【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土木工程，涉及一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料及制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着我国经济的不断发展以及海洋战略的实施，大量岛屿建设、跨海大桥、码头开发、海洋管廊等国家重大工程正在加快进程。然而，由于严苛的海洋环境存在多种侵蚀介质，导致钢结构发生锈蚀、氯离子侵蚀、硫酸盐腐蚀等耐久性问题。这些问题一直以来都普遍存在于我国海洋环境下的基础建设工程中，并且呈现出逐年加剧的趋势，极大威胁海洋环境中钢结构的整体性能。因此，需采用防腐涂料隔绝海洋环境中的水蒸气、氯离子、硫酸盐等，以避免钢结构腐蚀导致整体失稳问题。
2、现有的钢结构防护多采用环氧类树脂作为防腐涂料层，而环氧类树脂中不可避免存在一定的孔隙，易被海洋大气环境中浓度较大、扩散系数大的氯离子、硫酸根离子等离子侵蚀，且环氧树脂分子量较大，固化后硬度较高，极易发生应力集中现象。此外，环氧类树脂中还有较多的游离胺、环氧基团等小分子、不稳定化合物，在耐酸性、紫外光线照射下易发生氧化、电子得失反应等，老化快，极易造成涂料剥落。其中，公开号cn107353773a的专利公开了一种含有石墨烯的水性环氧防腐涂料及其制备方法及应用，氧化石墨烯与二氧化硅并未与环氧树脂发生化学反应，仅物理分布在环氧树脂中，制得的涂料结构不稳定，易发生老化，耐久性差。
3、因此，亟需寻求一种抗老化能力强、不易剥离且适用于海洋腐蚀环境的钢结构新型防腐涂料。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种适用于海洋腐蚀
2、本专利技术的另一目的是，提供一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料的制备方法。
3、本专利技术所采用的技术方案是，一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，原料按照质量份数包括以下组分：氧化石墨烯10～20份，环氧树脂100～200份，分散剂50～100份，纳米材料5～10份，表面活性剂30～50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物30～50份，丁二酸20～50份，丁二醇30～75份，正硅酸乙酯10～20份，甲基硅醇钠500～600份，催化剂3～5份，酪氨酸10～20份。
4、进一步的，所述分散剂为酒精、乙二醇或乙二胺四乙酸。
5、进一步的，所述纳米材料为纳米al2o3、纳米sio2或纳米cao。
6、进一步的，所述表面活性剂为铵盐、季铵盐、醇醚强酸盐中的一种或多种。
7、进一步的，所述催化剂为乙二醇锑或钛醇盐中的一种或多种。
8、一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
9、步骤s1，按照以下质量份数称取各原料，氧化石墨烯10～20份，环氧树脂100～200份，分散剂50～100份，纳米材料5～10份，表面活性剂30～50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物30～50份，丁二酸20～50份，丁二醇30～75份，正硅酸乙酯10～20份，甲基硅醇钠500～600份，催化剂3～5份，酪氨酸10～20份。
10、步骤s2，在室温(20℃～25℃)下，将丁二酸、丁二醇依次放入反应釜中，加入磁石，并将磁石转速调至500～800r/min，机械搅拌0.5～1h，使其充分混合后，在温度为110～120℃下油浴1～2h对其进行活化；
11、步骤s3，向活化后的混合物中加入催化剂，并将磁石转速调至400～600r/min，油浴温度调节至230℃～250℃，丁二酸和丁二醇发生缩聚反应与酯化反应，机械搅拌5～6h后，降温至50～60℃，得到活化的聚丁二酸丁二醇酯；催化剂主要促进丁二酸和丁二醇发生缩聚反应与酯化反应，生成聚丁二酸丁二醇酯；
12、步骤s4，将称取的乙烯-醋酸乙烯共聚物、正硅酸乙酯倒入反应釜中，在加热至200～250℃，并利用磁石在1000～1500r/min转速下机械搅拌4h～5h后，降温至30℃～40℃，在300～500r/min转速下机械搅拌6h～8h；
13、步骤s5，将氧化石墨烯、纳米材料、分散剂依次加入反应釜中，在130℃～140℃下，将磁石转速调至800～1000r/min，机械搅拌0.5～1h后，再加入表面活化剂，升温至170℃～180℃，机械搅拌1.5～2h后，加入酪氨酸，降温至80℃～100℃，6～8h后结束反应，待其冷却至室温；氧化石墨烯和纳米材料的总质量与表面活性剂的质量比为0.8～1：1；分散剂使氧化石墨烯、纳米材料等均匀分散在环氧树脂中；表面活性剂主要是对氧化石墨烯、纳米材料等进行活化，以增强氧化石墨烯、纳米材料中的活性位点，进而促进其与甲基硅醇钠、乙烯-醋酸乙烯共聚物及聚丁二酸丁二醇酯生成高强度的网状结构膜；
14、步骤s6，再将环氧树脂、甲基硅醇钠依次加入反应釜，在20℃～25℃下，将磁石转速调至1500～2000r/min，高速搅拌3～4h后，即可得到适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料；纳米材料富含金属阳离子，在溶液中可电离出金属阳离子，进而促使金属阳离子与甲基硅醇钠发生置换反应，生成更加稳定的甲基硅醇类高分子化合物。
15、进一步的，所述步骤s2中，丁二酸和丁二醇摩尔比为1：1.5～3。
16、进一步的，所述步骤s3中，催化剂用量为丁二酸、丁二醇总质量的0.05～0.2。
