一种水性石墨烯富锌涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种水性石墨烯富锌涂料及其制备方法，属于特殊涂料技术领域。所述水性石墨烯富锌涂料属于双组分环氧体系，包括按质量百分含量计的组分：锌粉45‑85％、水性环氧树脂20‑35、水性环氧固化剂5‑12％、石墨烯0.1‑2％、成膜助剂3‑8％、分散剂0.1‑1％、消泡剂0.1‑1％、润湿剂0.1‑1％、流平剂0.1‑1％、增稠剂0.5‑3％、流变助剂0.5‑3％。该涂料可采用刷涂、喷涂等施工工艺，应用与具有重防腐要求的钢结构或水泥基体，漆膜固化快，流平效果好，具有优异的防腐效果。可替代传统的溶剂型环氧富锌底漆，且在施工过程中可直接用水作为稀释剂，减少了VOC的排放，环保、安全。

A Water-borne Zinc-rich Graphene Coating and Its Preparation Method

The invention discloses a water-borne graphene zinc-rich paint and a preparation method thereof, belonging to the technical field of special coatings. The water-borne graphene zinc-rich coating belongs to a two-component epoxy system, including zinc powder 45.85%, water-borne epoxy resin 20.35, water-borne epoxy curing agent 5.12%, graphene 0.1.2%, film-forming additive 3.8%, dispersant 0.1.1%, defoamer 0.1%, wetting agent 0.1%, leveling agent 0.1.1%, thickener 0.5.3%, rheological aid. The dosage was 0.5 3%. The coating can be applied to steel structure or cement matrix with heavy anticorrosion requirements. The film solidifies quickly and has good leveling effect. It has excellent anticorrosion effect. It can replace the traditional solvent-based epoxy zinc-rich primer, and water can be directly used as diluent in the construction process, reducing VOC emissions, environmental protection and safety.

