一种石墨烯防腐底漆及其制备方法技术

本发明专利技术属于涂料领域，特别涉及一种石墨烯防腐底漆及其制备方法。该石墨烯防腐底漆包括A组分和B组分；按照重量份数计算，A组分包括：环氧树脂40~60份，稀释剂43~100份，改性锌粉26~200份，助剂1~3份和石墨烯0.5~2份；B组分包括：固化剂5~15份和稀释剂3~15份；其中改性锌粉是由氨基离子液体通过硅烷偶联剂对锌粉进行改性得到的。本发明专利技术的石墨烯防腐底漆及其制备方法，通过锌粉表面改性实现石墨烯与锌粉之间的协同作用，从而提升锌粉的电化学保护作用、提升涂层中锌粉的利用率，降低锌粉的用量，增加涂层的致密性，从而提升涂层的防腐性能。从而提升涂层的防腐性能。从而提升涂层的防腐性能。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯防腐底漆及其制备方法


[0001]本专利技术属于涂料领域，具体涉及一种石墨烯防腐底漆及其制备方法。

技术介绍

[0002]在一些腐蚀环境比较恶劣的地区，需要使用富锌底漆做为防腐涂料。富锌底漆主要通过屏蔽、牺牲阳极保护两种作用，实现对基材的保护。富锌底漆发挥牺牲阳极保护作用的条件是锌粉与锌粉之间相互电接触、锌粉与钢材之间电接触和锌粉与钢材之间有连续电解液存在。连续电解液一般恶劣腐蚀环境均具备，因此实现富锌漆的防护作用解决好锌粉之间和锌粉和基材之间的电接触问题，传统的做法是通过增加锌粉的用量来实现。因此，富锌底漆一般要求锌含量大于80％，然而锌含量的增加，树脂含量相对降低，导致涂层疏松附着力下降等问题，涂层的屏蔽作用下降。为解决这一问题，近年研究者提出通过石墨烯实现锌粉与锌粉、锌粉与基材之间的电接触，从而降低锌粉的用量同时提升涂层的防腐性能。然而导电性较好的物理剥离石墨烯和还原氧化石墨烯，其表面活性点位较少不易改性，在涂层中分散较为困难。
[0003]鉴于上述现有涂料底漆中存在的缺陷，本专利技术人开发一种石墨烯防腐底漆及其制备方法，通过锌粉表面改性实现石墨烯与锌粉之间的协同作用，从而提升锌粉的电化学保护作用、提升涂层中锌粉的利用率，降低锌粉的用量，增加涂层的致密性，从而提升涂层的防腐性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的是提供一种石墨烯防腐底漆，通过偶联剂在锌粉表面接枝了离子液体，一方面偶联剂可降低锌粉与树脂间的界面作用，提升涂层的致密性；另一方锌粉表面的离子液体与石墨烯之间相互作用，如同“遥爪”一样将石墨烯固定在锌粉周围，控制石墨烯在涂层中的分布，从而提升锌粉的电化学保护作用和锌粉的利用率。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]本专利技术提供的一种石墨烯防腐底漆，石墨烯防腐底漆包括A组分和B组分；按照重量份数计算，A组分包括：环氧树脂40～60份，稀释剂43～100份，改性锌粉26～200份，助剂1～3份和石墨烯0.5～2份；B组分包括：固化剂5～15份和稀释剂3～15份；其中改性锌粉是由氨基离子液体通过硅烷偶联剂对锌粉进行改性得到的。
[0007]进一步的，硅烷偶联剂为KH560硅烷偶联剂。
[0008]进一步的，氨基离子液体由氨基咪唑类阳离子或氨基吡啶类阳离子与阴离子组成。
[0009]进一步的，氨基咪唑类阳离子是1
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
甲基咪唑阳离子、1
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
乙基咪唑阳离子或1
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
丁基咪唑阳离子中的任意一种，氨基吡啶类阳离子是1
‑
(2
‑
氨乙基)吡啶阳离子。
[0010]进一步的，阴离子是Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
、AlCl4‑
、Al2Cl7‑
、BF4‑
、PF6‑
、CF3SO3‑
、CF3COO
‑
、
C3F7COO
‑
、C4F9SO3‑
、(CF3SO2)2N
‑
、SbF6‑
、AsF6‑
、NO3‑
、EtSO4‑
、MeSO4‑
或C8H
17
SO4‑
中的任意一种。
[0011]进一步的，环氧树脂为双酚A类环氧树脂。
[0012]进一步的，双酚A类环氧树脂是E44、E51、E20中的一种或两种组合。
[0013]进一步的，石墨烯为物理剥离石墨烯或还原氧化石墨烯。
[0014]进一步的，稀释剂为二甲苯和正丁醇的混合溶剂。
[0015]进一步的，固化剂为改性氨、脂肪氨或聚酰胺中的一种。
[0016]本专利技术的第二个目的是提供一种石墨烯防腐底漆的制备方法，具有同样的技术效果。
