、聚砜树脂4-13份、硫酸铜4-6份。本专利技术石墨烯改性环氧树脂防腐涂料具有良好的耐磨性和耐高温性能，提高涂层与基面之间的结合强度，改善在各种温度下的固化速度，且还具有很好的耐水性和抗化学腐蚀性。中国专利技术专利申请号201610566088.2公开了一种氧化石墨烯基耐高温双组份环氧树脂涂料，其由A组分和B组分组成，A组分与B组分的质量比为3:1；所述A组分包括：聚氨酯改性环氧树脂100重量份，氢化双酚A环氧树脂30-60重量份，改性氧化石墨烯1-6重量份，三氧化二铝10-20重量份，抗氧剂1-3重量份，溶剂20-30重量份；所述组分B包括：酚醛固化剂6-10重量份，有机硅固化剂3-5重量份，溶剂10-30重量份。涂料固化后产品具有优异的耐高温和耐水性能，同时，也提高了环氧树脂涂料的柔韧性、导热性、抗氧化性等，满足了现有技术的需求。中国专利技术专利申请号201610540900.4公开了一种石墨烯改性环氧树脂防静电涂料，该涂料包含以下重量份组分：水性环氧树脂90-99份、脲醛树脂15-20份、六甲基二硅氧烷5-9份、二丙二醇丁醚5-9份、壬基酚聚氧乙烯醚4-6份、石墨烯5-12份、聚砜树脂7-10份、冰醋酸5-8份、对甲苯磺酸3-5份、烷基糖苷10-15份、异丙苯过氧化氢4-9份。本专利技术石墨烯改性环氧树脂防静电涂料能够有效的防止静电，环保、绿色、耐候性强，而且漆膜表面平滑、坚硬耐磨、耐压耐冲击，耐腐蚀性好，可以起到成效保护，使用寿命长，且施工方便。中国专利技术专利申请号201710894372.7公开了一种含石墨烯的水性环氧树脂乳液及其制备方法，该水性环氧树脂乳液的具体制备步骤包括：聚乙二醇/石墨烯复合材料的制备、水性环氧树脂乳化剂的制备、水性环氧树脂乳液的制备。其中聚乙二醇/石墨烯复合材料是通过原位聚合法制备，使石墨烯能均匀分散并锚固在聚乙二醇基体中，在制备乳化剂时，聚乙二醇表面上的羟基在催化剂作用下与环氧树脂发生反应，实现聚乙二醇、石墨烯、环氧树脂三者间的连接，在制备乳液过程中，石墨烯随着乳化剂进入乳液中，解决了石墨烯在乳液中难分散和相容性差等问题，得到均匀分散含有石墨烯的水性环氧树脂乳液。本专利技术制备得到的含石墨烯的水性环氧树脂乳液具有离心、稀释和储存稳定性好，相对于传统的环氧树脂，成本较低、安全环保并且无毒；应用于防腐涂料中，防腐蚀性和附着力更强，抗冲击性好，易于施工。目前，水性环氧树脂制备成涂料被广泛应用于汽车涂装领域，但是由于汽车长期暴露在自然环境下，由于阳光中紫外照射，雨水，高低温等影响其防腐能力较差，因此改善水性环氧树脂涂料的防腐性很关键。石墨烯及其衍生物可以在极少的添加量的情况下提高涂料的耐腐蚀、耐高温等性能，但是石墨烯及氧化石墨烯不易分散，因此添加后涂料的防腐性能仍然相对较低。
技术实现思路
针对现有水性环氧树脂涂料中防腐性差的缺陷，本专利技术提出一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料及制备方法。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：S1、将氧化石墨烯和双亲性表面活性剂加入水中，在35～50℃下，分散，过滤，冷冻干燥得到功能化氧化石墨烯；S2、将聚四氟乙烯树脂机械破碎后，放入球磨机中，研磨成粉末，将该粉末加入到二苯醚溶剂中，在温度为20～50℃时，搅拌，使其充分溶胀形成悬浮液，再加入步骤S1得到的功能化氧化石墨烯，分散，形成混合液；S3、将步骤S2得到的混合液倒入冷却装置，放入冷阱中，淬火，形成凝胶，将盛有凝胶的装置快速取出并浸入乙醇溶液中0.5～2h，对凝胶中的二苯醚萃取，洗涤，干燥，得到氧化石墨烯/聚四氟乙烯多孔微球；S4、将步骤S3得到的氧化石墨烯/聚四氟乙烯多孔微球加入到水性环氧树脂乳液中，超声分散，再加入水性环氧固化剂，消泡剂，搅拌，用去离子水调整黏度，得到氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料。进一步的，上述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其中，S1步骤中所述分散为超声分散，分散时间为1.5～4h；所述氧化石墨烯和双亲性表面活性剂的质量比为10～30:5～10。双亲性表面活性剂又叫两亲性聚合物，是指同一高分子中同时具有对两种性质不同的相(如水相与油相，两种油相，两种不相容的固相等)皆有亲和性的聚合物。