石墨烯防腐涂料及其制备方法技术

一种石墨烯防腐涂料，包括组分A和组分B；其中，组分B为固化剂；组分A采用如下方法制备，包括以下步骤：将硅烷加入到环氧树脂中搅拌，形成聚硅烷改性环氧树脂；将改性石墨烯加入到聚硅烷改性环氧树脂中搅拌分散，得到混合树脂；将钛白粉和云母粉加入混合树脂中，搅拌得到组分A。上述石墨烯防腐涂料，改性石墨烯均匀分散于聚硅烷改性环氧树脂中，其防腐等性能大大超越了目前的防腐涂料。涂料的附着力可达13Mpa，硬度达到8H，耐盐雾超过10000h，耐湿热超过5000h，耐高温可达1800度，耐UV老化超过4000h，耐冲击100kg/m，耐10％H2SO41000d，耐10％NaOH 1000d，致密性为0.65X10‑3mg/(cm2.d)，固体含量大于98％，无挥发性有机物，长效环保。此外，还提供一种上述石墨烯防腐涂料的制备方法。

Graphene anticorrosive coating and preparation method thereof

A graphene anticorrosive coating includes component A and component B, wherein component B is a curing agent; component A is prepared by adding silane to epoxy resin and stirring to form polysilane modified epoxy resin; modified graphene is added to polysilane modified epoxy resin and stirred and dispersed to obtain polysilane modified epoxy resin. Mix the resin; add titanium dioxide and mica powder into the mixed resin, and stir the component A. The graphene anticorrosive coating and the modified graphene are evenly dispersed in the polysilane modified epoxy resin, and its anticorrosive properties greatly exceed the present anticorrosive coating. The coating has a adhesion of 13 Mpa, a hardness of 8 H, a salt spray resistance of more than 10 000 h, a moisture resistance of more than 5 000 h, a high temperature resistance of 1800 degrees, a UV aging resistance of more than 4 000 h, a shock resistance of 100 kg/m, a resistance of 10% H2SO41000 d, a resistance of 10% NaOH 1000d, a compactness of 0.65X10_3 mg/(cm 2.d), a solid content of more than 98%, no volatile organic compounds, and a long life. Environmental protection. In addition, a preparation method of the above graphene anticorrosive coating is also provided.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯防腐涂料及其制备方法
本专利技术涉及防腐涂料
，尤其涉及一种石墨烯防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
防腐涂料是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用极为广泛的一种涂料。防腐涂料按其涂料膜层的耐腐蚀程度和使用要求，通常分为常规型和重防腐型两类。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命，主要有红丹防锈漆、醇酸树脂涂料等；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料，主要有环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、氟碳涂料、氯化橡胶涂料、丙烯酸涂料、有机硅树脂涂料、无机硅酸锌等。随着我国石油行业、铁路、公路桥梁、冶金行业、电力和能源工业、机械及纺织行业、工业产品领域、汽车、船舶及集装箱等多个行业的快速发展，迫切需要防腐涂料领域技术的不断革新。对于防腐涂料来说，传统防护涂层受限于自身材料性质及工艺，对金属基体的腐蚀防护作用往往不理想，个别性能突出的成本又很高，降低了涂层的性价比，而且相当一部分涂层因含铅锌或铬酸盐等重金属或有毒物质，存在一定的环境污染风险，也消耗了大量的不可再生资源，不利于社会经济的可持续发展。因此，开发新型长效环保的防腐涂料成为新热点。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种长效环保的石墨烯防腐涂料及其制备方法。一种石墨烯防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：将改性石墨烯加入到所述聚硅烷改性环氧树脂中搅拌分散，得到混合树脂；将钛白粉和云母粉加入所述混合树脂中，搅拌得到所述组分A；将组分A和固化剂混合均匀，得到所述石墨烯防腐涂料，其中，所述固化剂为二乙烯三胺，所述组分A和所述固化剂的质量比为7：1。在一些实施例中，所述改性石墨烯的制备方法如下，包括以下步骤：首先通过改进的Hummer法制备氧化石墨烯；将所述氧化石墨烯、乙二胺和聚乙二醇混合，得到稳定分散的聚乙二醇接枝的氧化石墨烯氨基化产物；然后进行微波处理，去除所述聚乙二醇接枝的氧化石墨烯氨基化产物的含氧官能团，得到所述改性石墨烯。在一些实施例中，所述聚硅烷改性环氧树脂将硅烷通过下述方法制备：将硅烷加入到环氧树脂中搅拌，形成所述聚硅烷改性环氧树脂。在一些实施例中，所述硅烷为KH-550。