本发明专利技术提供了一种水性石墨烯重防腐涂料的制备方法，针对石墨烯的表面改性做了大量的工作，使其可以在不影响其微观结构特征和性能的前提下，添加到水性重防腐涂料中，在绿色环保的前提下，达到节能减排防腐的效果，本发明专利技术公开的水性石墨烯重防腐涂料，具有节能环保、附着力好、耐水性强、防腐性能突出等特点，是一种有着较少经济投入和较高环境回报的节能减排绿色涂料，该涂料可以直接涂布在各种需要防腐的基材上制成防腐涂层；另外，本发明专利技术还提供了上述水性石墨烯重防腐涂料的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及重防腐涂料领域，具体的，涉及一种可用于金属等基材上的水性石墨烯重防腐涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，具有高比表面积、快速导电性、优异的化学稳定性、突出的力学性能、高导热性等性能，使其在涂料中有广泛应用。石墨烯功能涂料成为石墨烯的重要应用研究领域。石墨烯在导电涂料、防腐涂料、阻燃涂料等涂料体系中均可以大幅提高涂料的综合性能，如降低涂层厚度，增加对基材的附着力，提升涂料耐磨性，并使涂料具有绿色环保性。尤其在水性防腐涂料中具有突出的性能展现，石墨烯必将推动防腐涂料的新一轮产业转型升级。石墨烯作为一种新型的防腐材料，在常规防腐涂料基础上添加石墨烯使其具有富锌涂料的阴极保护效应、鳞片涂料的屏蔽效应，更具有柔韧性好、附着力强、耐水性好、硬度高等特点，其防腐性能大大超过现有的重防腐涂料，可广泛应用于海洋工程、石油石化、交通运输、工业设备及集装箱等领域的涂装保护。目前重防腐领域所应用的涂料多为溶剂型涂料，随着人们环保意识的逐步增强以及相关法规的日益完善如2014年《环境保护法》的修订，都表明了从政府及社会各界对环保型涂料的急切诉求。最近几年全国各大城市相继出现了大规模雾霾天气，严重干扰了人们正常的社会生活，同时也深深的损害了人们的身体健康；开发节能环保型水性重防腐涂料成为迫切需求；本专利技术针对石墨烯的改性做了大量的工作，使其可以在不影响其微观结构特征的前提下，经过处理，增加石墨烯的亲水性和分散性，制成水性石墨烯分散液，使其能够添加到普通水性防腐涂料中，在绿色环保的前提下，达到节能减排、提升涂料防腐和综合性能的效果。我们利用上述水性石墨烯分散液成功研发出一系列水性重防腐产品，解决了传统防腐涂料产品防腐性能差、VOC排放不达标、应用领域受限等多项瓶颈问题，该系列产品可广泛应用于各种重防腐领域，可以完全取代传统的油性产品，该系列产品结合了水性涂料的环保优势和石墨烯等纳米材料的性能优势，与传统产品相比具有节能、环保、防腐性能优越等优势，由石墨烯等纳米材料制备的产品防腐性能、机械性能和综合性能远优于传统产品，突破了国内传统产品性能难以满足重防腐领域应用的瓶颈，该项目的实施不仅会带来良好的经济效益，同时可以取得很好的社会效益，将引领防腐行业向新的方向发展。
技术实现思路
本专利技术旨在制备系列节能环保型重防腐涂料，提供一系列机械性能、防腐性能和综合性能突出的水性石墨烯重防腐涂料及其应用方法，该水性石墨烯重防腐涂料可采用刷涂、浸涂、喷涂、滚涂等方式涂在各种需要防腐的基材上，以制备成各种水性石墨烯重防腐涂层。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种水性石墨烯重防腐涂料，主要包括水性树脂、水性石墨烯分散液、功能填料，水性树脂包括选自水性环氧树脂、水性环氧酯、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂和水性无机树脂构成的组合中一种或一种以上；水性石墨烯分散液为筛选的石墨烯粉体经改性而得；功能填料为改性锌粉、复合磷酸盐、沉淀硫酸钡、滑石粉、铁钛粉中的一种或多种；其中，涂层液中还包括助剂，助剂选自分散剂、消泡剂、表面活性剂、流平剂、防闪锈剂、防沉剂构成的组合中的一种或多种，该涂层液中所含助剂的百分含量为2％-5％。本专利技术进一步提供了一种水性石墨烯重防腐涂料的制备方法，包括：(1)将分散剂、消泡剂、润湿剂、功能填料在水中混合研磨，得到水性浆料；(2)将水性浆料和水性石墨烯分散液按比例混合，得到水性石墨烯浆料；(3)将水性树脂与上述步骤(2)中的水性石墨烯浆料混合，得到混合均匀的水性石墨烯重防腐涂料半成品；(4)将上述制备的水性石墨烯重防腐涂料半成品与助剂按比例混合均匀或按照先后顺序组合使用得到具有突出机械性能和防腐性能的水性石墨烯重防腐涂料。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。本专利技术提供了一种水性石墨烯重防腐涂料，主要包括水性树脂、功能填料、石墨烯分散液及助剂，所述水性树脂包括水性环氧树脂、水性环氧酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂和水性无机树脂构成的组合中的一种或一种以上；水性石墨烯分散液为2-10层的石墨烯粉体经过改性而得；功能填料为改性锌粉、复合磷酸盐、沉淀硫酸钡、滑石粉、铁钛粉中的一种或多种。根据上述水性石墨烯重防腐涂料，其中，水性石墨烯分散液中所含石墨烯百分含量为8％。根据上述水性石墨烯重防腐涂料，其中，涂层液中所用水性石墨烯分散液百分含量为17％-20％。根据上述水性石墨烯重防腐涂料，其中，涂层液中所用水性树脂的百分含量为30％-40％。