一种石墨烯防腐涂料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯防腐涂料的制备方法，所述涂料包括能固化成膜的甲组份和含有固化剂的乙组分；其中，甲组份按质量百分比包括如下组分：石墨烯0.1-5wt％；锌粉0-35wt％；填料30-70wt％；固含量为54％的环氧树脂10-20wt％；溶剂10-20wt％；其中，石墨烯、锌粉和填料的质量百分含量之和为60-80wt％，所述甲组份各组分质量百分含量之和为100w％。本发明专利技术将石墨烯加入到防腐涂料中，大大降低了涂料漆膜的厚度；通过对各组分的选择，在提高防腐效果的同时，大大降低了锌粉的含量，克服了富锌涂料以牺牲锌粉为代价的防腐方式，大大减少了在焊接时产生的氧化锌雾气，环境友好。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请为分案申请，原申请申请号为：201310069144. 8,原申请申请日为：2013年 3月6日，原申请名称为：一种富锌环氧防腐涂料及其制备。
本专利技术涉及一种防腐涂料及其制备方法，具体地，本专利技术涉及一种基于环氧树脂 的，且含有石墨烯的富锌环氧防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
腐蚀是金属、混凝土，木材等物体受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损 坏的现象。据相关统计，全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为7000亿~10000亿美元， 约是地震、水灾、台风等自然灾害造成经济损失总和的6倍。在我国，每年由于腐蚀造成的 损失约8000亿元，占⑶P的3%左右。长期以来，人们一直采用多种技术，减缓腐蚀发生的 速度。目前，最主要的几种防腐涂料，主要为环氧类、聚氨酯类和富锌底漆类涂料。其中 环氧类防腐涂料具有优异的附着力、优良的力学性能、良好的抗碱性和耐化学介质腐蚀性、 固体组分含量高等优点，但是漆膜初期硬度高，柔韧性差，沥青类和铬酸盐类的环氧防腐 漆，对环境具有很大的破坏性，同时危害人类健康。聚氨酯涂料具有附着力强、耐水、耐油、 耐溶剂、耐腐蚀、弹性好、强度高、耐低温、涂膜光亮、坚硬、柔韧、丰满、耐磨和耐划伤的优 点，但其保光保色性差，有较大的刺激性和毒性，稳定性差和施工麻烦等不足。富锌底漆类 涂料具有屏蔽作用、电化学防护作用、涂膜自修复和钝化作用，但防腐性能是以牺牲锌粉为 代价，且在焊接时会产生大量氧化锌雾气，危害作业人员生命健康。CN101407690A公开了一种双组份环氧富锌底漆及制备方法。甲组份按重量份数计 由以下组分构成：环氧树脂14份，锌粉54-71份，填料4-20份，防沉助剂1-3份，溶剂9份； 乙组分包括以下组分和质量百分比含量：固化剂40%，溶剂60% ;甲乙组分的质量配比为 8:1-15:1。该专利技术所得到的涂料耐盐雾时间只有3天，即72小时，且需要的锌粉在54-71 份。 现行行业标准HG/T3668-2009中，指出了有机类富锌底漆耐盐雾时间的行业标 准，即不挥发分/%多70,其中不挥发分中金属锌含量/%多80的，耐盐雾时间要求为 600h，而不挥发分中金属锌含量/%多60的，耐盐雾时间要求为200h。 腐蚀是因为金属表面接触空气、水或其他物质。防腐的主要的方法就是给金属涂 上涂层材料，以屏蔽金属表面，但目前使用的材料有局限性。 石墨烯（graphene)是由单层碳原子紧密堆积成的具有二维片层结构的一种碳质 新材料，具有优异的电性能和高的径厚比（>200)以及薄的片层结构（<Inm)，是已知最薄、 最强的材料。在石墨烯中，碳原子的排列就像鸡爪印网，每一层非常薄，呈透明状，一盎司可 以覆盖 28个足球场（Graphene:Corrosion_InhibitingCoating，DhirajPrasai，ACSNAN0， 2012年第6卷第2期：1102-1108)。迪拉吉?普拉赛（DhirajPrasai)和他的同事们指出， 使用原子薄层石墨烯，作为保护涂层，能够抑制腐蚀下面的金属。但是该方法中，石墨烯是 通过化学气相沉积法制备获得，只能停留在理论研究阶段，且成本极高，无法进行工业化。CN102604533A公开了一种基于聚苯胺与石墨烯复合材料的防腐涂料及制备方 法。以重量分数计由以下组分构成：成膜物质20-90;聚苯胺与石墨烯复合材料0. 1-20;颜 料1-10 ;填料1-10 ;防流挂剂〇. 1-3 ;分散剂0. 1-4 ;流平剂0. 01-2 ;消泡剂0. 01-2 ;溶剂 1-50。该专利技术所得到的涂料中的石墨烯由于径厚比高，柔韧性好可以提供优良的物理防腐 作用，而负载在石墨烯表面的聚苯胺可以提供电化学防腐作用，二者的协同作用机制使得 该涂料具有优良的金属腐蚀防护性能。