一种环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料，制备原料以重量百分比计包括：树脂基料15

【技术实现步骤摘要】
一种环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料及其制备方法，涉及C09D，具体涉及涂料组合物领域。

技术介绍

[0002]金属材料容易与环境中的氧和水发生腐蚀反应，影响金属材料的正常使用，每年都有大量的金属材料因为腐蚀而浪费，在金属表面包覆涂层材料可以极大的减少腐蚀反应的发生，但是目前市面上的涂料机械性差，稳定性不好，难以长期发挥防腐的效果。并且涂料与基材尤其是金属钢材的结合附着力差，在使用过程中容易发生脱落，保护时间不长，同时耐紫外性，耐候性不强，容易出现变色，变性的问题，在户外环境中使用时寿命较短。本专利技术所述环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料与金属基材的附着力较好，并且还具有良好的力学强度和耐候性，可以同时满足保护和装饰的效果。
[0003]中国专利技术专利CN200710025173.9公开了一种环保型常温固化水性环氧树脂涂料通过使用低级脂肪醇代替丙二醇醚，降低了涂料的毒性，提高了环保效果，但是制备得到的水性环氧树脂涂料耐水性不高，经长时间泡水后容易出现起泡，脱落的问题。中国专利技术专利CN201610515546.X公开了一种防腐蚀的水性环氧树脂组合物，具有优良的防腐蚀效果，但是使用过程中需要组合物的多层涂覆，过程较繁琐，耗时较长。

