一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂料领域，提供一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆及其制备方法，解决现有技术的车间底漆防腐蚀性能低、施工VOC含量高以及解决石墨烯在涂料中的分散和稳定性能差的缺陷，由主剂和固化剂组成，所述主剂由以下重量份的各原料组成：水性树脂6～20份、助溶剂1～10份、分散剂0.3～1份、消泡剂0.3～1份、石墨烯0.1～0.4份、填料20～50份、锌粉20～75份、增稠剂0.5～1份、水0.1～5份；所述固化剂由以下重量份的各原料组成：低粘度异氰酸酯树脂50～80份、偶联剂1～10份、助溶剂0.1～40份。

A kind of super high solid zinc powder workshop primer and its preparation method based on graphene modification

The present invention relates to the field of paint, a graphene based modified ultra high solids fast drying aqueous zinc shopprimer and preparation method thereof, solving the problems of the prior art shop primer corrosion resistance is low, the construction of the high content of VOC and graphene in coating dispersion and poor stability shortcomings, from the main agent and the curing agent, the main agent by the raw materials with the following weight composition: water-based resin 6~20, solvent 1~10, dispersant 0.3 - 1, defoaming agent 0.3 ~ 1, 0.1 ~ 0.4, graphene filler 20~50, zinc 20~75, thickening agent 0.5 ~ 1, water 0.1 to 5; the curing agent by the raw materials with the following weight: 50~80, low viscosity isocyanate resin coupling agent 1~10, 0.1 to 40 portions of cosolvent.

