一种防腐涂料及其制备方法和使用方法技术

一种防腐涂料及其制备方法和使用方法，属于涂料技术领域。防腐涂料包括第一组分和第二组分。第一组分包括0.4～8wt％三维石墨烯粉体、10～40wt％环氧树脂和余下的第一有机溶剂。第二组分包括2～5wt％活性稀释剂、30～40wt％固化剂和余下的第二有机溶剂。三维石墨烯粉体能够在环氧树脂中均匀分散，交错堆垛，在涂层中可形成“迷宫式”屏蔽结构，从而有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散，提高涂层的物理阻隔性。同时，石墨烯可以填充到涂层的缺陷当中，减少涂层孔隙率，增强涂层致密性，进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。

【技术实现步骤摘要】
一种防腐涂料及其制备方法和使用方法


[0001]本申请涉及涂料
，具体而言，涉及一种防腐涂料及其制备方法和使用方法。

技术介绍

[0002]金属腐蚀存在于各个领域，它是指金属与腐蚀性介质(水、氧气、氯离子)在金属表面发生化学或电化学反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。
[0003]金属防护最有效的措施是涂层保护，而涂料是一个复杂的配套体系，各组分间协同发挥防护作用。
[0004]环氧富锌涂料是一种优异的防腐涂料，广泛用于各种重防腐领域，其最重要的原理之一是利用牺牲阳极保护阴极法，锌的电位比铁低，因此锌原子容易失去电子变成阳极，铁则为阴极。在阳极区锌由于失去电子而被腐蚀掉，在阴极区钢铁表面得不到电子，从而得到保护。但欲使涂层发挥牺牲阳极的作用，要求整个涂层必须有良好的导电性，使整个富锌涂层与钢铁基材体系形成电化学回路，才能起到电化学保护作用。而伴随着腐蚀的发生，涂层中的锌粉被氧化生成各种锌盐，导电性下降，使得涂层内部导电通道受阻，有可能造成锌粉失去原有的阴极保护作用，造成资源浪费。
[0005]常规的石墨烯粉生产过程中会使用强酸、强氧化剂去腐蚀石墨，然后经过一系列的氧化还原过程制备出石墨烯粉，此生产制备过程不仅会产生大量的危险化学废弃物，还会破坏石墨烯的结构，导致它的结晶度下降，导电性下降，性能上会有所衰减。
专利技术内容
[0006]本申请提供了一种防腐涂料及其制备方法和使用方法，其能够提供一种防腐蚀性能优异的涂料。
[0007]本申请的实施例是这样实现的：
[0008]在第一方面，本申请示例提供了一种防腐涂料，其包括第一组分和第二组分。
[0009]第一组分包括0.4～8wt％三维石墨烯粉体、10～40wt％环氧树脂和余下的第一有机溶剂。
[0010]第二组分包括2～5wt％活性稀释剂、30～40wt％固化剂和余下的第二有机溶剂。
[0011]在上述技术方案中，本申请的防腐涂料中的三维石墨烯粉体能够在环氧树脂中均匀分散，交错堆垛，在涂层中可形成“迷宫式”屏蔽结构，从而有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散，提高涂层的物理阻隔性。同时，石墨烯可以填充到涂层的缺陷当中，减少涂层孔隙率，增强涂层致密性，进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。
[0012]并且，三维石墨烯粉体可以与环氧树脂形成良好的结合界面，将涂层分割成许多小区间，从而有效地降低涂层内部应力，消耗断裂能量，进而提高涂层的柔韧性、抗冲击性。
[0013]结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述三维石墨烯粉体通过热化学气相沉积法在纳米石墨颗粒表面垂直生长石墨烯片制得。
[0014]可选地，石墨烯片的边缘厚度为1～3个原子层。
[0015]在上述示例中，本申请的三维石墨烯粉体具有良好的导电性，其垂直于纳米石墨颗粒表面的片层结构亦能够保证涂层间有较好的电化学接触，形成导电网络，可以使涂层得到更佳的电化学保护性能。
[0016]结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述第一组分还包括20～45wt％锌单质。
[0017]可选地，第一组分包括0.4～3wt％三维石墨烯粉体、10～20wt％环氧树脂和余下的第一有机溶剂。
[0018]在上述示例中，三维石墨烯粉体相较于常规的片状石墨烯具有较高的洁净度和良好的导电性，能够促进防腐涂料的防腐长效性，最大程度的利用了锌的阳极保护效果，极大的增强了防腐涂料的防腐效果。
[0019]结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述第一组分还包括20～50wt％填料和0.1～3wt％防沉剂。
[0020]可选地，填料包括沉淀硫酸钡、长石粉、锌铁粉、铁钛粉、钛白粉、碳酸钙、高岭土、蒙脱土、滑石粉、硫酸钡、云母粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、改性正磷酸锌和超细方解石粉中的任意一种或多种。
