[發明專利]一種低鋅粉含量重防腐涂料及其應用

在審

• 申請號: 201710127349.5
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN108285719A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 鄧超然
• 申請（專利權）人: 蘇州鼎烯聚材納米科技有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D183/04;C09D183/02;C09D5/10;C09D7/62
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發明涉及一種重防腐蝕鋅粉涂料的低成本配方，特別涉及一種低鋅粉含量重防腐涂料，其主要組成以干燥涂膜中的組分體積計為：鋅粉增量劑5％～35％、鋅粉10％～35％以及余量的粘合劑和各種助劑，其中：所述的鋅粉增量劑由石墨烯包覆無機粉體制得。本發明的涂料配方可以顯著降低涂料成本25％以上，并且不降低防腐蝕性能，試驗結果顯示甚至可以增加長期防腐蝕效果。

技術領域

本發明涉及一種重防腐蝕鋅粉涂料的低成本配方，特別涉及一種低鋅粉含量重防腐涂料及其應用。

背景技術

世界每年生產的鋼鐵約10％因為腐蝕重新回到氧化物的狀態，這樣造成的后果不僅僅是每年超過2％GDP的重大經濟損失，還有因腐蝕造成的結構損壞而產生人命傷亡。鋅粉底漆是最重要的防腐涂料，它能保護鋼鐵結構免于極度腐蝕環境下的快速腐蝕，即使外表涂層受損傷至鋼鐵的表面，鋅粉也會通過自我犧牲保護陽極鐵免受腐蝕。為了滿足海洋性高腐蝕環境的防腐要求，傳統涂料金屬鋅粉約占富鋅防腐涂料干膜體積的40％，由于鋅粉的密度超過7g/cm³，鋅粉成本是該涂料成本的主要組成部分，同時高密度造成鋅粉在涂料中容易沉降，鋅粉在腐蝕過程中因體積膨脹會使涂膜的強度減低。

減低重防腐涂料的成本以及生產使用環保防腐涂料是涂料工業的一大挑戰，使用磷酸鐵、磷酸鋅和其它低成本防銹顏料是一個趨勢，但現在還沒有一種顏料可以完全替代鋅粉作為重防腐涂料的防銹顏料。近年有多篇文章和專利文獻，比如CN201410725574.5、CN201610137270.6和CN201610175323.3等等，報道了關于石墨烯在鋅粉防腐涂料的應用，揭示了石墨烯添加到涂料中以降低鋅粉的使用量。石墨烯的其中一個作用就是在涂層中形成導電網絡使鋅粉可以作為犧牲陽極保護鋼鐵。石墨烯的主要生產工藝為利用酸的氧化工藝制備氧化石墨烯或者漿料中物理剝離法制備，其穩定保存的狀態為漿料，特別是使用極性溶劑的漿料，例如水、NMP、酒精等等，這些溶劑大部分不適合作為富鋅涂料的溶劑，所以較為合理的方法是將石墨烯干燥為粉體然后加入涂料配方，溶劑占石墨烯漿料的90％以上，干燥成本巨大，同時干燥的過程中石墨烯發生重新疊加，會減低石墨烯的性能。現在的石墨烯成本難以低過300元/kg(500元/kg以上為主)，添加石墨烯雖然可以提高涂料防腐性能，但是對于降低成本的效益不明顯。粉體約占富鋅涂料干膜中體積比40％以上，其它主要成分為樹脂，樹脂是該類涂料中的第二個高成本的原材料，減低鋅粉、增加樹脂不是減低成本的最佳方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種低鋅粉含量重防腐涂料，在涂料配方中采用鋅粉增量劑，所述的鋅粉增量劑是一種防腐涂料用鋅粉替代粉體，從而降低高價格鋅粉的使用量，同時使新涂料的防腐蝕性能不低于富鋅涂料的性能。

具體說來，發明人提供如下的技術方案：

本發明首先提供了一種低鋅粉含量重防腐涂料，其主要組成以干燥涂膜中的組分體積計為：鋅粉增量劑5％～35％、鋅粉10％～35％以及余量的粘合劑和各種助劑，其中：所述的鋅粉增量劑由石墨烯包覆無機粉體制得。

作為優選，所述的鋅粉增量劑由石墨烯包覆無機粉體制得按下述方法操作：以膨脹石墨蠕蟲為原料制得石墨烯漿料，石墨烯漿料的制備可按照專利文獻CN201510412742X操作，石墨烯漿料中的石墨烯重量含量為0.5～10％，該石墨烯漿料干燥后的石墨烯的比表面積大于80m²/g；再通過高速攪拌分散用無機粉體包覆石墨烯漿料，所述的包覆是指將無機粉體倒入攪拌機或分散機進行高速攪拌分散，攪拌槳葉的最大線速度大于20m/s，同時采用高壓泵和噴嘴將石墨烯漿料霧化均勻地噴入無機粉體內，噴嘴的直徑不大于3mm，高壓泵的壓力不小于20個大氣壓，無機粉體的細度不小于200目，無機粉體與石墨烯(不包括溶劑)的重量比為100：0.05～10；再經干燥去除溶劑后得到石墨烯包覆改性的鋅粉增量劑。

本發明的鋅粉增量劑的基本物性如下：

鋅粉增量劑的基本物性