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆及其制备方法
本专利技术涉及涂料领域，尤其涉及一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆及其制备方法。
技术介绍
车间底漆是一种钢材预处理底漆，干燥速度快、能满足流水线快速切割和焊接工艺，因而被广泛应用于集装箱、船舶、钢结构等制造行业钢材的临时防护和保养，其作用是腐蚀发生时锌粉作为阳极释放电子延缓钢铁的腐蚀。比如集装箱行业，根据现有涂装要求，现用的车间底漆中锌粉含量＞80％，其干膜厚度5～10微米具备良好的短期防腐性(做到10天左右的防护，符合箱厂工艺条件)，涂层锌粉含量高时，涂层防护周期延长，但切割和焊接时有毒锌雾烟尘增加，污染环境，损害操作人员的身体健康；涂层锌粉含量较低时保护时间缩短，切割和焊接时有毒锌雾烟尘也相应减少。为降低车间底漆中锌粉用量，降低施工状态下的VOC排放，减小切割和焊接时有毒锌雾烟尘产生，国内外进行了大量的研究工作，如在其中添加磷铁粉、滑石粉、硅微粉、云母粉、碳酸钙、磷酸锌等填料，但随着锌粉用量的降低，其防腐性能不可避免的受到影响，薄涂时存在严重锈蚀的风险以及大量的VOC排放。研究证明石墨烯因具有优良的导电和屏蔽性能可以作为改性材料应用于锌粉车间底漆，以降低锌粉用量，提高防腐蚀性能，另外采用95％固含的水性树脂在同等施工粘度情况下降低VOC的排放。目前，国内石墨烯应用于车间底漆的研究少有文献报道，尤其是在超高固体份快干的水性体系中没有文献报道，也无产品规模化生产和应用。
技术实现思路
因此，针对以上内容，本专利技术提供一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆及其制备方法，解决现有技术的车间底漆防腐蚀性能低、施工VOC含量高以及解决石墨烯在涂料中的分散和稳定性能差的缺陷。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，由主剂和固化剂组成，所述主剂由以下重量份的各原料组成：所述固化剂由以下重量份的各原料组成：进一步的改进是：所述水性树脂为水性环氧树脂、含羟基的水性聚酯树脂或含氨基的树脂的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物，所述液体树脂固含为95％，粘度低于3000mpa。进一步的改进是：所述石墨烯片层直径为5～30微米，层数≤10层，氧含量小于30％。进一步的改进是：所述分散剂为一种或两种以上以任意比混合的含胺基或羧基的高分子嵌段共聚物，其作用是分散和稳定涂料中的石墨烯。进一步的改进是：所述增稠剂为有机膨润土、气相二氧化硅、改性脲溶液或非离子缔合型聚氨酯溶液中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。进一步的改进是：所述消泡剂为聚甲基硅氧烷、丙烯酸聚合物混合物的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。进一步的改进是：所述填料为硅微粉、石英粉或磷铁粉中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物，其作用是提高涂层的致密性和屏蔽作用。进一步的改进是：所述偶联剂为环氧基硅烷偶联剂，其作用是增加涂膜在湿态时的附着力。一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆的制备方法，包括对主剂和固化剂的制备，所述主剂的制备步骤为：(1)准备如下物料：水性树脂6～20份、助溶剂1～10份、分散剂0.3～1份、消泡剂0.3～1份、填料20～50份、锌粉20～75份、增稠剂0.5～1份、石墨烯0.1～0.4份；(2)按顺序将水性树脂、助溶剂、分散剂、消泡剂加入搅拌缸中，搅拌下缓慢均匀加入石墨烯，高速分散均匀；(3)把以上物料采用研磨机进行研磨，研磨细度≤20微米，获得石墨烯分散体；(4)把研磨后的石墨烯分散体加入到搅拌缸中，开启低速搅拌，控制在300～500r/min，分批加入其它涂料搅拌均匀，加完后搅拌30分钟即可；(5)对产品进行检测，检测合格后过滤、包装，过滤筛网目数为120目；所述固化剂的制备步骤为：(1)准备如下物料：低粘度异氰酸酯树脂50～100份、助溶剂0～50份。；(2)按顺序将低粘度异氰酸酯树脂、助溶剂加入搅拌缸中，搅拌均匀。通过采用前述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术的基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，该涂料在锌粉含量40％时，干膜厚度5～10微米，防护可达到10天左右，其防腐蚀性能超越高锌含量车间底漆，提高锌粉利用率，降低切割和焊接时有害锌雾的产生，同时具有良好的贮存稳定性和高速切割及焊接性能，施工VOC含量低于200g/L，VOC含量低，干燥速度快，解决了水性漆施工闪锈的问题。具体实施方式以下将结合具体实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。实施例一一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，由主剂和固化剂组成，所述主剂由以下重量份的各原料组成：固含为95％(以重量百分比计算)、粘度低于3000mpa的的水性环氧树脂6份，助溶剂1份，含胺基的高分子嵌段共聚物0.3份，聚甲基硅氧烷0.3份，片层直径为5微米，层数＝5层，氧含量＝25％的石墨烯0.1份，硅微粉20份，锌粉20份，有机膨润土0.5份，水0.1份；所述固化剂由以下重量份的各原料组成：低粘度异氰酸酯树脂50份、环氧基硅烷偶联剂10份、助溶剂40份；所述分散剂作用是分散和稳定涂料中的石墨烯；所述硅微粉作用是提高涂层的致密性和屏蔽作用；所述环氧基硅烷偶联剂的作用是增加涂膜在湿态时的附着力。其制备方法，包括对主剂和固化剂的制备，所述主剂的制备步骤为：(1)准备如下物料：水性环氧树脂6份、助溶剂1份、含胺基的高分子嵌段共聚物0.3份、聚甲基硅氧烷0.3份、填料20份、锌粉20份、有机膨润土0.5份、石墨烯0.1份；(2)按顺序将水性环氧树脂、助溶剂、含胺基的高分子嵌段共聚物、聚甲基硅氧烷加入搅拌缸中，搅拌下缓慢均匀加入石墨烯，高速分散均匀；(3)把以上物料采用研磨机进行研磨，研磨细度＝20微米，获得石墨烯分散体；(4)把研磨后的石墨烯分散体加入到搅拌缸中，开启低速搅拌，控制在300r/min，分批加入其它涂料搅拌均匀，加完后搅拌30分钟即可；(5)对产品进行检测，检测合格后过滤、包装，过滤筛网目数为120目；所述固化剂的制备步骤为：(1)准备如下物料：低粘度异氰酸酯树脂50份、助溶剂40份、环氧基硅烷偶联剂10份。(2)按顺序将低粘度异氰酸酯树脂、助溶剂加入搅拌缸中，搅拌均匀。实施例二一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，由主剂和固化剂组成，所述主剂由以下重量份的各原料组成：固含为95％、粘度低于3000mpa的含羟基的水性聚酯树脂13份，助溶剂5份，含羧基的高分子嵌段共聚物分散剂0.6份，丙烯酸聚合物消泡剂0.7份，片层直径为18微米，层数＝3层，氧含量＝20％的石墨烯0.3份，石英粉35份，锌粉40份，气相二氧化硅增稠剂0.7份，水2份；所述固化剂由以下重量份的各原料组成：低粘度异氰酸酯树脂60份、环氧基硅烷偶联剂5份、助溶剂35份；所述羧基的高分子嵌段共聚物的作用是分散和稳定涂料中的石墨烯；所述石英粉的作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，其特征在于：由主剂和固化剂组成，所述主剂由以下重量份的各原料组成：

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，其特征在于：由主剂和固化剂组成，所述主剂由以下重量份的各原料组成：所述固化剂由以下重量份的各原料组成：低粘度异氰酸酯树脂50～80份偶联剂1～10份助溶剂0.1～40份。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，其特征在于：所述水性树脂为水性环氧树脂、含羟基的水性聚酯树脂或含氨基的树脂的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物，所述液体树脂固含为95％，粘度低于3000mpa。3.根据权利要求1所述的基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，其特征在于：所述石墨烯片层直径为5～30微米，层数≤10层，氧含量小于30％。4.根据权利要求1所述的基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，其特征在于：所述分散剂为一种或两种以上以任意比混合的含胺基或羧基的高分子嵌段共聚物，其作用是分散和稳定涂料中的石墨烯。5.根据权利要求1所述的基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，其特征在于：所述增稠剂为有机膨润土、气相二氧化硅、改性脲溶液或非离子缔合型聚氨酯溶液中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。6.根据权利要求1所述的基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆，其特征在于：所述消泡剂为聚甲基硅氧烷、丙烯酸聚合物混合物的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王书传，胡建林，王永涛，戴艺强，张武军，徐华明，陈进发，王海燕，吴士弘，
申请(专利权)人：信和新材料股份有限公司，泉州信和石墨烯研究院有限公司，信和新材料苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35