一种含有石墨烯/环氧树脂复合材料的树脂防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种树脂防腐涂料，以质量分数计，包括20～40重量份的石墨烯/环氧树脂、70～130重量份的锌粉、45～75重量份的溶剂以及其他助剂。本发明专利技术还提供了一种树脂防腐涂料的制备方法。本发明专利技术改变了石墨烯类材料的添加方式，首先将石墨烯和涂料中的环氧树脂进行复合，得到石墨烯和环氧树脂的复合材料，然后将处理后的石墨烯和环氧树脂再与其他特定比例的成分组合，得到树脂防腐涂料，能够很好地解决石墨烯分散问题，保证其优良性能的完美发挥，而且不需要加入其它助剂，减少了杂质的引入，从根本上解决了柔性石墨烯类材料在涂料体系中混合不均匀的弊病，能够保证石墨烯的均匀分散，从而具有更好的性能。

A Resin Anticorrosive Coating Containing Graphene/Epoxy Resin Composites and Its Preparation Method

The invention provides a resin anticorrosive coating, which comprises 20 to 40 parts of graphene/epoxy resin, 70 to 130 parts of zinc powder, 45 to 75 parts of solvent and other additives in mass fraction. The invention also provides a preparation method of a resin anticorrosive coating. The invention changes the adding mode of graphene materials. Firstly, the graphene and epoxy resin in paint are compounded to obtain the composite material of graphene and epoxy resin, and then the treated graphene and epoxy resin are combined with other specific proportion components to obtain the resin anticorrosive coating, which can solve the problem of graphene dispersion and ensure its excellent performance. It can solve the problem of non-uniform mixing of flexible graphene materials in paint system fundamentally and ensure the uniform dispersion of graphene, thus having better performance.

【技术实现步骤摘要】
一种含有石墨烯/环氧树脂复合材料的树脂防腐涂料及其制备方法
本专利技术属于防腐涂料
，涉及一种树脂防腐涂料及其制备方法，尤其涉及一种含有石墨烯类材料/环氧树脂复合材料的树脂防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，作为一种由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，它是目前进入应用领域中最薄的材料和最强韧的材料，断裂强度比钢材还要高200倍，还有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％；同时，石墨烯还具有优异的导电性，可以降低内阻，提高超级电容器的循环稳定性；另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光，并且非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合用于多种学科和领域，也正是由于石墨烯具有上述诸多的优异物理化学性质，其在储能材料，环境工程，灵敏传感方面被广泛应用，被称为“黑金”或是“新材料之王”，而且潜在的应用前景广大，目前已成为全世界的关注焦点与研究热点，同时关于石墨烯等衍生物也从研究阶段走向了产业化，引起了各行各业的广泛参与。目前全球，所有材料每年因腐蚀损失约1％的重量，腐蚀带来的经济损失约占国家经济总量的4％，防腐道路任重道远。