环氧富锌防腐涂料、其制备方法以及金属基底表面的防腐涂层技术

本发明专利技术公开了一种环氧富锌防腐涂料及其制备方法。该防腐涂料包括锌粉、环氧树脂以及石墨纤维。该防腐涂料在金属基体表面形成的涂层具有优异的防腐性能，同时与金属基体的附着力良好，并且具有高的韧性，因此能够对金属基体进行有效的防护。体进行有效的防护。体进行有效的防护。

【技术实现步骤摘要】
环氧富锌防腐涂料、其制备方法以及金属基底表面的防腐涂层


[0001]本专利技术涉及金属表面防护
，尤其涉及一种环氧富锌防腐涂料、其制备方法以及金属基底表面的防腐涂层。

技术介绍

[0002]腐蚀一直是制约各国经济发展的重大问题之一，全球每年有2.5万亿美元左右的直接经济损失是因腐蚀造成的，因此研究开发防腐蚀材料对经济和社会具有深远的意义，其中利用防腐涂料是解决腐蚀问题的主要方式之一。
[0003]在常见的防腐涂料中，富锌涂料在海洋环境中的应用十分广阔，锌粉颗粒相接触形成导电通路，可对金属基底起到牺牲阳极的阴极保护作用。这就要求富锌涂料中的锌粉含量从而相互接触形成导电通路，而单独分散于环氧基体中未能相互接触的锌粉则无法对金属基底起到保护作用，因此一般富锌涂层中锌粉含量占涂层总质量的70％及以上。为了提高对金属基体的防腐保护，最直接的方式是提高涂层中的锌粉含量以增加锌粉间的电连接，然而锌粉含量过高会降低涂层的韧性以及对金属基底的附着力，反而减弱涂层的保护能力。
[0004]专利文献CN105713481A中提供了一种石墨烯改性环氧富锌底漆及其制备方法，在富锌涂料中添加了石墨烯。但是，石墨烯在涂料中使用时易于聚集，不易在体系中分散均匀，为此，该专利文献改性环氧树脂，将环氧化树脂的羟基和苯酐反应生成邻苯二甲酸环氧树脂，引入高极性的羧基，将环氧树脂改性为分散能力极强的分散剂，能够高效地分散和鳌合石墨烯，使石墨烯和树脂鳌合，均匀地分散在涂料体系中。然而，该方法对环氧树脂提出要求，将环氧树脂局限为邻苯二甲酸改性环氧树脂，限制了实际应用。
[0005]另一方面，石墨烯具有高导电性且电位较金属更趋向于正，当富锌底漆中的石墨烯与金属基底接触时易形成导电通路，同时石墨烯作为原电池正极而促进金属基底腐蚀。

