一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料及其制备方法，涉及表面工程技术领域，本发明专利技术提供的涂料包括以下质量份的组分：水性树脂40～45份，氧化石墨烯10～12份，碳化硅10～12份，分散剂6～8份，铝粉3～5份，水120～200份。本发明专利技术通过氧化石墨烯的六边形蜂窝结构和铝粉的联合作用，提高了涂层耐腐蚀性能；铝粉和碳化硅结合形成铝‑硅混合结构，进一步提高了涂层的致密性、耐高温性和抗腐蚀性。因此，本发明专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料具有优异的防腐能力，且采用水基，环保、成本低。并且本发明专利技术提供的制备方法氧化石墨烯和铝粉的结合强度非常高，从而有效提高了涂料的防腐能力，且方法简单，易于控制。

A water-based anticorrosive coating based on graphene oxide and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料及其制备方法
本专利技术涉及表面工程
，特别涉及一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
目前，在工程基建过程中，对建筑、钢架结构、户外设施等表面工程的防腐要求越来越高，且由于轻量化高强度的需求，越来越多的金属结构被应用，包括能源运输管道、化工容器、建筑桥梁、沿海码头设施等，对其防锈抗蚀的要求也随之提高。传统的防腐涂料主要成分为树脂等，原理主要是通过涂刷凝结后对金属结构进行隔离，避免外部腐蚀介质的侵入。但现有的腐蚀中，存在较大部分的电腐蚀，由电位差形成电离分解等情况，加速了金属锈蚀，而传统的防腐涂料防腐功能较为单一，无法对电腐蚀进行有效阻隔，并对环境存在污染。石墨烯基防腐涂料是逐渐发展起来的新型防腐涂料，主要以纯石墨烯作为防腐填料。然而现有的石墨烯基防腐涂料对电腐蚀也只能起到一定的阻隔作用，防腐性能提高的并不明显，因而限制了其使用范围。专利CN105349017B公开了一种添加了石墨烯/锌复合材料的防腐涂料及其制备方法，其防腐涂料由以下组分构成(按质量百分含量计)：聚氨酯20～90％、石墨烯/锌复合材料5～15％、着色颜料1～10％、填料5～10％、分散剂0.1～3％、润湿剂0.1～3％、增稠剂0.1～3％、流平剂0.1～1％、消泡剂0.1～1％、杀菌剂0.1～1％、水1～35％。该防腐涂料的防腐性能有所提高，但是在制备过程需要将锌粉在高温下汽化成锌蒸汽复合在石墨烯表面，这种方法存在石墨烯和锌结合强度不足的情况，且工艺较为复杂。专利
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料及其制备方法。本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料抗腐蚀能力优异，并且环保、成本低。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料，包括以下质量份的组分：优选地，所述分散剂为聚羧酸氨盐分散剂。本专利技术提供了以上方案所述基于氧化石墨烯的水基防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯与水混合进行超声处理，得到氧化石墨烯处理液；将铝粉球磨后与PVA水溶液混合，得到PVA改性铝粉；将所述PVA改性铝粉与水进行混合，得到粉末泥浆；对所述粉末泥浆外侧加载电场，并将所述氧化石墨烯处理液加入到粉末泥浆中，经过电解得到复合粉末；将所述复合粉末在保护气氛下进行烧结，然后与水性树脂、分散剂、水和碳化硅混合，得到基于氧化石墨烯的水基防腐涂料。优选地，所述超声处理的频率为28kHz，功率为1000W，时间为15min。优选地，所述球磨的转速为330～350rpm，铝粉球磨后的粒度为3～5μm。优选地，所述PVA水溶液的质量浓度为0.5～1.2mol/L，铝粉球磨后与PVA水溶液混合的时间为15～20min。优选地，所述电场的强度为60～80V/m。优选地，所述烧结的温度为550～600℃，时间为1.5～2h。优选地，所述烧结的升温速率为50～70℃/min。优选地，所述烧结后，还包括对所得烧结产物进行碾磨，碾磨后的粒度为20～30目。本专利技术提供了一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料，包括以下质量份的组分：水性树脂40～45份，氧化石墨烯10～12份，碳化硅10～12份，分散剂6～8份，铝粉3～5份，水120～200份。本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料通过氧化石墨烯的六边形蜂窝结构和铝粉的联合作用，提高了涂层耐腐蚀性能，可对外部腐蚀进行有效抑制；铝粉和碳化硅结合形成铝-硅混合结构，进一步有效提高了涂层的致密性、耐高温性和抗腐蚀性。因此，本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料具有优异的防腐能力，且采用水基，环保、成本低。