[發明專利]一種環氧樹脂-氧化石墨烯復合涂料及其使用方法

在審

• 申請號: 201410598636.0
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104356860A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 趙文杰;伍方;秦立光;房亞楠;曾志翔;烏學東;薛群基
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D7/12;C09D5/08
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 單英

技術領域

本發明屬于防腐涂料技術領域，具體涉及一種環氧樹脂-氧化石墨烯復合涂料及其使用方法，利用該涂料能夠制得具有高耐腐蝕性的環氧樹脂-氧化石墨烯復合涂層。

背景技術

環氧樹脂是一種具有高強度，高模量，低固化收縮率和良好的耐熱性、耐化學藥品性和耐腐蝕性的熱固性樹脂，廣泛應用于航空、汽車、建筑和海洋工業。其中，最具代表性、應用最廣的是作為防腐涂料的應用，每年世界上超過40％的環氧樹脂用于生產防腐涂料。

但是，隨著現代工業的迅速發展，傳統的防腐涂料已經不能夠滿足當今工業應用中的實際要求，尤其是當基體處于高腐蝕環境中時，其防護作用大大減弱，降低了基體的使用壽命。因此，對環氧樹脂改性以提高其防腐蝕性能是現今的重大課題之一，對在高腐蝕等惡劣環境中作業的基體防護，提高其使用壽命具有重要意義。

發明內容

本發明的技術目的是提供一種環氧樹脂涂料，其具有優異的防腐蝕性能，將其涂覆在基體表面得到的涂層能夠有效防護基體被腐蝕，提高基體的使用壽命。

本發明所采用的技術方案為：一種具有優異防腐性能的環氧樹脂-氧化石墨烯復合涂料，由A、B兩種組分組成；其中，A組分包括環氧樹脂、有機溶劑與氧化石墨烯，氧化石墨烯均勻分散在環氧樹脂中，并且占環氧樹脂質量的0.1～20％；B組分為固化劑；使用時，將A組分與B組分混合均勻后涂覆在基體表面。

所述的環氧樹脂不限，包括雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂酚醛型環氧樹脂和溴代環氧樹脂等中的一種或幾種的混合樹脂。

所述的有機溶劑不限，包括乙醇、丙酮、二甲苯、正丁醇等溶劑中的一種或兩種以上溶劑組合的混合溶劑。

所述的B組份固化劑不限，包括胺類固化劑、酸酐類固化劑等中的一種或幾種混合。胺類固化劑包括但不限于二乙烯三胺、酚醛改性胺和改性異佛爾酮二胺等；酸酐類固化劑包括但不限于甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐、二苯醚四酸二酐等。

作為優選，所述的涂料中氧化石墨烯的質量占環氧樹脂質量的0.1～10％。更優選，所述的涂料中氧化石墨烯的含量為0.1～5％。最優選，所述的涂料中氧化石墨烯的含量為0.1～1％。

作為優選，所述的A組分中還包括消泡劑等。所述的消泡劑包括但不限于BYK-28。

為避免氧化石墨烯在環氧樹脂中發生團聚，使氧化石墨烯均勻地分散在環氧樹脂中，所述的氧化石墨烯優選為經硅烷偶聯劑改性的氧化石墨烯。所述的硅烷偶聯劑不限，包括KH550、KH560、KH570、KH580、KH590等中的一種或幾種的混合。

所述的硅烷偶聯劑改性的氧化石墨烯的一種制備方法是：將硅烷偶聯劑溶于第一溶劑中，攪拌均勻后，加入氧化石墨烯，分散均勻后在40～90℃水浴環境中機械攪拌，使氧化石墨烯與硅烷偶聯劑充分反應，然后用丙酮超聲清洗未反應的硅烷偶聯劑，再離心分散，干燥后得到經硅烷偶聯劑改性的氧化石墨烯。所述的機械攪拌時間優選為1～10小時。所述的未反應的硅烷偶聯劑的清洗時間優選為30～120分鐘。所述的離心分散時間優選為30～120分鐘。

上述硅烷偶聯劑改性氧化石墨烯的制備方法中，作為優選，所述的氧化石墨烯與硅烷偶聯劑的質量比為1:5～1:100，進一步優選為1:10～1:30。所述的第一溶劑為去離子水和乙醇的混合溶液，其質量比優選為1:1～1:50，更優選為1:10～1:20。

本發明還提供了一種制備上述具有優異防腐性能的環氧樹脂-氧化石墨烯復合涂料A組分的方法，具體為：將氧化石墨烯或者經硅烷偶聯劑改性的氧化石墨烯與第二溶劑混合，超聲分散均勻后加入環氧樹脂，繼續超聲分散均勻，然后機械攪拌，得到具有優異防腐性能的環氧樹脂復合涂料的A組分。

所述的第二溶劑不限，包括丙酮、乙醇、二甲苯、正丁醇等中的一種或兩種以上溶劑組合的混合溶劑。

使用本發明中具有優異防腐蝕性能的環氧樹脂-氧化石墨烯復合涂料在基體表面制備防護涂層的方法是：在所述的A組分中加入B組份固化劑，攪拌均勻后將其涂覆在經清洗處理的基體表面，固化后得到具有高耐腐蝕性的環氧樹脂-氧化石墨烯復合涂層。

作為優選，復合涂層A、B組份混合后，在室溫下抽真空5～20分鐘。

作為優選，所述的固化溫度為室溫～120℃，固化時間為2～24小時。