[0021]可选地，防沉剂包括防沉剂3300、有机膨润土、有机黏土、有机陶土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡、纤维素醚、锂镁蒙脱土和聚酰胺蜡浆中的任意一种或多种。
[0022]结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述环氧树脂包括固含量为75％的双酚A环氧树脂。
[0023]可选地，环氧树脂的环氧值为0.2和/或0.4。
[0024]结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述活性稀释剂包括烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和乙二醇丁醚中的任意一种或多种。
[0025]结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述固化剂包括脂肪族胺类固化剂和/或聚酰胺类固化剂。
[0026]在第二方面，本申请示例提供了一种上述的防腐涂料的制备方法，其包括第一组分的制备方法和第二组分的制备方法。
[0027]第一组分的制备方法包括：将三维石墨烯浆料和环氧树脂混合制得第一组分。
[0028]其中，三维石墨烯浆料通过以下方法制得：将三维石墨烯粉体与第一有机溶剂混合。
[0029]第二组分的制备方法包括：将第二有机溶剂、活性稀释剂和固化剂混合制得第二组分。
[0030]可选地，三维石墨烯粉体的粒径为100～500nm。
[0031]在上述技术方案中，上述防腐涂料的制备方法简便，制得的防腐涂料稳定。
[0032]结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的示例中，上述第一组分还包括20～45wt％锌单质，第一组分的制备方法包括：将三维石墨烯浆料、环氧树脂、粉末状的锌单质和第一有机溶剂混合制得第一组分。
[0033]可选地，粉末状的锌单质的粒径≤23μm。
[0034]在第三方面，本申请示例提供了一种上述的防腐涂料的使用方法，将第一组分和第二组分混合制得防腐涂料，将防腐涂料涂覆于物体表面，养护。
[0035]可选地，防腐涂料中第一组分和第二组分的质量比为5～15:1。
[0036]在上述技术方案中，本申请的防腐涂料是在使用前再将第一组分和第二组分混合涂覆的。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0038]图1为本申请实施例的三维石墨烯粉体的低倍SEM图；
[0039]图2为本申请实施例的三维石墨烯粉体的高倍SEM图；
[0040]图3为本申请实施例的三维石墨烯粉体的TEM图；
[0041]图4为采用本申请实施例的防腐涂料形成的SEM图；
[0042]图5为采用本申请实施例的防腐涂料形成的涂层示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防腐涂料，其特征在于，所述防腐涂料包括第一组分和第二组分；所述第一组分包括0.4～8wt％三维石墨烯粉体、10～40wt％环氧树脂和余下的第一有机溶剂；所述第二组分包括2～5wt％活性稀释剂、30～40wt％固化剂和余下的第二有机溶剂。2.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于，所述三维石墨烯粉体通过热化学气相沉积法在纳米石墨颗粒表面垂直生长石墨烯片制得；可选地，所述石墨烯片的边缘厚度为1～3个原子层。3.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于，所述第一组分还包括20～45wt％锌单质；可选地，所述第一组分包括0.4～3wt％三维石墨烯粉体、10～20wt％环氧树脂和余下的第一有机溶剂。4.根据权利要求3所述的防腐涂料，其特征在于，所述第一组分还包括20～50wt％填料和0.1～3wt％防沉剂；可选地，所述填料包括沉淀硫酸钡、长石粉、锌铁粉、铁钛粉、钛白粉、碳酸钙、高岭土、蒙脱土、滑石粉、硫酸钡、云母粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、改性正磷酸锌和超细方解石粉中的任意一种或多种；可选地，所述防沉剂包括防沉剂3300、有机膨润土、有机黏土、有机陶土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡、纤维素醚、锂镁蒙脱土和聚酰胺蜡浆中的任意一种或多种。5.根据权利要求1～3任一项所述的防腐涂料，其特征在于，所述环氧树脂包括固含量为75％的双酚A环氧树脂；可选地，所述环氧树脂的环氧值为0.2和/或0.4。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：于杰，慕永彪，郑晓杰，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：