根据上述水性石墨烯重防腐涂料，其中，涂层液中所用功能填料的百分含量为25％-30％。根据上述水性石墨烯重防腐涂料，其中，涂层液中还包括助剂，助剂选自分散剂、消泡剂、表面活性剂、流平剂、防沉剂、增稠剂构成的组合中的一种或多种，该涂层液中所含助剂的百分含量为2％-5％。本专利技术进一步提供了一种水性石墨烯重防腐涂料的制备方法，包括：(1)将分散剂、消泡剂、润湿剂、功能填料在水中进行混合研磨得到水性浆料；(2)将水性浆料和水性石墨烯分散液按比例混合，得到水性石墨烯浆料；(3)将水性树脂与上述步骤(2)中的水性石墨烯浆料混合，得到混合均匀的水性石墨烯重防腐涂料半成品；(4)将上述制备的水性石墨烯防腐涂料半成品与助剂按比例混合均匀或按照先后顺序组合使用得到具有突出机械性能和防腐性能的水性石墨烯重防腐涂料。根据上述水性石墨烯重防腐涂料的制备方法，其中，步骤(1)中，所述混合在500-2000rpm的转速下进行，搅拌时间为20min-1h；所述研磨在300-1500rpm的转速下进行，直至细度达25μm以下；步骤(2)中，所述混合在300-1300rpm的转速下进行，搅拌时间为20-40min；步骤(3)中，所述混合在400-600rpm的转速下进行，搅拌时间为20-50min。步骤(4)中，所述混合在500-800rpm的转速下进行，搅拌时间为30min-2小时。本专利技术公开的水性石墨烯重防腐涂料，具有节能环保、附着力好、耐水性强、防腐性能突出等特点，该水性石墨烯重防腐涂料可采用刷涂、浸涂、喷涂、滚涂等方式涂在各种需要防腐的基材上。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。本专利技术的第一目的是通过分散剂、表面活性剂、防沉剂、水对石墨烯进行表面改性，制得与水性树脂相溶性良好的水性石墨烯分散液。根据上述制备方法，进一步地，分散剂EFKA-4560和/或分散剂SN-6130、表面活性剂CF-10和防沉剂BYK-420，其中，分散剂EFKA-4560和分散剂SN-6130同时存在时，其质量比为1∶1。根据上述制备方法，进一步地，包括将分散剂缓慢滴加到石墨烯中，在40-60℃充分混合1-2小时，得到初步具有分散性的石墨烯；向上述得到的物料中缓慢滴加表面活性剂，在50-80℃条件下充分混合反应2-3小时，冷却至常温，得到溶于水的改性石墨烯；将防沉剂、水加入到上述改性石墨烯中，在20-50℃的条件下搅拌分散2-3小时，然后再经过三辊磨研磨至细度达15μm以下得到所述水性石墨烯分散液。根据上述制备方法，进一步地，商用少层石墨烯、分散剂、表面活性剂、防沉剂和水的质量比见表1，表1名称质量比值商用少层石墨烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水性石墨烯重防腐涂料，其特征在于：所述石墨烯重防腐涂料主要包括水性树脂、水性石墨烯分散液、功能填料，所述水性树脂包括水性环氧树脂、水性环氧酯、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂和水性无机树脂构成的组合中的一种或一种以上；所述水性石墨烯分散液为筛选的石墨烯粉体经改性而得，所述功能填料为改性锌粉、复合磷酸盐、沉淀硫酸钡、滑石粉、铁钛粉中的一种或多种。
【技术特征摘要】
1.一种水性石墨烯重防腐涂料，其特征在于：所述石墨烯重防腐涂料主要包括水性树脂、水性石墨烯分散液、功能填料，所述水性树脂包括水性环氧树脂、水性环氧酯、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂和水性无机树脂构成的组合中的一种或一种以上；所述水性石墨烯分散液为筛选的石墨烯粉体经改性而得，所述功能填料为改性锌粉、复合磷酸盐、沉淀硫酸钡、滑石粉、铁钛粉中的一种或多种。2.根据权利要求1中任一所述的水性石墨烯重防腐涂料，其特征在于：所述涂层液中所用的水性树脂的百分含量为30％-40％。3.根据权利要求1所述的水性石墨烯重防腐涂料，其特征在于：所述水性石墨烯分散液含有：80重量份2至10层石墨烯，5-30重量份分散剂，10-50重量份表面活性剂，5-20重量份防沉剂和820-900重量份的水。4.根据权利要求1或3所述的水性石墨烯重防腐涂料，其特征在于：所述水性石墨烯分散液为通过如下方法制备得到的水性石墨烯分散液：(1)将分散剂缓慢滴加到石墨烯中，在40-60℃充分混合1-2小时，得到初步具有分散性的石墨烯；(2)向步骤(1)得到的物料中缓慢滴加表面活性剂，在50-80℃的条件充分混合反应2-3小时，冷却至常温，得到溶于水的改性石墨烯；(3)将步骤(2)得到的改性石墨烯与防沉剂、水混合，在20-50℃的条件下搅拌分散2-3小时，然后再经过三辊磨研磨至规定细度得到 所述水性石墨烯分散液。5.根据权利要求1所述的水性石墨烯重防腐涂料，其特征在于：所述涂层液中所用功能填料的百分含量为25％-30％。6.根据权利要求1所述的水性石墨烯重防腐涂料，其特征在于：所述涂层液中还包括助剂，所述助剂选自分散剂、消泡剂、润湿剂、防闪锈剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙华杰，
申请(专利权)人：北京尚德安耐新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。