在防腐涂料行业，最主要的几种防腐涂料主要为环氧类、聚氨脂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。富锌底漆类涂料具有屏蔽作用、电化学防护作用、涂膜白修复和钝化作用，但防腐性能是以牺性锌粉为代价，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。而国内，海洋工程、船舶制造及绿色海洋风能等产业迅猛发展，在新的国际形势和国家政策下，海洋腐蚀防护经济效益巨大，再此背景下大力发展新型防腐涂料势在必行。近几年，含有石墨烯类材料的涂料产品已逐渐有相关报道，然而在实际应用中，石墨烯还存在着诸多的问题和制约因素，如石墨烯极易团聚。由于石墨烯及其衍生物比表面积较大，相互间存在较强的范德华作用力，团聚和缠绕现象明显，使其不能稳定分散，分散后也容易再次团聚在一起难以打开。虽然有大量研究通过添加不同类型的分散剂或者改性的方式来提高石墨烯的分散效果，但实际应用中效果较差，并且还会额外引入其他杂质，对后续研究造成负面影响，而且石墨烯作为一种柔性材料，在与涂料中其他材料，如锌粉混合时，更容易发生团聚情况，直接影响了石墨烯类材料在涂料中起到的效果。因此，如何制备一种树脂防腐涂料，使得石墨烯能够在涂料体系中更好的分布，进一步提高涂料的性能，已成为诸多应用厂商和一线研发人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种树脂防腐涂料及其制备方法，特别是一种含有石墨烯/环氧树脂复合材料的树脂防腐涂料及其制备方法，本专利技术提供的树脂防腐涂料中，采用了石墨烯/环氧树脂复合材料，石墨烯能够均匀分散，而且不受其他组分的影响，从而具有更好的性能。本专利技术提供了一种树脂防腐涂料，以质量分数计，包括：石墨烯/环氧树脂20～40重量份；锌粉70～130重量份；溶剂45～75重量份；助剂。优选的，所述石墨烯与所述环氧树脂的质量比为(1～20)：100；所述助剂包括分散剂、防沉剂、消泡剂、填料、固化剂和促进剂中的一种或多种；所述分散剂的加入量为0.3～1重量份；所述消泡剂的加入量为0.2～1重量份；所述防沉剂的加入量为0.5～2重量份；所述填料的加入量为50～100重量份；所述固化剂的加入量为15～35重量份；所述促进剂的加入量为0.5～2重量份。优选的，所述石墨烯包括氧化石墨烯、单层石墨烯、多层石墨烯和改性石墨烯中的一种或多种；所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂；所述锌粉包括球形锌粉；所述溶剂包括水、丙酮、乙醇、异丙醇、丁酮、2-吡咯烷酮、二甲苯、正丁醇、碳酸丙烯酯、丙二醇甲醚和醋酸丁酯中的一种或多种；所述分散剂包括碳酸丙烯酯、聚乙烯蜡、聚丙烯酸钠盐、苯乙烯-马来酸半酯化物、苯乙烯丙烯酸共聚物、丙烯酸丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种；所述防沉剂包括防沉剂3300、有机黏土、有机陶土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和纤维素醚中的一种或多种；所述消泡剂包括有机硅氧烷消泡剂、聚醚消泡剂和二甲基硅油消泡剂中的一种或多种；所述填料包括氧化锌粉、磷铁粉、铝粉浆、云母粉、氧化铁红、碳酸钙和滑石粉中的一种或多种；所述促进剂包括DMP-30；所述固化剂包括聚酰胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺和聚醚二胺中的一种或多种。本专利技术还提供了一种树脂防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：A)将石墨烯和环氧树脂经过初次混合后，得到石墨烯复合环氧树脂；B)将上述步骤得到的石墨烯和环氧树脂的复合材料、填料和溶剂进行混合，再研磨后，得到中间品；C)将上述步骤得到的中间品、锌粉、助剂和溶剂再次混合后，得到树脂防腐涂料；所述助剂包括分散剂、防沉剂、消泡剂、填料、固化剂和促进剂中的一种或多种。优选的，所述步骤A)具体为：A1)将石墨烯有机分散液、环氧树脂和有机溶剂混合后，得到前驱体溶液；A2)将上述步骤得到的前驱体溶液进行研磨和超声处理后，得到混合溶液；A3)将上述步骤得到的混合溶液进行高温真空旋蒸后，得到石墨烯复合环氧树脂。优选的，所述混合为超声搅拌；所述超声处理为超声搅拌；所述超声搅拌的时间为20～120min；所述超声搅拌的频率为20～80kHz；所述超声搅拌的转速为200～900r/min；所述研磨为湿法研磨；所述研磨的时间为10～180min；所述研磨的转速为200～500r/s；所述高温真空旋蒸的温度为40～90℃；所述高温真空旋蒸的压力为20～200mbar；所述高温真空旋蒸的转速为20～70r/min。