[0017]本专利技术的上述技术目的是由以下技术方案实现的：
[0018]一种石墨烯防腐底漆的制备方法，包括如下操作步骤：
[0019]A1、A组分的制备，将环氧树脂加入稀释剂分散搅拌至树脂完全溶解，在环氧溶液中加入改性锌粉和石墨烯后搅拌，超声促使石墨烯与改性锌粉直接协同作用形成，加入助剂，研磨，出料备用；
[0020]A2、B组分的制备，取固化剂加入稀释剂搅拌均匀后即为B组分；
[0021]A3、使用时，将A组分和B组分混合。
[0022]作为上述技术方案的优选，步骤A1中的研磨细度为60微米。
[0023]作为上述技术方案的优选，助剂包括消泡剂、流平剂和分散剂中的一种或多种。
[0024]进一步的，改性锌粉的制备方法包括如下操作步骤：
[0025]S1、将硅烷偶联剂配置成1～3wt％的乙醇
‑
水溶液，用醋酸将pH调节至4.5
‑
5.5之间，搅拌使硅烷偶联剂预水解；
[0026]S2、向预水解后的硅烷偶联剂溶液中加入锌粉边搅拌边升温，反应结束后过滤得到硅烷偶联剂改性锌粉，干燥备用；
[0027]S3、取硅烷偶联剂改性锌粉加入反应釜，加入乙醇；另取氨基离子液体加入乙醇中，溶解后将其加入反应釜中搅拌，升温，反应结束后滤出固体后，用乙醇洗涤，干燥得到改性锌粉。
[0028]作为上述技术方案的优选，改性锌粉的制备方法包括如下操作步骤：
[0029]S1、将硅烷偶联剂配置成1～3wt％的溶液200份，其中溶剂为乙醇与水混合溶剂(乙醇：水为9:1)，用醋酸将pH调节至4.5～5.5之间，搅拌20min，使硅烷偶联剂预水解；
[0030]S2、向步骤S1中加入100份的锌粉边搅拌边升温至70℃反应2h。滤出硅烷偶联剂改性后的锌粉，放入烘箱中60℃干燥24h备用；
[0031]S3、取75份经过硅烷偶联剂改性的锌粉和100份乙醇，加入反应釜，另取100份乙醇，在乙醇中加入1～5份氨基离子液体，搅拌使离子液体在乙醇中溶解充分，溶解后的混合溶液加入反应釜中搅拌，升温至45℃反应12h，将滤出的固体用乙醇洗涤，60℃干燥24h得到改性锌粉。
[0032]作为上述技术方案的优选，步骤A1中是较为粘稠的配方，可适度提高温度来降低粘度。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0034]本专利技术在锌粉表面通过硅烷偶联剂接枝离子液体后，在锌粉表面形成离子键“遥爪”，通过离子遥爪将石墨烯吸附在锌粉周围，形成锌粉之间的有效电连接，大幅提升涂层
防腐性能。此外锌粉子偶联剂的作用降低了有机
‑
无机的界面作用，提升了锌粉的分散性，使锌粉与树脂之间连接更为紧致，进一步提升防腐性能。
附图说明
[0035]图1为改性锌粉的制备图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯防腐底漆，其特征在于，所述石墨烯防腐底漆包括A组分和B组分；按照重量份数计算，所述A组分包括：环氧树脂40~60份，稀释剂43~100份，改性锌粉26~200份，助剂1~3份和石墨烯0.5~2份；所述B组分包括：固化剂5~15份和稀释剂3~15份；其中所述改性锌粉是由氨基离子液体通过硅烷偶联剂对锌粉进行改性得到的。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯防腐底漆，其特征在于，所述氨基离子液体由氨基咪唑类阳离子或氨基吡啶类阳离子与阴离子组成。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯防腐底漆，其特征在于，所述氨基咪唑类阳离子是1
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
甲基咪唑阳离子、1
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
乙基咪唑阳离子或1
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
丁基咪唑阳离子中的任意一种，所述氨基吡啶类阳离子是1
‑
(2
‑
氨乙基)吡啶阳离子。4.根据权利要求2或3所述的一种石墨烯防腐底漆，其特征在于，所述阴离子是Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
、AlCl4‑
、Al2Cl7‑
、BF4‑
、PF6‑
、CF3SO3‑
、CF3COO
‑
、C3F7COO
‑
、C4F9SO3‑
、(CF3SO2)2N
‑
、S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建军，肖鹏，杨立恒，袁光宇，陈大兵，郭东亮，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：