在一些实施例中，所述硅烷与所述环氧树脂的体积比为1：10-1：15。在一些实施例中，所述改性石墨烯在所述混合树脂中的质量分数为1％-3％。在一些实施例中，将改性石墨烯加入到所述聚硅烷改性环氧树脂中搅拌分散的操作中，搅拌速度为1000rpm，搅拌时间为1-2h。在一些实施例中，所述钛白粉、所述云母粉和所述混合树脂的质量比为1：2：1-1：4：1。另外，本专利技术还提供了一种通过上述制备方法制备得到的石墨烯防腐涂料。上述石墨烯防腐涂料，改性石墨烯均匀分散于聚硅烷改性环氧树脂中，是一种石墨烯聚硅烷陶瓷超防腐涂料，其防腐等性能大大超越了目前的防腐涂料。涂料的附着力可达13Mpa，硬度达到8H，耐盐雾超过10000h，耐湿热超过5000h，耐高温可达1800度，耐UV老化超过4000h，耐冲击100kg/m，耐10％H2SO41000d，耐10％NaOH1000d，致密性为0.65X10-3mg/(cm2.d)，固体含量大于98％，无挥发性有机物，长效环保。上述石墨烯防腐涂料的制备方法，工艺简单，所有反应均为室温下完成，节能环保，适合大规模生产。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种石墨烯防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：步骤S110：将改性石墨烯加入到所述聚硅烷改性环氧树脂中搅拌分散，得到混合树脂；其中，改性石墨烯在混合树脂中的质量分数为1％-3％。将改性石墨烯加入到聚硅烷改性环氧树脂中搅拌分散的操作中，搅拌速度可以为1000rpm，搅拌时间可以为1-2h。具体地，其中：改性石墨烯的制备方法如下，包括以下步骤：S111、首先通过改进的Hummer法制备氧化石墨烯。S112中，改进的Hummer法制备氧化石墨烯为低氧程度化的氧化石墨烯。S113、将氧化石墨烯、乙二胺和聚乙二醇混合，得到稳定分散的聚乙二醇接枝的氧化石墨烯氨基化产物。其中，氧化石墨烯、乙二胺和聚乙二醇的质量比可以为5：1：1-2:1:2。S114、然后进行微波处理，去除聚乙二醇接枝的氧化石墨烯氨基化产物的含氧官能团，得到改性石墨烯。可以理解，石墨烯具有韧性好、附着力强、耐水性好、硬度高等特点。首先，石墨烯稳定的sp2杂化结构使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层，阻止扩散渗透的进行；其次，石墨烯具有很好的热稳定性和化学稳定性，不论是在高温条件下(可高达1500℃)，还是在具有腐蚀或氧化性的气体、液体环境中均能保持稳定。另外，石墨烯良好的导电、导热性能对钢材服役的环境提供了有利条件。然而，石墨烯在聚合物中的分散性问题始终难以解决。采用上述方法制备的改性石墨烯以及聚硅烷改性环氧树脂，则可以将改性石墨烯均匀的分散于聚硅烷改性环氧树脂中。其中，硅烷可以为KH-550。步骤S120：将钛白粉和云母粉加入所述混合树脂中，搅拌得到所述组分A；其中，钛白粉、云母粉和混合树脂的质量比可以为1：2：1-1：4：1。将钛白粉和云母粉加入混合树脂中，搅拌得到组分A的操作中，搅拌速度可以为500rpm，搅拌时间可以为1-2h。步骤S130：将组分A和固化剂混合均匀，得到所述石墨烯防腐涂料，其中，所述固化剂为二乙烯三胺，所述组分A和所述固化剂的质量比为7：1。上述石墨烯防腐涂料，改性石墨烯均匀分散于聚硅烷改性环氧树脂中，是一种石墨烯聚硅烷陶瓷超防腐涂料，其防腐等性能大大超越了目前的防腐涂料。涂料的附着力可达13Mpa，硬度达到8H，耐盐雾超过10000h，耐湿热超过5000h，耐高温可达1800度，耐UV老化超过4000h，耐冲击100kg/m，耐10％H2SO41000d，耐10％NaOH1000d，致密性为0.65X10-3mg/(cm2.d)，固体含量大于98％，无挥发性有机物，长效环保。上述石墨烯防腐涂料的制备方法，工艺简单，所有反应均为室温下完成，节能环保，适合大规模生产。下面为具体实施例部分。实施例1将50g硅烷加入到100g环氧树脂中，1500rpm下搅拌2h，形成聚硅烷改性环氧树脂。通过改进的Hummer法制备低氧程度化的氧化石墨烯。将质量比为5：1：1的氧化石墨烯、乙二胺和聚乙二醇混合，得到稳定分散的聚乙二醇接枝的氧化石墨烯氨基化产物。然后在功率为1000w下进行微波处理30s，去除聚乙二醇接枝的氧化石墨烯氨基化产物的含氧官能团，得到改性石墨烯。将1g改性石墨烯加入到100g聚硅烷环氧树脂中，1000rpm下搅拌1h进行分散，再加入200g云母粉，100g钛白粉，500rpm下搅拌1h，得到组分A。将组分A与二乙烯三胺按照质量比7：1搅拌均匀，得到石墨烯防腐涂料。实施例2将20g硅烷加入到100g环氧树脂中，1500rpm下搅拌2h，形成聚硅烷改性环氧树脂。通过改进的Hummer法制备低氧程度化的氧化石墨烯。将质量比为4：1：2的氧化石墨烯、乙二胺和聚乙二醇混合，得到稳定分散的聚乙二醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将改性石墨烯加入到聚硅烷改性环氧树脂中搅拌分散，得到混合树脂；将钛白粉和云母粉加入所述混合树脂中，搅拌得到所述组分A；将组分A和固化剂混合均匀，得到所述石墨烯防腐涂料，其中，所述固化剂为二乙烯三胺，所述组分A和所述固化剂的质量比为5：1‑10:1。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将改性石墨烯加入到聚硅烷改性环氧树脂中搅拌分散，得到混合树脂；将钛白粉和云母粉加入所述混合树脂中，搅拌得到所述组分A；将组分A和固化剂混合均匀，得到所述石墨烯防腐涂料，其中，所述固化剂为二乙烯三胺，所述组分A和所述固化剂的质量比为5：1-10:1。2.如权利要求1所述的石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述改性石墨烯的制备方法如下，包括以下步骤：首先通过改进的Hummer法制备氧化石墨烯；将所述氧化石墨烯、乙二胺和聚乙二醇混合，得到稳定分散的聚乙二醇接枝的氧化石墨烯氨基化产物；然后进行微波处理，去除所述聚乙二醇接枝的氧化石墨烯氨基化产物的含氧官能团，得到所述改性石墨烯。3.如权利要求1所述的石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述聚硅烷改性环氧树脂将硅烷通过下述方法制备：将硅烷加入到环...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘键，
申请(专利权)人：砺剑防务技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44