一种改性石墨烯水性防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，具体涉及一种改性石墨烯水性防腐涂料及其制备方法。所述防腐涂料的原料按重量份计包括：水性环氧树脂55～65份；十八烷基胺和硅烷共改性氧化石墨烯4～8份，硅烷改性锌铜铁类水滑石2～4份；稀释剂15～25份；固化剂8～16份；分散剂3～7份，消泡剂3～5份；偶联剂3～5份。本发明专利技术制备的一种改性石墨烯水性防腐涂料具有优异的防腐性能以及机械性能。械性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性石墨烯水性防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于涂料
更具体地，涉及一种改性石墨烯水性防腐涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]水性环氧树脂是指以适当的方法将环氧树脂分散在水中，水作为连续相，环氧树脂在水中以微粒或液滴的形式存在，两者混合形成稳定分散的乳液。水性环氧树脂不仅保留了环氧树脂原有的优点，还具有环保性能好、价格低廉、运输储存简便安全，以及施工简单、易清洗等优点。然而水性环氧涂料质脆、耐腐蚀性能较差，因此对其进行改性以获得高性能防腐涂料成为现今研究的一大热点。
[0003]在环氧树脂基体中加入导电聚合物和纳米填料，不仅可以提高涂层的导静电性能，而且能促进金属/聚合物界面钝化层的形成，纳米复合涂层是能有效阻止腐蚀性离子渗透的物理屏障。同样，将碳纳米管、二氧化硅、氮化硼、石墨烯(GO)等无机纳米粒子引入环氧
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聚酰胺等有机链段中可以提高纳米复合涂层的阻隔性、附着力、耐磨性、耐蚀性、热稳定性等性能。纳米改性还能赋予涂层一些其他的特殊性能，在航空航天、电子设备、汽车、建筑、生物医学等领域有着广阔的应用前景。
[0004]Lin Shen等将石墨烯纳米填料加入环氧树脂体系中得到一系列环氧基纳米复合材料，并采用分子动力学(MD)模拟方法建立了环氧树脂和4种石墨烯纳米片(未改性、羧基功能化、氨基功能化、羟基功能化)的复合模型，研究了纳米复合材料的介电常数、热导率、力学性能、玻璃化转变温度等物理性能。结果表明，掺杂石墨烯纳米片可以在不同程度上改善聚合物的物理性能。羟基功能化石墨烯纳米片掺杂环氧树脂(EP
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GNOH)的介电常数降低了25.9％，EPGNOH杂化涂层可有效抑制表面电荷的积累。而氨基功能化石墨烯纳米片掺杂环氧树脂(EP
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GNNH2)仅热导率增加44.86％，其他物理性能无明显改善。
[0005]CN111253782B公开了一种改性防腐水滑石、水性智能防腐涂料、制备方法及涂层，所述改性防腐水滑石的制备方法包括：将金属硝酸盐溶液、氢氧化钠和三聚磷酸钠的混合溶液滴入去离子水中进行搅拌和离心，得到防腐水滑石；将防腐水滑石和多巴胺加入到缓冲液中进行搅拌和离心，得到改性防腐水滑石。本专利技术利用三聚磷酸根离子钝化金属形成保护膜的能力加上水滑石的片层阻隔效果提高了防腐能力，在钢铁表面涂覆改性防腐水滑石制成的涂料，当钢铁发生腐蚀产生金属阳离子时，多巴胺上的儿茶酚基可与金属阳离子形成交联网络状结构，从而将涂料吸附在钢铁基体表面，达到自动保护、智能防腐的效果。
[0006]CN113174183B公开了一种无有机溶剂的石墨烯增强水性环氧树脂涂料及其制备方法，其通过将丙烯酸酯引入乳化剂分子链上制得阳离子型水性环氧树脂乳化剂，并将其与低分子量环氧树脂、石墨烯混合制得所述石墨烯增强水性环氧树脂涂料。其过程中亚甲基双丙烯酰胺的使用可引入氨基和离子位点，进而通过自由基聚合引入丙烯酸酯单体并使其进入乳化剂分子链，而聚丙二醇链段的引入提高了乳液的分散稳定性。本专利技术解决了乳化剂合成过程中不可控、粘度大、反应不均匀、影响耐水性等问题，并解决了乳化剂合成中
必须添加有机溶剂的局限性，实现了不含任何可挥发有机溶剂乳化剂制备的目的，且所得石墨烯增强水性环氧树脂涂料具有优异的机械性能和防腐蚀性能。
[0007]综上所述，通过在水性环氧树脂涂料中添加石墨烯等无机物来改善涂料的防腐性能以及机械性能取得了一定的成效，但是仍不能满足实际生产的需求。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种改性石墨烯水性防腐涂料及其制备方法。所述防腐涂料的原料按重量份计包括：水性环氧树脂55～65份；十八烷基胺和硅烷共改性氧化石墨烯4～8份，硅烷改性锌铜铁类水滑石2～4份；稀释剂15～25份；固化剂8～16份；分散剂3～7份，消泡剂3～5份；偶联剂3～5份。本专利技术制备的一种改性石墨烯水性防腐涂料具有优异的防腐性能以及机械性能。
[0009]本专利技术的目的是提供一种改性石墨烯水性防腐涂料。
[0010]本专利技术另一目的是提供一种改性石墨烯水性防腐涂料的制备方法。
[0011]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0012]一种改性石墨烯水性防腐涂料，所述防腐涂料的原料按重量份计包括：