实施例结果表明，与传统的环氧树脂涂料和现有的石墨烯基涂料相比，本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料具有良好的力学性能和优异的耐化学及耐腐蚀性能，可以很好地保护基体不被腐蚀。本专利技术提供了所述基于氧化石墨烯的水基防腐涂料的制备方法。本专利技术以PVA作为铝粉表面改性剂，经过改性的铝粉颗粒表面形成氢氧键，能够被氧化石墨烯有效包裹；本专利技术通过超声处理将多层结构的氧化石墨烯剥落层单层结构，提高氧化石墨烯的利用率，并降低包裹在铝粉颗粒外的层膜厚度；本专利技术通过电场作用使氧化石墨烯包裹在铝粉颗粒上形成复合粉末，结合强度高，且水电解法环保、无污染、制取效率高；本专利技术通过在保护气氛下对包裹有氧化石墨烯的铝粉颗粒进行烧结，可稳固包裹形态。因此，本专利技术提供的制备方法氧化石墨烯和铝粉的结合强度非常高，从而有效提高了涂料的防腐能力，且方法简单，易于控制。具体实施方式本专利技术提供了一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料，包括以下质量份的组分：以质量份计，本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料包括水性树脂40～45份，优选为42～44份，更优选为43份。本专利技术对所述水性树脂没有特别的要求，采用本领域熟知的水性树脂即可，具体地如水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂等。以水性树脂的质量份为基准，本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料包括氧化石墨烯10～12份，优选为10.5～11.5份，更优选为11份。本专利技术对所述氧化石墨烯没有特别的要求，采用本领域熟知的氧化石墨烯即可。在本专利技术具体实施例中，所述氧化石墨烯优选采用以石墨纸为原料，通过电解水进行氧化制备得到的氧化石墨烯。在本专利技术中，所述氧化石墨烯与纯石墨烯相比，含氧官能团数量更多，性质更加活跃，更易于与铝粉颗粒结合，提高涂料的性能。以水性树脂的质量份为基准，本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料包括碳化硅10～12份，优选为10.5～11.5份，更优选为11份；所述碳化硅的粒径优选为20～35μm。本专利技术对所述碳化硅的来源没有特别的要求，采用本领域熟知的市售产品即可。以水性树脂的质量份为基准，本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料包括分散剂6～8份，优选为6.5～7.5份，更优选为7份。在本专利技术中，所述分散剂优选为聚羧酸氨盐分散剂；本专利技术对所述聚羧酸氨盐分散剂的来源没有特别的要求，采用本领域熟知的市售产品即可。以水性树脂的质量份为基准，本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料包括铝粉3～5份，优选为3.5～4.5份，更优选为4份。本专利技术对所述铝粉的来源没有特别的要求，采用本领域熟知的市售产品即可。以水性树脂的质量份为基准，本专利技术提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料包括水120～200份，优选为150～200份，更优选为180份。本专利技术对所述水没有特别的要求，采用本领域熟知的水即可；在本专利技术具体实施例中，所述水优选为去离子水。本专利技术提供了以上所述基于氧化石墨烯的水基防腐涂料，本专利技术通过氧化石墨烯的六边形蜂窝结构和铝粉的联合作用，提高了涂层耐腐蚀性能，可对外部腐蚀进行有效抑制；铝粉和碳化硅结合形成铝-硅混合结构，进一步有效提高了涂层的致密性、耐高温性和抗腐蚀性。因此，本专利技术提供的基于氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料，其特征在于，包括以下质量份的组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料，其特征在于，包括以下质量份的组分：





2.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸氨盐分散剂。


3.权利要求1或2所述基于氧化石墨烯的水基防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将氧化石墨烯与水混合进行超声处理，得到氧化石墨烯处理液；
将铝粉球磨后与PVA水溶液混合，得到PVA改性铝粉；
将所述PVA改性铝粉与水进行混合，得到粉末泥浆；
对所述粉末泥浆外侧加载电场，并将所述氧化石墨烯处理液加入到粉末泥浆中，经过电解得到复合粉末；
将所述复合粉末在保护气氛下进行烧结，然后与水性树脂、分散剂、水和碳化硅混合，得到基于氧化石墨烯的水基防腐涂料。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述超声处理的频率为28kHz，功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢海，胡明，钱金均，
申请(专利权)人：江苏冠军科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32