一种石墨烯改性的无铬达克罗涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯改性的无铬达克罗涂料，包括锌粉、铝粉、成膜剂、溶剂、助剂，所述达克罗涂料中加入了石墨烯与填料，各组分在达克罗涂料中的重量百分比分别为锌粉10-20%、铝粉2-10%、成膜剂2-20%、溶剂40-60.8%、助剂0.1-5%、石墨烯0.001-20%与填料0.1-5%。本发明专利技术石墨烯改性的无铬达克罗涂料的硬度、附着力较传统的达克罗涂层有了较大的提高，涂层的硬度可达7H，使得涂层具有更好的耐磨性能；降低了能耗，提高了涂层的导电率，且进一步提高无铬达克罗涂料的耐蚀性与防腐性能；本发明专利技术涉及的原料不含对环境、人体有害的物质，从根本上杜绝了污染的来源。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种石墨烯改性的无铬达克罗涂料，包括锌粉、铝粉、成膜剂、溶剂、助剂，所述达克罗涂料中加入了石墨烯与填料，各组分在达克罗涂料中的重量百分比分别为锌粉10-20%、铝粉2-10%、成膜剂2-20%、溶剂40-60.8%、助剂0.1-5%、石墨烯0.001-20%与填料0.1-5%。本专利技术石墨烯改性的无铬达克罗涂料的硬度、附着力较传统的达克罗涂层有了较大的提高，涂层的硬度可达7H，使得涂层具有更好的耐磨性能；降低了能耗，提高了涂层的导电率，且进一步提高无铬达克罗涂料的耐蚀性与防腐性能；本专利技术涉及的原料不含对环境、人体有害的物质，从根本上杜绝了污染的来源。【专利说明】一种石墨烯改性的无铬达克罗涂料
本专利技术属于金属防腐
，涉及一种无铬达克罗涂料，尤其涉及一种提高涂层耐摩擦性、提高抗腐蚀性的石墨烯改性的无铬达克罗涂料。
技术介绍
金属的腐蚀现象十分普遍，给国民经济带来的损失十分巨大。达克罗技术是近年发展起来的一种金属表面防腐新技术，20世纪60年代末由美国DIAMOND SHAMROCK公司专利技术。达克罗涂层的最大优点就是具有极佳的防腐蚀能力，其耐蚀性能与传统的镀锌表面处理工艺相比可提高7-10倍；涂层具有无氢脆性，特别适用于高强度受力件；涂层的高热性、耐热温度达450°C，尤其适用于汽车、摩托车发动机部件的高强度构件。但是达克罗涂层也具有一系列的缺点如表面硬度不高，达克罗涂层的制品不适合与铜、镁、镍和不锈钢的零部件接触与连接，会产生接触性腐蚀，影响制品表面质量及防腐性能。导电性能不是太好等。但从严格意义上来说，达克罗涂料也不是完全的无污染涂料，这是因为在达克罗处理液中含有2%的Cr6+。Cr6+毒性强且对人体具有致癌作用，对农作物和微生物也有很大的毒害作用；同时在使用过程中对人体及环境会造成危害，因此欧美各国纷纷出台法规，严格限制达克罗涂层中铬的含量，在此背景下，无铬达克罗技术应运而生。无铬达克罗涂料虽然去除了铬对环境的污染，但是无铬达克罗涂料本身的力学性能较传统达克罗涂料更低，同时其耐摩擦性较低、耐蚀性仍需提高。 2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离高定向石墨获得了独立存在的二维石墨烯(Gra-phene，GN)晶体以来，石墨烯已经成为材料科学领域极受关注的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，至吸收2.3%的光，导热系数高达5300W/m ? k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高、比表面积大、高化学反应活性、高填充性的特点。中国专利公布号CN102277022A，公布日2011年12月13日，名称为一种水性无铬达克罗涂液，该涂料A组分由锌粉、铝粉、润湿分散剂、钝化剂、缓蚀剂和水组成出组分由成膜剂、成型助剂和水组成，C组分为成膜助剂；D组分为增稠剂和水；各组分中的原料占涂液的质量百分比为:锌粉18-24%、铝粉2-5%、润湿分散剂28-34%、钝化剂1_3%、缓蚀剂103%、水18-27%、成膜剂5-12%、成型 助剂0.1-0.5%、成膜助剂5_12%、余量为增稠剂。其不足之处在于，虽然该配方增加了耐蚀性，但是其涂层的耐摩擦性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了解决现有无铬达克罗涂料耐摩擦性较低、耐蚀性仍需提高的缺陷而提供一种提高涂层耐摩擦性、提高抗腐蚀性的石墨烯改性的无铬达克罗涂料。