【技术实现步骤摘要】
一种水性石墨烯富锌涂料及其制备方法
本专利技术属于特殊涂料
，具体涉及一种水性石墨烯富锌涂料的制备方法。技术背景在日趋严格的环保法规要求下，水性涂料正逐渐取代溶剂型涂料。已经取得的显著进展有：在使用合适的双组分(2K)配方时，新型水性环氧树脂和胺固化剂技术能提供优异的耐腐蚀性能；在使用能提供额外耐腐蚀性能的环氧富锌底漆的特殊例子中，面临的挑战是要将非常高质量含量的锌粉(通常80％-85％)加入到环氧/固化剂漆基体系中，伴随出现的问题是锌与能提供质子的组份例如水、酸性溶剂和分散助剂间的反应活性提高。重防腐涂料与常规防腐涂料的主要区别在于：重防腐涂料技术含量较高，技术难度较大，能在相对苛刻的环境下应用并且能达到比常规防腐涂料更长的保护周期。现在常用的重防腐涂料主要以溶剂型涂料为主，目前环保要求越来越严格，人们在关注防腐的同时更加注重对生态环境的保护。且对重防腐涂料的要求也越来越高。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，是已知强度最高的材料之一。将石墨烯分散添加到有机涂料中进而得到的防腐涂料结合了有机涂料的粘结性、柔顺性、加工性和二维纳米材料的阻隔性、力学性能、耐热性、化学稳定性，被认为是最简洁、最具有应用前景的腐蚀防护涂料。石墨烯在涂料中均匀分散，形成了致密的物理屏蔽层，进而使得金属和氧气、水、盐分和其他腐蚀性物质接触的机会大大减少。
技术实现思路
本专利技术是通过选用水性环氧树脂复合金属材料锌粉，通过优化石墨烯与锌粉的配比，制备的一种水性石墨烯富锌涂料。具有以下优点：(1)该涂料除了具有常规环氧富锌涂料的电化学防腐以外，石墨烯的引入，使得涂层粘结性、柔顺性、加工性得到明显的改善，(2)石墨烯的纳米片状结构又赋予涂层迷宫效应，大大延长腐蚀性因子(如氧气、水、盐分)等与基体的接触机会，延长防腐时效。(3)石墨烯优异的导电性能可作为正极，锌粉作为负极，使得锌粉的阴极保护作用更为明显，即使涂层破损也可以起到保护作用。专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：1锌粉45-85％、水性环氧树脂20-35、水性环氧固化剂5-12％、石墨烯0.1-2％、成膜助剂3-8％、分散剂0.1-1％、消泡剂0.1-1％、润湿剂0.1-1％、流平剂0.1-1％、增稠剂0.5-3％、流变助剂0.5-3％。2根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：成膜助剂包括丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中、丁基乙二醇乙酸酯的一种或多种。优选丙二醇甲醚、丁基乙二醇乙酸酯复合使用。3根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料水性环氧树脂可以是美国瀚森EP6520-WH-53A、巴斯夫1455中的一种或两种。4根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料水性环氧固化剂为美国瀚森8538-Y-68或巴斯夫751。5根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料分散剂可以为BYK190、Tego760W、Tego757W中的一种或多种，优选BYK190。6根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料消泡剂可以为BYK028、EFKA2526、Tego901W中的一种过多种，优选Tego901W。7根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料润湿剂可以为BYK349、Tego4100中的一种或两种，优选Tego4100。8根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于；石墨烯富锌涂料流平剂可以为BYK333、DisparlonL-1982N中的一种或两种，优选BYK333。9根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料流变助剂可以为Tego3030、德谦MAP-60X中的一种或两种，优选德谦MAP-60X。10根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料用增稠剂是气相二氧化硅，优选德固赛R812S或R972中的一种。11根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料用石墨烯为氢化石墨烯或氟化石墨烯中的一种或两种组合。12根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料用锌粉可以为片状锌粉、球状锌粉、片状锌铝合金中的一种或多种。原料来源及型号具体实施方法本专利提供的水性石墨烯富锌涂料涂层，其各组分以及各组分的含量通过合理优化匹配，具有较高的综合性能。下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。所述水性石墨烯富锌涂料，该涂料的制备方法为：1水性石墨烯富锌涂料A组份的制备在调漆罐中加入水性环氧固化剂，缓慢搅拌，按顺序加入分散剂、润湿剂、消泡剂，低速分散搅拌10分钟，接着加入增稠剂气相二氧化硅、流变助剂，中速分散分散15-20分钟，然后加入锌粉、石墨烯和成膜助剂，高速分散搅拌30-40分钟，搅拌均匀即可罐。2水性重防腐涂料B组份的制备在调漆反应釜中按顺序加入水性环氧乳液和一定质量的水低速分散搅拌10-15分钟即可过滤罐装。具体实施列1水性石墨烯富锌涂料A组份的制备2水性石墨烯富锌涂料B组份的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性石墨烯富锌涂料，其特征在于，按质量百分含量计的组分：锌粉45‑85％、水性环氧树脂20‑35、水性环氧固化剂5‑12％、石墨烯0.1‑2％、成膜助剂3‑8％、分散剂0.1‑1％、消泡剂0.1‑1％、润湿剂0.1‑1％、流平剂0.1‑1％、增稠剂0.5‑3％、流变助剂0.5‑3％。

【技术特征摘要】
1.一种水性石墨烯富锌涂料，其特征在于，按质量百分含量计的组分：锌粉45-85％、水性环氧树脂20-35、水性环氧固化剂5-12％、石墨烯0.1-2％、成膜助剂3-8％、分散剂0.1-1％、消泡剂0.1-1％、润湿剂0.1-1％、流平剂0.1-1％、增稠剂0.5-3％、流变助剂0.5-3％。2.根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：成膜助剂包括丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中、丁基乙二醇乙酸酯的一种或多种。优选丙二醇甲醚、丁基乙二醇乙酸酯复合使用。3.根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料水性环氧树脂可以是美国瀚森EP6520-WH-53A、巴斯夫1455中的一种或两种。4.根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料水性环氧固化剂为美国瀚森8538-Y-68或巴斯夫751。5.根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯富锌涂料分散剂可以为BYK190、Tego760W、Tego757W中的一种或多种，优选BYK190。6.根据权利要求1所述水性石墨烯富锌涂料，其特种在于：石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢松洋，李先民，
申请(专利权)人：北京隆源纳欣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11