一种缓释型石墨烯重防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种缓释型石墨烯重防腐涂料及其制备方法。缓释型石墨烯重防腐涂料包括环氧树脂20‑60份、石墨烯10‑30份、活性稀释剂5‑10份、抗氧化剂3‑5份、增韧剂2‑10份和缓释剂3‑5份；缓释剂为容置有缓释药剂的微胶囊，微胶囊具有微孔。缓释型石墨烯重防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：将所述石墨烯、所述活性稀释剂混合均匀制备得到组分A；将所述环氧树脂、所述抗氧化剂、所述增韧剂混合均匀得到组分B；将所述组分A、所述组分B、所述缓释剂混合均匀即可。本申请提供的缓释型石墨烯重防腐涂料，防腐蚀效果好，可延长保护对象使用寿命。

A slow-release graphene heavy-duty anticorrosive coating and its preparation method

The invention provides a slow-release graphene heavy-duty anticorrosive paint and a preparation method thereof. The slow-release graphene heavy-duty anticorrosive coatings include epoxy resin 20 60, graphene 10 30, active diluent 5 10, antioxidant 3 5, toughener 2 10 and sustained-release agent 3 5. The sustained-release agent is a microcapsule containing sustained-release agent, and the microcapsule has micropore. The preparation method of the sustained-release graphene heavy-duty anticorrosive coating includes the following steps: homogeneous preparation of component A by mixing the graphene and the active diluent; homogeneous mixing of the epoxy resin, the antioxidant and the toughening agent to obtain component B; homogeneous mixing of component A, component B and the sustained-release agent can be achieved. The slow-release graphene heavy-duty anticorrosive coating provided in this application has good anticorrosive effect and can prolong the service life of the protected object.

【技术实现步骤摘要】
一种缓释型石墨烯重防腐涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料领域，具体而言，涉及一种缓释型石墨烯重防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