本专利技术的防腐涂料，可以实现金属基材的钝化和缓 蚀，同时避免了可以导致环境污染的铬等重金属的使用，而且制备简单、成本低、易于工业 化批量生产。但CN102604533A所述的防腐涂料中，石墨烯的添加步骤复杂，需要配制氧化 剂等溶液。 因此，本领域需要开发一种漆膜较薄、柔韧性好，硬度高，含锌量低，耐盐雾时间 长，同时具有耐酸碱性能的环境友好的富锌环氧防腐涂料。所述的环氧树脂涂料应当具有 简单的工艺步骤。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术需要提供一种能够降低富锌涂料的含锌量且保证防 腐性能（耐盐雾时间）的富锌环氧防腐涂料，所述涂料应当具有耐酸碱性能，硬度较高、柔 韧性好，漆膜较薄且环境友好的特性。 本专利技术的目的之一在于提供一种防腐环氧树脂涂料，所述防腐涂料涂抹后形成的 漆膜的厚度较薄、柔韧性较好、硬度较高，且环境友好。 本专利技术是通过如下技术方案实现的： 一种防腐环氧树脂涂料，包括能固化成膜的甲组份和含有固化剂的乙组分； 其中，甲组份按质量百分比包括如下组分： 其中，石墨稀、锌粉和填料的质量百分含量之和为60_80wt%，例如61wt%、 64wt%、66wt%、68wt%、73wt%、76wt%、77wt%、79wt%等，所述甲组份各组分质量百分含 量之和为l〇〇w%。 本专利技术利用石墨烯具有超大的比表面积、优异的防腐性能、导电性能，以及良好的 化学稳定性，制备了一种防腐效果好、使用寿命长、无毒无污染、涂料涂层薄、使用范围广的 新型复合涂料。 本专利技术将石墨烯加入到防腐涂料中，大大降低了涂料漆膜的厚度；通过对各组分 的选择，在保证防腐效果的同时，大大降低了锌粉的含量，克服了富锌涂料以牺牲锌粉为代 价的防腐方式，大大减少了在焊接时产生的氧化锌雾气，环境友好。 本专利技术所述乙组分选自能够固化甲组份所述环氧树脂的任意固化剂和溶剂的组 合，本领域技术人员可以根据自己掌握的专业知识和实际情况进行选择。作为优选技术方 案，所述防腐环氧树脂涂料包括能固化成膜的甲组份和含有固化剂的乙组分； 其中，甲组份按质量百分比包括如下组分： 其中，石墨烯、锌粉和填料的质量百分含量之和为60-80wt%，所述甲组份各组分 质量百分含量之和为l〇〇w%。 作为进一步优选的技术方案，所述防腐环氧树脂涂料包括能固化成膜的甲组份 和含有固化剂的乙组分； 其中，甲组份按质量百分比包括如下组分： 其中，石墨烯、锌粉和填料的质量百分含量之和为60-80wt%，所述甲组份各组分 质量百分含量之和为IOOwt%。 优选地，所述石墨烯是石墨经氧化，然后进行剥离得到的。 优选地，所述氧化方式优选自Hummers法、Staudenmaier法或Brodie法中的任意 1种。 Brodie法是首先用发烟HNO3处理天然微粉石墨，石墨被氧化时，硝酸离子侵人石 墨片层间，然后再投入KClO4进一步氧化，随后将反应物投人大量水中，进行过滤，水洗至滤 液接近中性后，干燥，得到氧化石墨。 Staudemaier法是用浓硫酸和发烟硝酸混合酸对石墨粉进行处理，同样也是以 KClO4为氧化剂。 Hummers法是将石墨粉和无水硝酸钠（NaNO3)加入到置于冰浴内的浓硫酸中，强力 搅拌下加入KMnO4，并用体积分数3 %氏02还原剩余的高锰酸钾和MnO2，使其变为无色可溶 的MnSO4。在双氧水的处理下，悬浮液变成亮黄色。过滤、洗涤3次，然后真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述涂料包括能固化成膜的甲组份和含有固化剂的乙组分；其中，甲组份按质量百分比包括如下组分：其中，石墨烯、锌粉和填料的质量百分含量之和为60‑80wt％，所述甲组份各组分质量百分含量之和为100wt％；所述溶剂为由二甲苯和异丁醇按重量比为1:1‑4:1配制的混合溶剂，所述固含量为54％的环氧树脂的分散溶剂为二甲苯；所述制备方法包括如下步骤：I、所述防腐涂料甲组分的配制方法为：(1)将甲组份配方量的环氧树脂加入搅拌容器中，进行搅拌；(2)然后依次加入甲组份配方量的溶剂、锌粉、石墨烯和填料，继续进行搅拌至分散均匀；(3)将步骤(2)得到的混合物加入到三辑研磨机中研磨，制得甲组份；II、所述防腐涂料乙组分的配制方法为：将乙组分配方量的固化剂和溶剂混合，得到乙组分；III、使用前将配置好的甲组份和乙组分混合得到防腐涂料；其中，甲组分的配制方法中，步骤(1)中所述搅拌的转速为1200r/min；和/或，步骤(2)所述搅拌的转速为2500r/min；和/或，步骤(3)所述研磨之后的粒度为40μm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿研，
申请(专利权)人：常州第六元素材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32