优选的，所述步骤B)具体为：将上述步骤得到的石墨烯和环氧树脂的复合材料和溶剂进行第一次混合，然后加入填料和溶剂进行第二次混合，再研磨后，得到中间品。优选的，所述第一次混合的时间为0.1～1h；所述第一次混合的转速为2000～3500r/min；所述第二次混合的时间为0.5～1.5h；所述第二次混合的转速为2000～3500r/min；所述研磨后的粒度小于等于90μm。优选的，所述步骤C)具体为：向上述步骤得到的中间品中加入锌粉进行第三次混合，再加入分散剂进行第四次混合，然后加入防沉剂、消泡剂、填料和溶剂进行第五次混合后，得到树脂防腐涂料的甲组分；将固化剂、促进剂和溶剂经过第六次混合后，得到树脂防腐涂料的乙组分。优选的，所述第三次混合的时间为0.1～1h；所述第三次混合的转速为2000～3500r/min；所述第四次混合的时间为0.1～0.5h；所述第四次混合的转速为2000～3500r/min；所述第五次混合的时间为0.1～0.5h；所述第五次混合的转速为2000～3500r/min；所述第六次混合的时间为0.5～1.5h；所述第六次混合的转速为500～1500r/min。本专利技术提供了一种树脂防腐涂料，以质量分数计，包括20～40重量份的石墨烯/环氧树脂、70～130重量份的锌粉、45～75重量份的溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂防腐涂料，其特征在于，以质量分数计，包括：石墨烯/环氧树脂           20～40     重量份；锌粉                      70～130    重量份；溶剂                      45～75     重量份；助剂。

【技术特征摘要】
1.一种树脂防腐涂料，其特征在于，以质量分数计，包括：石墨烯/环氧树脂20～40重量份；锌粉70～130重量份；溶剂45～75重量份；助剂。2.根据权利要求2所述的树脂防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯与所述环氧树脂的质量比为(1～20)：100；所述助剂包括分散剂、防沉剂、消泡剂、填料、固化剂和促进剂中的一种或多种；所述分散剂的加入量为0.3～1重量份；所述消泡剂的加入量为0.2～1重量份；所述防沉剂的加入量为0.5～2重量份；所述填料的加入量为50～100重量份；所述固化剂的加入量为15～35重量份；所述促进剂的加入量为0.5～2重量份。3.根据权利要求2所述的树脂防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯包括氧化石墨烯、单层石墨烯、多层石墨烯和改性石墨烯中的一种或多种；所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂；所述锌粉包括球形锌粉；所述溶剂包括水、丙酮、乙醇、异丙醇、丁酮、2-吡咯烷酮、二甲苯、正丁醇、碳酸丙烯酯、丙二醇甲醚和醋酸丁酯中的一种或多种；所述分散剂包括碳酸丙烯酯、聚乙烯蜡、聚丙烯酸钠盐、苯乙烯-马来酸半酯化物、苯乙烯丙烯酸共聚物、丙烯酸丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种；所述防沉剂包括防沉剂3300、有机黏土、有机陶土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和纤维素醚中的一种或多种；所述消泡剂包括有机硅氧烷消泡剂、聚醚消泡剂和二甲基硅油消泡剂中的一种或多种；所述填料包括氧化锌粉、磷铁粉、铝粉浆、云母粉、氧化铁红、碳酸钙和滑石粉中的一种或多种；所述促进剂包括DMP-30；所述固化剂包括聚酰胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺和聚醚二胺中的一种或多种。4.一种树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将石墨烯和环氧树脂经过初次混合后，得到石墨烯复合环氧树脂；B)将上述步骤得到的石墨烯和环氧树脂的复合材料、填料和溶剂进行混合，再研磨后，得到中间品；C)将上述步骤得到的中间品、锌粉、助剂和溶剂再次混合后，得到树脂防腐涂料；所述助剂包括分散剂、防沉剂、消泡剂、填料、固化剂和促进剂中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟铭，张在忠，赵永彬，刘海波，
申请(专利权)人：山东欧铂新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37