技术实现思路

[0004]为了提高水性涂料的耐候、耐腐蚀性，本专利技术的第一个方面提供了一种环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料，制备原料以重量百分比计包括：树脂基料15
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35％，颜料20
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40％，石墨烯0.01
‑
0.5％，助剂5
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18％，有机多胺化合物5
‑
15％，溶剂补充余量。
[0005]作为一种优选的实施方式，所述树脂基料为改性环氧树脂，所述改性环氧树脂选自聚硅氧烷改性环氧树脂、超支化聚合物改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、聚酰胺改性环氧树脂、聚酯改性环氧树脂、纳米金属氧化物改性环氧树脂、纳米非金属改性环氧树脂中的一种或几种的组合。
[0006]作为一种优选的实施方式，所述改性环氧树脂为丙烯酸改性环氧树脂。
[0007]作为一种优选的实施方式，所述丙烯酸改性环氧树脂中丙烯酸与环氧树脂的重量比为1：(0.75
‑
1.25)。
[0008]作为一种优选的实施方式，所述丙烯酸改性环氧树脂中丙烯酸与环氧树脂的重量比为1：(0.75
‑
1)。
[0009]进一步优选，所述丙烯酸改性环氧树脂中丙烯酸与环氧树脂的重量比为1：0.85。
[0010]作为一种优选的实施方式，所述改性环氧树脂的粘度在25℃下为1400
‑
2200mPa.s。
[0011]作为一种优选的实施方式，所述改性环氧树脂的粘度在25℃下为1400
‑
2000mPa.s。
[0012]进一步优选，所述改性环氧树脂的粘度在25℃下为1900mPa.s。
[0013]申请人在实验过程中发现，当丙烯酸酯与环氧树脂的重量比为1：(0.75
‑
1)时，可以使涂料具有合适的粘度，有利于提高涂料与基材之间的附着力，并且涂料还具有较好的稳定性，不会出现分层沉淀之类的现象，猜测可能的原因是：当丙烯酸酯与环氧树脂的重量比为1：(0.75
‑
1)时，丙烯酸单体可以在环氧树脂间均匀分散，形成大小合适的乳液粒径，避免了丙烯酸单体过多引起的单体间的共聚趋势，减少线性的丙烯酸酯共聚物的形成，使涂料具有合适的粘度，可以与基材之间具有较好的附着力。并且由于丙烯酸单体在环氧树脂中均匀分散，使得丙烯酸与环氧树脂具有良好的相容性，形成的涂料稳定性较好，不会出现分层沉淀的现象。并且丙烯酸单体中的亲水基团接入环氧树脂主链上时，可以提高树脂基料的亲水性，聚合物分子链上极性基团增多，可以提供更多的活性位点，附着力提高，从而可以提高聚合物的交联密度，增加涂料的耐腐蚀性，但是如果丙烯酸单体的引入过多，会导致涂料的吸水率增加，附着力下降。
[0014]作为一种优选的实施方式，所述颜料选自磷酸锌、云母氧化铁、三聚磷酸铝、钼酸盐、钙铁粉、铁钛粉及其衍生物中的一种或几种的组合。
[0015]作为一种优选的实施方式，所述颜料为三聚磷酸铝和磷酸锌的组合。
[0016]作为一种优选的实施方式，所述三聚磷酸铝为改性三聚磷酸铝。
[0017]作为一种优选的实施方式，所述改性三聚磷酸铝与磷酸锌的重量比为1：(1
‑
5)。
[0018]作为一种优选的实施方式，所述改性三聚磷酸铝与磷酸锌的重量比为1：(1
‑
3)。
[0019]作为一种优选的实施方式，所述改性三聚磷酸铝与磷酸锌的重量比为1：2。
[0020]作为一种优选的实施方式，所述颜料占涂料总重量分数的20
‑
40％。
[0021]作为一种优选的实施方式，所述颜料占涂料总重量分数的25
‑
35％。
[0022]进一步优选，所述颜料占涂料总重量分数的30％。
[0023]申请人在实验过程中发现，颜料选择三聚磷酸铝和磷酸锌的组合，且重量比为1：(1
‑
3)时可以提高涂料的耐腐蚀性能和耐受性能，猜测可能的原因是：三聚磷酸铝可以与磷酸锌中的锌离子具有较好的螯合力，在被涂覆的基材表面形成较厚的钝化膜，对铁质基材的腐蚀具有良好的抑制作用，并且改性三聚磷酸铝中含有双键共轭结构，可以与基材产生良好的附着力，并且共轭结构的存在提高了传递电子的能力，强化了对阴极保护的效果。当颜料占涂料总重量分数为30％时可以提高涂料的硬度，并且还不会引起耐受性能的下降，猜测可能的原因是：当颜料占涂料总重量分数为30％时，可以使环氧树脂充分覆盖在颜料表面，并且加强了对涂层的阻隔效果，具有较好的耐腐蚀，耐受性能。
[0024]作为一种优选的实施方式，所述石墨烯为改性石墨烯，所述改性石墨烯选自氧化石墨烯、氮掺杂石墨烯、羧基化石墨烯、巯基化石墨烯、咪唑石墨中的一种。
[0025]作为一种优选的实施方式，所述改性石墨烯为羧基化石墨烯。
[0026]作为一种优选的实施方式，所述改性石墨烯的单层率为80
‑
90％，单层厚度为0.8
‑
1.2nm。
[0027]作为一种优选的实施方式，所述改性石墨烯的单层率为80
‑
85％，单层厚度为0.9
‑
1.1nm。
[0028]作为一种优选的实施方式，所述改性石墨烯的单层率为83％，单层厚度为1nm。
[0029]作为一种优选的实施方式，所述改性石墨烯的片径为200
‑
500nm。
[0030]作为一种优选的实施方式，所述改性石墨烯的片径为300nm。
[0031]作为一种优选的实施方式，所述改性石墨烯的改性方法为表面改性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料，其特征在于，制备原料以重量百分比计包括：树脂基料15
‑
35％，颜料20
‑
40％，石墨烯0.01
‑
0.5％，助剂5
‑
18％，有机多胺化合物5
‑
15％，溶剂补充余量。2.根据权利要求1所述环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料，其特征在于，所述树脂基料为改性环氧树脂，所述改性环氧树脂选自聚硅氧烷改性环氧树脂、超支化聚合物改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、聚酰胺改性环氧树脂、聚酯改性环氧树脂、纳米金属氧化物改性环氧树脂、纳米非金属改性环氧树脂中的一种或几种的组合。3.根据权利要求2所述环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料，其特征在于，所述改性环氧树脂的粘度25℃下为1400
‑
2200mPa.s。4.根据权利要求1所述环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料，其特征在于，所述颜料选自磷酸锌、云母氧化铁、三聚磷酸铝、钼酸盐、钙铁粉、铁钛粉及其衍生物中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述环保耐受耐腐蚀的水性石墨烯涂料，其特征在于，所述石墨烯为改性石墨烯，所述改性石墨烯选自氧化石墨烯、氮掺杂石墨烯、羧基化石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔德志，乔静飞，刘诗佳，郭晓强，韦凯悦，魏淑桃，朱国建，崔建初，
申请(专利权)人：郑州格莱菲高铁新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：