17、进一步的，所述步骤s4中，乙烯-醋酸乙烯共聚物与正硅酸乙酯的比值为2～3：1；正硅酸乙酯主要起到链接乙烯-醋酸乙烯共聚物与活化的聚丁二酸丁二醇酯作用，形成可隔绝水蒸气、氯离子的高分子保护膜，并在后续反应(正硅酸乙酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯与甲基硅醇钠形成新的化学键，从而发生聚合反应)中改性甲基硅醇钠，使其粘度更大，促使更易黏附在钢结构表层。
18、进一步的，所述步骤s5中，酪氨酸的质量是乙烯-醋酸乙烯共聚物质量的0.3～0.4，氧化石墨烯、纳米材料、分散剂的质量比为1:0.5:5，进一步消耗乙烯-醋酸乙烯共聚物和丁二酸、丁二醇，使其完全反应，并与纳米材料发生反应电离出更多的阳离子。
19、本专利技术的有益效果是：
20、1、本专利技术相较于传统涂料，通过将石墨烯、纳米材料均匀分布在防腐涂料中，减小了防护涂料的孔隙，提高了结构致密性，有效阻止腐蚀介质在涂料内部的扩散，增强涂料内部结合力和韧性，较传统涂料在耐腐蚀、耐浸泡、结合力等性能方面具有显著提升。
21、2、本专利技术利用甲基硅醇钠的碳化反应和与阳离子的置换反应，生成结构更稳定的高分子膜，避免钢结构发生电化学反应，显著提升了防腐涂料的稳定性。
22、3、本专利技术利用正硅酸乙酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯与甲基硅醇钠发生反应生成分子大、结构稳定的高分子材料，在与环氧树脂发生缩聚反应，生成高强度的网状结构膜，克服了传统环氧类涂料分子结构不稳定，易老化、涂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，其特征在于，原料按照质量份数包括以下组分：氧化石墨烯10～20份，环氧树脂100～200份，分散剂50～100份，纳米材料5～10份，表面活性剂30～50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物30～50份，丁二酸20～50份，丁二醇30～75份，正硅酸乙酯10～20份，甲基硅醇钠500～600份，催化剂3～5份，酪氨酸10～20份。
2.根据权利要求1所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述分散剂为酒精、乙二醇或乙二胺四乙酸。
3.根据权利要求1所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述纳米材料为纳米Al2O3、纳米SiO2或纳米CaO。
4.根据权利要求1所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述表面活性剂为铵盐、季铵盐、醇醚强酸盐中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述催化剂为乙二醇锑或钛醇盐中的一种或多种。
6.如权利要求1所述一种适用于海洋腐蚀
7.根据权利要求6所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，丁二酸和丁二醇摩尔比为1：1.5～3。
8.根据权利要求6所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，催化剂用量为丁二酸、丁二醇总质量的0.05～0.2。
9.根据权利要求6所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，乙烯-醋酸乙烯共聚物与正硅酸乙酯的比值为2～3：1。
10.根据权利要求6所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，酪氨酸的质量是乙烯-醋酸乙烯共聚物质量的0.3～0.4。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，其特征在于，原料按照质量份数包括以下组分：氧化石墨烯10～20份，环氧树脂100～200份，分散剂50～100份，纳米材料5～10份，表面活性剂30～50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物30～50份，丁二酸20～50份，丁二醇30～75份，正硅酸乙酯10～20份，甲基硅醇钠500～600份，催化剂3～5份，酪氨酸10～20份。
2.根据权利要求1所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述分散剂为酒精、乙二醇或乙二胺四乙酸。
3.根据权利要求1所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述纳米材料为纳米al2o3、纳米sio2或纳米cao。
4.根据权利要求1所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述表面活性剂为铵盐、季铵盐、醇醚强酸盐中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述一种适用于海洋腐蚀环境的钢结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘军华，闫峰为，闫宇，王飞，张广超，
申请(专利权)人：中化学建设投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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