石墨烯复合防腐涂料将是未来新型防腐蚀涂层材料的新生力量，石墨烯防腐涂料具有广阔的应用前景，应用于能源工业、石油化工、海工装备和国防军工等领域，尤其是大型钢结构、船舶、桥梁和集装箱等产品表面，有不可取代的优越性。但是由于石墨烯具有优良的导电性能，石墨烯涂料在破损后，哪怕只有轻微的缺陷，便会加剧金属腐蚀，其防腐蚀性能就会大幅下降，尤其是容易发生小孔腐蚀的问题，只能提供短时间的抗氧化腐蚀效能。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种缓释型石墨烯重防腐涂料，防腐蚀效果好，可延长保护对象寿命。本专利技术的第二目的在于提供一种缓释型石墨烯重防腐涂料的制备方法，操作简单，得到的涂料性能稳定。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种缓释型石墨烯重防腐涂料，以重量份数计，包括环氧树脂20-60份、石墨烯10-30份、活性稀释剂5-10份、抗氧化剂3-5份、增韧剂2-10份和缓释剂3-5份；所述缓释剂为容置有缓释药剂的微胶囊，所述微胶囊具有微孔。石墨烯具备特殊的结构特性，如小尺寸效应、二维的片层结构、良好的疏水性能以及导电性能。尺寸小，可以填充防腐涂料的空隙；片层结构，可以很好地形成物理隔绝层；疏水性好，加入到涂料可以阻止水分子和金属基体的接触，达到防腐的效果；好的导电性能，可以将金属失去的电子传到涂层的表面，从而避免金属的沉淀，使其电化学的腐蚀速度降低。在其中添加环氧树脂，制备得到石墨烯复合防腐涂料，能够兼顾石墨烯优异的化学稳定性、快速导电性、突出的力学性能和环氧树脂的强附着力、成膜性，可协同提高涂料的综合性能；根据需要可以选择水性环氧树脂或油性环氧树脂，对应制备水性涂料或油性涂料。活性稀释剂可以改善各物料混合之后的粘度和流动性，参与环氧树脂的固化反应，成为环氧树脂固化物交联网络结构的一部分，对固化产物的性能无负面影响，还能增加固化体系的韧性。抗氧化剂是为了提高涂料的抗氧化性能。增韧剂的添加是为了避免涂料在使用过程中由于韧性不够导致过脆，进而导致涂料与被保护对象之间粘结力不够，容易破裂并脱落，失去防腐蚀作用。将缓释药剂封装在具有微孔的微胶囊中得到缓释剂，使得涂料使用后，如果发生破损，缓释药剂可以通过微孔从微胶囊中缓慢释放，防止被保护对象(下层基材)发生腐蚀，提高涂料的防腐蚀性能。优选地，所述的缓释型石墨烯重防腐涂料还包括牺牲阳极材料5-25份，所述牺牲阳极材料优选铝粉或锌粉；优选地，还包括助剂5-10份，所述助剂优选包括分散剂、流平剂、消泡剂、润湿剂中的一种或多种；更加优选地，还包括固化剂，所述固化剂占所述缓释型石墨烯重防腐涂料总重量的20-30％。牺牲阳极材料的作用是，当涂料涂层破损时，作为电化学反应的牺牲阳极，替代下层基材，从而减少下层基材的腐蚀，提高涂料的防腐蚀性能。助剂的作用是辅助石墨烯、缓释剂在环氧树脂中更好、更均匀的分散，提升涂料的润湿性能、流动性、均匀性、保光保色性和耐候性能，可以选择使用聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚酯等嵌段聚合物或接枝聚合物、氟硅酮类、有机改性聚硅氧烷、羟基聚二甲基硅氧烷、有机硅和氟碳化合物等等。固化剂可以根据实际使用环境要求进行添加，调节涂料的固化速度，同时影响涂料的力学性能、耐水耐热性和耐腐蚀性。优选地，所述活性稀释剂包括丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚中的一种或多种；优选地，所述抗氧化剂包括硫醚、亚磷酸酯或大分子量的磷系液态抗氧化剂中的一种或多种；所述增韧剂包括邻苯二甲酸酯类、癸二酸酯类、磷酸酯类、亚磷酸三苯酯或羧基丁腈橡胶中的一种或多种。对于活性稀释剂、抗氧化剂、增韧剂的优选，可以进一步提升涂料的综合性能。优选地，所述石墨烯的片径为1-50微米，层数为1-20层；优选地，所述缓释药剂包括单宁酸、聚天冬氨酸、亚硝酸钠、硅酸钠、多磷酸盐、癸二酸、肉桂酸中的一种或多种；更加优选地，所述微胶囊的直径为5-2000微米；进一步优选地，所述微孔的孔径为所述微胶囊的直径的5-15％。对石墨烯的尺寸和层数的优选，可以提升涂料的附着力、耐久性和防腐蚀性能；石墨烯的制备方法有很多种，如化学气相沉积方法或者电化学超声剥离的方法，本专利技术不予限定，但优选化学气相沉积方法；对缓释药剂的优选，可以优化其防止基材腐蚀的能力；对微胶囊的尺寸和微孔尺寸的优选，一方面是优化微胶囊在整个涂料中的分布，另一方面是优化缓释药剂的释放速度和释放状态，提升防腐蚀性能。微胶囊的直径低于5微米之后会大幅增加制备难度。可选地，所述微胶囊的材料为可降解材料，选自植物胶、多糖、淀粉、蛋白质、纤维素、聚合物、塑胶中的一种或多种复合。可降解的微胶囊材料，提升涂料的环保性能；优选其材料种类，是为了更好的缓释药剂配合。