石墨烯粉末双金属涂料及其制备方法技术

本申请公开了一种石墨烯粉末双金属涂料，包括基料、填料、气相缓蚀剂和助剂；其中，按重量份数计，所述基料包括环氧粉末树脂30‑50份、酚羟基树脂5‑30份、聚四氟乙烯树脂5‑15份、氟碳粉末树脂5‑15份；所述填料包括片状锌粉30‑60份、片状铝粉1‑5份、三聚磷酸铝5‑10份、磷酸锌5‑10份、石墨烯0.05‑1份。该涂料具有良好的屏蔽作用，石墨烯的加入还使得片状金属间的导电性显著增加，增加涂层中锌粉的电化学保护作用，显著提高了锌粉的利用效率，从而大大增加了涂层的防腐效果。片状铝粉的加入，增加了涂层的屏蔽作用。同时铝粉的加入使得涂层具体银灰色的金属外观，使该涂料也可作为面漆使用，该金属外观对紫外线有一定的反射作用，对应提高了涂层的耐老化效果。

Graphene powder bimetallic coatings and their preparation methods

The present application discloses a graphene powder bimetallic coating, including base material, filler, vapor phase corrosion inhibitor and additives. The base material comprises 30 to 50 copies of epoxy powder resin, 5 to 30 copies of phenolic hydroxyl resin, 5 to 15 copies of polytetrafluoroethylene resin and 5 to 15 copies of fluorocarbon powder resin by weight. The filler comprises 30 to 60 copies of flaky zinc powder, 1 to 5 copies of flaky aluminium powder and trimerization. Aluminum phosphate 5 10, zinc phosphate 5 10, graphene 0.05 1. The coating has a good shielding effect. The addition of graphene also increases the conductivity between sheet metals, increases the electrochemical protection of zinc powder in the coating, and significantly improves the utilization efficiency of zinc powder, thus greatly increasing the anticorrosion effect of the coating. The addition of flake aluminium powder increases the shielding effect of the coating. At the same time, the addition of aluminium powder makes the coating specific silver-gray metallic appearance, so that the coating can also be used as topcoat. The metallic appearance has a certain reflection effect on ultraviolet radiation, which correspondingly improves the aging resistance of the coating.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯粉末双金属涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料领域，特别涉及一种包含石墨烯的粉末双金属涂料及其制备方法。
技术介绍