进一步的，上述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其中双亲性表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、数均分子量为2000～50000的双亲性嵌段共聚物、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、烷基醇酰胺、蔗糖酯、非离子氟碳表面活性剂中的至少一种。进一步的，上述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其中，S2步骤中所述聚四氟乙烯树脂与功能化氧化石墨烯的质量比为10～30:10～15；所述粉末的粒径小于50nm。进一步的，上述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其中，S2步骤中所述搅拌的搅拌时间为10～24h。进一步的，上述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其中，S2步骤中所述分散为超声分散，分散时间为0.5～2h。进一步的，上述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其中，S3步骤中所述冷阱的温度为-10～0℃；所述淬火的淬火时间为1～3h。进一步的，上述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其中，S3步骤中所述干燥的方式为真空干燥；干燥温度为45～70℃；干燥时间为12～36h。进一步的，上述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其中，S4步骤中所述超声分散的时间为30～60min；所述氧化石墨烯/聚四氟乙烯多孔微球、水性环氧树脂乳液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将氧化石墨烯和双亲性表面活性剂加入水中，在35～50℃下，分散，过滤，冷冻干燥得到功能化氧化石墨烯；S2、将聚四氟乙烯树脂机械破碎后，放入球磨机中，研磨成粉末，将该粉末加入到二苯醚溶剂中，在温度为20～50℃时，搅拌，使其充分溶胀形成悬浮液，再加入步骤S1得到的功能化氧化石墨烯，分散，形成混合液；S3、将步骤S2得到的混合液倒入冷却装置，放入冷阱中，淬火，形成凝胶，将盛有凝胶的装置快速取出并浸入乙醇溶液中0.5～2h，对凝胶中的二苯醚萃取，洗涤，干燥，得到氧化石墨烯/聚四氟乙烯多孔微球；S4、将步骤S3得到的氧化石墨烯/聚四氟乙烯多孔微球加入到水性环氧树脂乳液中，超声分散，再加入水性环氧固化剂，消泡剂，搅拌，用去离子水调整黏度，得到氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将氧化石墨烯和双亲性表面活性剂加入水中，在35～50℃下，分散，过滤，冷冻干燥得到功能化氧化石墨烯；S2、将聚四氟乙烯树脂机械破碎后，放入球磨机中，研磨成粉末，将该粉末加入到二苯醚溶剂中，在温度为20～50℃时，搅拌，使其充分溶胀形成悬浮液，再加入步骤S1得到的功能化氧化石墨烯，分散，形成混合液；S3、将步骤S2得到的混合液倒入冷却装置，放入冷阱中，淬火，形成凝胶，将盛有凝胶的装置快速取出并浸入乙醇溶液中0.5～2h，对凝胶中的二苯醚萃取，洗涤，干燥，得到氧化石墨烯/聚四氟乙烯多孔微球；S4、将步骤S3得到的氧化石墨烯/聚四氟乙烯多孔微球加入到水性环氧树脂乳液中，超声分散，再加入水性环氧固化剂，消泡剂，搅拌，用去离子水调整黏度，得到氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料。2.根据权利要求1所述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，S1步骤中所述分散为超声分散，分散时间为1.5～4h；所述氧化石墨烯和双亲性表面活性剂的质量比为10～30:5～10。3.根据权利要求1所述一种耐腐蚀氧化石墨烯/水性环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，S1步骤中所述双亲性表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、数均分子量为2000～50000的双亲性嵌段共聚物、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51