一种所述的缓释型石墨烯重防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：将所述石墨烯、所述活性稀释剂混合均匀制备得到组分A；将所述环氧树脂、所述抗氧化剂、所述增韧剂混合均匀得到组分B；将所述组分A、所述组分B、所述缓释剂混合均匀即可。组分A和B分开制备的主要目的是为了使得石墨烯更好的在环氧树脂中分散。将缓释药剂封装到微胶囊中制备缓释剂的方法，可以选择使用超临界流体微胶囊化技术、溶剂蒸发法、凝聚法、界面聚合法和喷雾干燥法等等，本专利技术不予限定。优选地，所述缓释型石墨烯重防腐涂料中还加入牺牲阳极材料5-25份，优选地，所述牺牲阳极材料为铝粉或锌粉。优选地，所述缓释型石墨烯重防腐涂料中还加入助剂5-10份。优选地，所述助剂包括分散剂、流平剂、消泡剂、润湿剂中的一种或多种。优选地，所述的缓释型石墨烯重防腐涂料的制备方法，还包括固化步骤：将所述组分A、所述组分B、所述缓释剂的混合物与固化剂混合即可使用。该缓释型石墨烯重防腐涂料，即可用于金属物品的表面防腐蚀处理，也可以用于非金属物品的表面防腐蚀处理，如水泥。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)防腐蚀性能优异，使用寿命显著增加；(2)保光保色性、耐候性提升；(3)制备方法简单，易进行大规模生产，成本低；(4)应用广泛。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例1按重量份数准备原料：片径为1微米、层数为20层的石墨烯10份，活性稀释剂丙烯基缩水甘油醚5份；环氧树脂20份，抗氧化剂硫醚5份，增韧剂邻苯二甲酸酯2份。选择缓释药剂单宁酸，以植物胶作为胶囊的材料，使用超临界流体微胶囊化法将缓释药剂封装到微胶囊中，得到容置有缓释药剂、具有微孔的微胶囊作为缓释剂，微胶囊的直径为2000微米，微孔的孔径为微胶囊的直径的5％，取缓释剂5份备用。制备：将石墨烯、活性稀释剂混合均匀制备得到组分A；将环氧树脂、抗氧化剂、增韧剂混合均匀得到组分B；将所述组分A、所述组分B、所述缓释剂混合均匀得到缓释型石墨烯重防腐涂料。实施例2按重量份数准备原料：片径为50微米、层数为1层的石墨烯30份，活性稀释剂丁基缩水甘油醚10份；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓释型石墨烯重防腐涂料，其特征在于，以重量份数计，包括环氧树脂20‑60份、石墨烯10‑30份、活性稀释剂5‑10份、抗氧化剂3‑5份、增韧剂2‑10份和缓释剂3‑5份；所述缓释剂为容置有缓释药剂的微胶囊，所述微胶囊具有微孔。

【技术特征摘要】
1.一种缓释型石墨烯重防腐涂料，其特征在于，以重量份数计，包括环氧树脂20-60份、石墨烯10-30份、活性稀释剂5-10份、抗氧化剂3-5份、增韧剂2-10份和缓释剂3-5份；所述缓释剂为容置有缓释药剂的微胶囊，所述微胶囊具有微孔。2.根据权利要求1所述的缓释型石墨烯重防腐涂料，其特征在于，还包括牺牲阳极材料5-25份，所述牺牲阳极材料优选铝粉或锌粉；优选地，还包括助剂5-10份，所述助剂优选包括分散剂、流平剂、消泡剂、润湿剂中的一种或多种；更加优选地，还包括固化剂，所述固化剂占所述缓释型石墨烯重防腐涂料总重量的20-30％。3.根据权利要求1所述的缓释型石墨烯重防腐涂料，其特征在于，所述活性稀释剂包括丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚中的一种或多种；优选地，所述抗氧化剂包括硫醚、亚磷酸酯或大分子量的磷系液态抗氧化剂中的一种或多种；所述增韧剂包括邻苯二甲酸酯类、癸二酸酯类、磷酸酯类、亚磷酸三苯酯或羧基丁腈橡胶中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的缓释型石墨烯重防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯的片径为1-50微米，层数为1-20层；优选地，所述缓释药剂包括单宁酸、聚天冬氨酸、亚硝酸钠、硅酸钠、多磷酸盐、癸二酸、肉桂酸中的一种或多种；更加优选地，所述微胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳方平，高宏军，孔德明，朱旭坤，张红波，熊翔，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43