[0013]水性环氧树脂55～65份；十八烷基胺和硅烷共改性氧化石墨烯4～8份，硅烷改性锌铜铁类水滑石2～4份；稀释剂15～25份；固化剂8～16份；分散剂3～7份，消泡剂3～5份；偶联剂3～5份。
[0014]优选的，所述十八烷基胺和硅烷偶联剂共改性氧化石墨烯的制备方法为：
[0015]将氧化石墨烯添加到的含有十八烷基胺和硅烷偶联剂乙醇溶液中反应，后经过离心、洗涤，干燥，得到十八烷基胺和硅烷共改性的氧化石墨烯。
[0016]优选的，所述硅烷偶联剂为KH550，KH560，KH570中至少一种。
[0017]优选的，所述氧化石墨烯与十八烷基胺和硅烷偶联剂的质量比为1:0.2～0.4：0.1～0.3；所述反应为在60～80℃反应12～18h；所述干燥为80～120℃干燥10～18h。
[0018]优选的，所述硅烷改性锌铜铁类水滑石的制备方法为：(a)称取铜盐、锌盐和铁盐溶解在去离子水中配成混合盐溶液，搅拌，然后滴加碱液调节溶液的pH，然后转移至水热反应釜中反应，离心、洗涤、干燥，研磨得到锌铜铁类水滑石；(b)然后将步骤(a)得到锌铜铁类水滑石添加到的硅烷偶联剂乙醇溶液中反应，后经过离心、洗涤，干燥，得到硅烷改性锌铜铁类水滑石。
[0019]优选的，在步骤(a)中；所述搅拌时间为20～40min，所述pH为9～11；所述水热反应为在120～140℃反应10～16h；所述干燥为在80～120℃下干燥14～20h。
[0020]优选的，在步骤(b)中；所述硅烷偶联剂的乙醇溶液浓度为2～4mol/L；所述反应为在60～80℃反应5～9h；所述干燥为在80～100℃干燥14～20h。
[0021]优选的，所述铜盐为醋酸铜、氯化铜、硝酸铜中的至少一种；所述锌盐为硝酸锌、醋酸锌、氯化锌中的至少一种；所述铁盐为硝酸铁、氯化铁、醋酸铁中的至少一种；所述碱为碳酸钠和氢氧化钠。
[0022]优选的，所述碳酸钠与氢氧化钠的摩尔比为1：0.2～0.4。
[0023]优选的，所述步骤(a)中，所述铜、锌与铁的摩尔比为1：1:2
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4：所述碱液浓度为2～4mol/L。
[0024]优选的，所述步骤(b)中，所述铜与硅烷的摩尔比为1:0.1～0.3；所述硅烷为KH550，KH560,KH570中至少一种。
[0025]优选的，所述稀释剂为水；所述固化剂为水性环氧固化剂EA
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15、水性环氧固化剂EA
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31和水性环氧固化剂H202B中至少一种；所述分散剂为BYK
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180、BY本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯水性防腐涂料，其特征在于：所述防腐涂料的原料按重量份计包括：水性环氧树脂55～65份；十八烷基胺和硅烷共改性氧化石墨烯4～8份，硅烷改性锌铜铁类水滑石2～4份；稀释剂15～25份；固化剂8～16份；分散剂3～7份，消泡剂3～5份；偶联剂3～5份。2.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯水性防腐涂料，其特征在于：所述十八烷基胺和硅烷偶联剂共改性氧化石墨烯的制备方法为：将氧化石墨烯添加到的含有十八烷基胺和硅烷偶联剂乙醇溶液中反应，后经过离心、洗涤，干燥，得到十八烷基胺和硅烷共改性的氧化石墨烯。3.根据权利要求2所述的一种改性石墨烯水性防腐涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550，KH560，KH570中至少一种。4.根据权利要求2所述的一种改性石墨烯水性防腐涂料，其特征在于：所述氧化石墨烯与十八烷基胺和硅烷偶联剂的质量比为1:0.2～0.4：0.1～0.3；所述反应为在60～80℃反应12～18h；所述干燥为80～120℃干燥10～18h。5.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯水性防腐涂料，其特征在于：所述硅烷改性锌铜铁类水滑石的制备方法为：(a)称取铜盐、锌盐和铁盐溶解在去离子水中配成混合盐溶液，搅拌，然后滴加碱液调节溶液的pH，然后转移至水热反应釜中反应，离心、洗涤、干燥，研磨得到锌铜铁类水滑石；(b)然后将步骤(a)得到锌铜铁类水滑石添加到的硅烷偶联剂乙醇溶液中反应，后经过离心、洗涤，干燥，得到硅烷改性锌铜铁类水滑石。6.根据权利要求5所述的一种改性石墨烯水性防腐涂料，其特征在于：在步骤(a)中；所述搅拌时间为20～40min，所述pH为9～11；所述水热反应为在120～140℃反应10～16h；所述干燥为在80～120℃下干燥14～20h。7.根据权利要求5所述的一种改性石墨烯水性防腐涂料，其特征在于：在步骤(b)中；所述硅烷偶联剂的乙醇溶液浓度为2～4mol/...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明哲，
申请(专利权)人：张明哲，
类型：发明
国别省市：