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案: 一种石墨烯改性的无铬达克罗涂料，包括锌粉、铝粉、成膜剂、溶剂、助剂，所述达克罗涂料中加入了石墨烯与填料，各组分在达克罗涂料中的重量百分比分别为锌粉10-20%、铝粉2-10%、成膜剂2-20%、溶剂40-60.8%、助剂0.1_5%、石墨烯0.001-20%与填料0.1_5%。在本技术方案中，石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高、比表面积大、高化学反应活性、高填充性的特点；在无铬达克罗涂料中加入石墨烯使得涂层对底材接触更加紧密，石墨烯润滑效果好，因此可提高涂层的耐摩擦性；石墨烯导电性强，具备电化学惰性，可紧密贴覆于锌、铝片表层，因此有利于锌铝阴极保护反应，可提高抗腐蚀时间。作为优选，填料为硅酸钠、磷酸铝与钛酸钾的质量比为1:2-4:3.5-5，溶剂为水与有机溶剂的混合液，水为去离子水，溶剂为乙二醇、丙三醇、二乙二醇、聚乙二醇或环己醇中的一种或几种，去离子水与有机溶剂的质量比为1.1-7:1，成膜剂为乙酸锰、硅烷偶联剂、含硅树脂、硝酸锰中的一种或几种，助剂为十二烷基苯磺酸钙、苯乙基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。在本技术方案中，硅酸钠与磷酸铝提高涂层的耐腐蚀性能，钛酸钾的加入使得涂层的耐磨性能进一步提高。作为优选，所述石墨烯为单层片状结构，或所述石墨烯为层数在2-50层，层内为碳原子SP2杂化轨道组成六角形蜂巢状晶格、层间为碳原子以η键结合。作为优选，所述锌粉、铝粉呈鳞片状，厚度≤0.35 μ m，直径为4-15 μ m。作为优选，所述石墨烯中，碳元素与非碳元素质量比大于4:1，非碳元素选自氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中一种或几种。作为优选，所述石墨烯还包含有各种官能团的改性石墨烯，如羟基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一种或几种。本专利技术的有益效果是:本专利技术石墨烯改性的无铬达克罗涂料的硬度、附着力较传统的无铬达克罗涂层有了较大的提高，涂层的硬度可达7H，使得涂层具有更好的耐磨性能；降低了能耗，提高了涂层的导电率，且进一步提高无铬达克罗涂料的耐蚀性与防腐性能；本专利技术涉及的原料不含对环境、人体有害的物质，从根本上杜绝了污染的来源。【具体实施方式】以下结合具体实施例，对本专利技术作进一步的解释: 本专利技术中，若非特指，所采用的原料均可从市场购得或是本领域常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。本专利技术中涉及到的无铬达克罗涂料所需的原料为市售。硅酸钠购自佛山市盛海化工科技有限公司的高纯水玻璃；磷酸铝购自廊坊丰得润化工有限公司；钛酸钾购自南通奥新电子科技有限公司。石墨稀原料，石墨稀粉、石墨稀衆料为市售，购自宁波墨西科技有限公司。石墨烯为单层片状结构，或所述石墨烯为层数在2-50层，层内为碳原子Sp2杂化轨道组成六角形蜂巢状晶格、层间为碳原子以H键结合；碳元素与非碳元素质量比大于4:1，非碳元素选自氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中一种或几种。石墨烯也可以包含有各种官能团的改性石墨烯，如羟基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一种或几种。锌粉、铝粉呈鳞片状，厚度≤0.35 μ m,直径为4-15 μ m。实施例1 将填料:硅酸钠、磷酸铝与钛酸钾先与丙酮混合均匀，在25°C下处理4h，然后在120°C烘干；然后将锌粉、铝粉、成膜剂乙酸锰、去离子水、有机溶剂乙二醇、助剂十二烷基苯磺酸钙、石墨烯与填料混合分散均匀后，25°C搅拌10小时，冷却后得到石墨烯改性的无铬达克罗涂料。其中，锌粉15%、铝粉2%、成膜剂2%、去离子水50.8%、有机溶剂乙二醇10%、助剂0.1%、石墨烯20%与填料0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯改性的无铬达克罗涂料，包括锌粉、铝粉、成膜剂、溶剂、助剂，其特征在于，所述达克罗涂料中加入了石墨烯与填料，各组分在达克罗涂料中的重量百分比分别为锌粉10?20%、铝粉2?10%、成膜剂2?20%、溶剂40?60.8%、助剂0.1?5%、石墨烯0.001?20%与填料0.1?5%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐长林，王樑，范正清，付正伟，蔡凤新，
申请(专利权)人：宁波墨西科技有限公司，
类型：发明
国别省市：