热浸锌又叫热浸镀锌，是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm，5mm及以上厚板不小于86μm。作为一种有效的金属防腐方式，热浸锌工艺已被广泛用于各行业的金属结构设施上。现有热浸锌工艺如图1所示，然而，现有热浸锌施工工艺具有多方面的缺陷：(1)酸洗过程采用的是20％盐酸会产生大量的酸性废液，活化以及暴光处理阶段采用的是ZnCl2、NH4Cl溶液会产生大量的工业废水，若直接排放会对水资源、土壤资源造成严重的污染，而废水处理成本较高；(2)该工艺过程中需要消耗大量的煤炭资源，以维持锌槽温度，能源浪费严重。锌槽的温度需要长期维持在470℃以上，烘干需要维持在180℃左右，不仅需要消耗大量的煤炭、天然气等资源，而且会产生大量的锌蒸汽污染。以某表面处理厂为例，该厂每年处理桥架5万吨左右，每吨需要用煤55kg左右，每吨标准煤燃烧排放2620kg的二氧化碳，可知该厂每年排碳量7205吨左右(此数据不包括非工作时间维持锌槽所消耗的煤炭)，属于高排碳行业。(3)施工工艺复杂，施工环境恶劣。施工过程中有大量废气、废液产生，且处理难度大，对周边环境造成污染。(4)锌资源浪费严重。金属锌为不可再生资源，该工艺所用金属锌材料量大，且得到镀层性能一般。因此，现有钢构件的防腐通常采用富锌涂料实现。室内外钢结构的防腐涂装一般选用富锌涂料为底，复合中间漆、面漆使用，其防腐性能主要利用富锌底漆的阴极保护作用；具有一次成本低，维护成本不高，防腐性能好等特点。富锌涂料包括无机富锌涂料和有机富锌涂料，其中无机富锌涂料又包括水性无机富锌涂料和醇溶无机富锌涂料。该种涂料对钢铁具有电化学保护作用，防锈性能优良；耐海水、耐油、耐盐类、耐大气腐蚀，导电性好，不影响焊接施工。无机富锌涂料可长期在400℃以上高温环境中使用；有机富锌涂料可做重防腐涂料的底漆，如“环氧富锌底漆+环氧云铁漆+氯化橡胶面漆”构成的重防腐涂料配套体系，使用寿命可达7-15年。因此国内外的船舶、海洋采油设施、热力管道、桥梁、石油化工设备管线及高架铁塔等防腐蚀措施，越来越多地采用富锌涂料作为防腐涂料。然而，近年来，由于环境污染越来越严重，国家对环境治理的力度越来越大。传统的有机富锌涂料中由于含有大量的苯、二甲苯、醋酸丁酯等有害溶剂，严重制约了该类涂料的发展。水性无机富锌涂料由于具有低VOC含量的特点而受到市场的青睐。但由于水性无机富锌涂料本身的特性，其对基材前处理的要求比较高(Sa2.5级)，且涂层的柔韧性较差，这些缺点的存在使得水性无机富锌涂料的发展受到了限制。醇溶无机富锌涂料虽然在一定程度上解决了水性无机富锌涂料柔韧性及前处理要求高的问题，但其本身的VOC含量较高，同样面临着有机富锌涂料的发展难题。近年来粉末涂料的环境友好性和节能减排优势日益凸显，行业面临良好的发展机遇。粉末涂料作为无溶剂涂料，符合国际上流行的“四E”原则(经济、环保、高效、性能卓越)，而受到人们的欢迎。其特点如下：工艺简单：粉末涂料是利用静电发生器使粉末粒子带电，均匀地吸附在金属基材上，然后通过高温熔融和固化转变成坚硬的保护涂层的一种技术，投资少，涂装工艺简单方便；清洁：粉末涂料不含溶剂，这对于世界上日益增长的保护环境意识是不可否认的优点。同时，喷涂落地的粉末涂料可以回收再利用，喷涂时辅以旋风除尘或滤袋除器，使得粉末涂料是目前最清洁的涂料品种，可以做到100％环保。经济：粉末涂料是百分之百的固体，这就意味着几乎百分之百地形成涂层而没有任何损耗，而且在喷涂时一次可以达到所要求的厚度，无须喷涂数层。高效：粉末涂料具有卓越的机械性能，尤其是它的抗冲击性，柔韧性和表面硬度，优异的防腐性能及耐化学介质(酸类、碱类、溶剂等)性能，用于户外的系列产品还具有很高的耐候性，可以在恶劣的气候条件下对基材提供良好的保护。《涂料行业“十一五”发展规划》和《涂料行业科技中长期发展规划》均明确提出要大力发展环保型粉末涂料。未来10年，我国将大幅削减传统溶剂涂料在工业涂料中的比例，使其所占份额由目前的50％锐减至5％。而粉末涂料的市场份额将由目前的18％上升到40％，最终用10～15年时间，对传统涂料产业实行新技术嫁接与改造，最终将传统溶剂涂料市场份额缩减至1％以下。这些规划为环保型粉末涂料的发展提供了机遇。今后包括水性涂料和粉末涂料在内的环保型涂料将逐步取代传统溶剂型涂料，成为市场的主导产品。粉末涂料品种众多，包括各种颜色，各种美术纹理和高光、无光等效果的产品。树脂类型包括环氧聚酯(混合)型、环氧型、聚酯型、聚氨酯型等各种系列产品，品种基本可与溶剂型工业防腐涂料相当。