技术实现思路

[0006]针对上述技术现状，本专利技术旨在提供一种环氧富锌防腐涂料，该防腐涂料在金属基体表面形成的涂层具有优异的防腐性能，同时与金属基体的附着力良好，并且具有高的韧性。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术人经过大量实验探索后发现，在环氧富锌防腐涂料中添加石墨纤维，能够在不增加锌粉含量的条件下提高涂层的防腐性能，同时可以避免因单一增加锌粉含量而降低涂层韧性以及涂层与金属基底附着力的问题；另外，石墨纤维在涂料中分散性好，无团聚现象，大大降低了制备难度，并且性能发挥均匀稳定。
[0008]即，本专利技术提供的技术方案为：
[0009]一种环氧富锌防腐涂料，包括锌粉和环氧树脂，其特征是：所述环氧富锌防腐涂料中还包括石墨纤维。
[0010]所述石墨纤维呈纤维状，作为优选，其长度为0.5mm-10mm。
[0011]作为优选，所述石墨纤维的横截面直径为5μm-8μm。
[0012]所述环氧富锌防腐涂料的质量份数为100份计，其中石墨纤维的质量份数优选为0.2％-5％，进一步优选为0.5％-2％。
[0013]作为一种实现方式，所述环氧富锌防腐涂料的质量份数为100份计，锌粉的质量份数为50-70％。
[0014]作为一种实现方式，所述环氧富锌防腐涂料的质量份数为100份计，环氧基体的质量分数为28-49.8％。
[0015]作为优选，锌粉粒径为2μm-12μm。
[0016]所述环氧树脂不限，包括E41，E44，E51等。
[0017]所述环氧富锌防腐涂料中还可以包括其他填料与助剂，例如消泡剂、润湿剂等。
[0018]本专利技术还提供一种制备上述环氧富锌防腐涂料的方法，具体是：将石墨纤维、锌粉以及包含环氧树脂的浆料(简称为环氧浆料)按比例均匀混合后抽真空，得到所述涂料。
[0019]将本专利技术的环氧富锌防腐涂料涂覆在金属基底表面，固化后得到防腐涂层。作为优选，所述防腐涂层的厚度为20-100μm。
[0020]所述涂覆方法不限，包括喷涂、涂布、印刷等。
[0021]所述金属基体不限，包括铜、钢、铝等。
[0022]本专利技术在富锌防腐涂料中添加石墨纤维，具有如下有益效果：
[0023](1)石墨纤维具有良好的导电性，其导电性为9
×
10-6
Ω
·
m，当添加到涂料中时，可以与锌粉形成导电通路，并且由于其纤维状的结构特征，具有较大的长度，能够起到有效连接锌粉从而促进形成导电通路的作用，因此可提高锌粉利用率，增强牺牲阳极保护阴极的作用。
[0024](2)与石墨烯相比，石墨纤维能够均匀分布在普通环氧富锌防腐涂料中，无团聚现象，无需限定环氧树脂，降低了制备难度，有利于性能均匀稳定地发挥。
[0025](3)另外，石墨纤维具有良好的韧性，在涂料中添加石墨纤维，有利于提高涂料在基体表面固化形成的涂层的的内聚力，使其在服役期间不易开裂或脱落。
[0026](4)在其他条件相同的情况下，可以通过控制石墨纤维的长度控制涂层的防腐性能以及涂层韧性。
[0027](5)随着涂层的服役时间增长，原本构成导电通路的锌粉颗粒由于氧化，导致两锌粉颗粒接触点处有部分区域形成锌的氧化产物而使其导电性变差甚至消失，导电通路不再导电。而石墨纤维通过接触锌粉颗粒的不同区域，能够大幅提高锌粉的利用率，延长锌粉颗粒的使用时长及涂层的服役寿命。
[0028]因此，利用本专利技术的富锌防腐涂料在金属基体表面固化形成的涂层具有高的防腐蚀性能，可长期有效地保护金属基体，减弱腐蚀介质对金属基体的侵蚀。
附图说明
[0029]图1是对比实施例中的环氧富锌防腐涂料固化后形成涂层的断面扫描电镜图，其中右图为左图的局部放大图。
[0030]图2是实施例1中的环氧富锌防腐涂料固化后形成涂层的断面扫描电镜图，其中右
图为左图的局部放大图。
[0031]图3是实施例2中的环氧富锌防腐涂料固化后形成涂层的断面扫描电镜图，其中右图为左图的局部放大图。
[0032]图4是实施例3中的环氧富锌防腐涂料固化后形成涂层的断面扫描电镜图，其中右图为左图的局部放大图。
[0033]图5是对比实施例中表面固化涂层的金属基体在常温常压下浸泡于3.5wt％的NaCl溶液中30天后，金属基体表面的扫描电镜图。
[0034]图6是实施例1中表面固化涂层的金属基体在常温常压下浸泡于3.5wt％的NaCl溶液中30天后，金属基体表面的扫描电镜图。
[0035]图7是实施例2中表面固化涂层的金属基体在常温常压下浸泡于3.5wt％的NaCl溶液中30天后，金属基体表面的扫描电镜图。
[0036]图8是实施例3中表面固化涂层的金属基体在常温常压下浸泡于3.5wt％的NaCl溶液中30天后，金属基体表面的扫描电镜图。
具体实施方式
[0037]下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本专利技术的理解，而对其不起任何限定作用。
[0038]对比实施例：
[0039]本实施例是下述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧富锌防腐涂料，包括锌粉和环氧树脂，其特征是：所述环氧富锌防腐涂料中还包括石墨纤维。2.如权利要求1所述的环氧富锌防腐涂料，其特征是：所述石墨纤维的长度为0.5mm-10mm。3.如权利要求1所述的环氧富锌防腐涂料，其特征是：所述石墨纤维的横截面直径为5-8μm。4.如权利要求1所述的环氧富锌防腐涂料，其特征是：所述环氧富锌防腐涂料的质量份数为100份计，其中石墨纤维的质量份数为0.2％-5％。5.如权利要求4所述的环氧富锌防腐涂料，其特征是：所述环氧富锌防腐涂料的质量份数为100份计，其中石墨纤维的质量份数为0.5％-2％。6.如权利要求1所述的环...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文杰，葛天昊，强玉杰，蓝席建，乌学东，王立平，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：