但是，粉末涂料由于不具备向富锌涂料的电化学阴极保护作用，使得粉末涂料在重防腐领域应用时，必须结合热浸锌、电镀锌或者其他阴极保护系统应用，这不仅提高了工程造价也造成了资源的极大浪费。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种石墨烯粉末双金属涂料，以解决现有技术的缺陷。一方面，本专利技术提供一种石墨烯粉末双金属涂料，其特征在于，包括基料、填料、气相缓蚀剂和助剂；其中，按重量份数计，所述基料包括环氧粉末树脂30-50份、酚羟基树脂5-30份、聚四氟乙烯树脂5-15份、氟碳粉末树脂5-15份；所述填料包括片状锌粉30-60份、片状铝粉1-5份、三聚磷酸铝5-10份、磷酸锌5-10份、石墨烯0.05-1份。优选地，基料和填料的质量比为3:1-3:7。优选地，气相缓蚀剂的重量份数为5-10份，所述助剂的重量份数为2-10份。优选地，助剂包括流平剂、脱气剂、光稳定剂中的至少一种。优选地，流平剂包括聚丙酸乙酯、醋酸丁酯、二甲基聚硅氧烷、聚乙烯缩丁醛中的至少一种。优选地，脱气剂包括安息香、氢化蓖麻油衍生物、双酰胺蜡中的至少一种。优选地，光稳定剂包括呱啶类、咪唑烷酮类、氮杂环烷酮类衍生物中的至少一种。优选地，片状锌粉为球状锌粉经球磨工艺制成，所述石墨烯包括sp2杂化结构。根据本专利技术的另一方面，还提供一种石墨烯粉末双金属涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将基料、片状锌粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、石墨烯、气相缓蚀剂和助剂混合，得到均匀的混合物；将所述混合物加热至熔融态挤出；对挤出物进行压片并冷却，得到片状物；将所述片状物进行粉碎和细磨；对细磨后的物料进行筛分；将筛分的产品与片状铝粉进行绑定处理，即得。本专利技术提供的石墨烯粉末双金属涂料，其本身既具有粉末涂料良好的屏蔽作用，又具有相当于一般富锌涂料的阴极保护作用，可喷涂于金属基材上作为底漆使用，其中的片状铝粉例如为高亮铝粉，片状铝粉的加入，增加了涂层的屏蔽作用。同时铝粉的加入使得涂层具体银灰色的金属外观，使该涂料也可作为面漆使用，该金属外观对紫外线有一定的反射作用，对应提高了涂层的耐老化效果。涂料中还添加有气相缓蚀剂，通过其缓蚀效果，进一步提高涂料对金属基材的防护效果。进一步地，本技术采用不同耐候树脂混拼的工艺，使该类粉末涂料具有比一般粉末涂料更为优异的耐候性。片锌、片铝作为填料，在保证防腐性能的同时，增加涂层的外观效果，使得涂覆该涂料可相当于底面漆一起涂覆，省本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯粉末双金属涂料，其特征在于，包括基料、填料、气相缓蚀剂和助剂；其中，按重量份数计，所述基料包括环氧粉末树脂30‑50份、酚羟基树脂5‑30份、聚四氟乙烯树脂5‑15份、氟碳粉末树脂5‑15份；所述填料包括片状锌粉30‑60份、片状铝粉1‑5份、三聚磷酸铝5‑10份、磷酸锌5‑10份、石墨烯0.05‑1份。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯粉末双金属涂料，其特征在于，包括基料、填料、气相缓蚀剂和助剂；其中，按重量份数计，所述基料包括环氧粉末树脂30-50份、酚羟基树脂5-30份、聚四氟乙烯树脂5-15份、氟碳粉末树脂5-15份；所述填料包括片状锌粉30-60份、片状铝粉1-5份、三聚磷酸铝5-10份、磷酸锌5-10份、石墨烯0.05-1份。2.根据权利要求1所述的石墨烯粉末双金属涂料，其特征在于，所述基料和填料的质量比为3:1-3:7。3.根据权利要求1所述的石墨烯粉末双金属涂料，其特征在于，所述气相缓蚀剂的重量份数为5-10份，所述助剂的重量份数为2-10份。4.根据权利要求1所述的石墨烯粉末双金属涂料，其特征在于，所述助剂包括流平剂、脱气剂、光稳定剂中的至少一种。5.根据权利要求4所述的石墨烯粉末双金属涂料，其特征在于，所述流平剂包括聚丙酸乙酯、醋酸丁酯、二甲基聚硅氧烷、聚乙烯缩丁醛中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴美汝，屈帅，李猛，高婷，张健，杨振波，师华，张亮，
申请(专利权)人：中航百慕新材料技术工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11