[發明專利]一種基于石墨烯復合的水性金屬表面處理劑

有效

• 申請號: 201710431449.7
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107033702B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 陳均;盧海艷;陳宇;陶禎臻
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D175/04;C09D183/04;C09D5/08;C09D7/62;C23F11/02;C23F11/18
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 杜袁成

本發明公開了一種基于石墨烯復合的水性金屬表面處理劑，屬于金屬表面處理技術領域。該水性金屬表面處理劑是將高分子輔助電化學法合成的苯乙烯?馬來酸酐共聚物功能化石墨烯水分散液與有機樹脂復合，并添加無機緩蝕劑復配而成。該表面處理劑的成分質量百分比為：功能化石墨烯，0.01～0.1％；有機樹脂，15～25％；無機緩蝕劑，0～0.6％；pH調節劑，適量；余量為去離子水。本發明制備的苯乙烯?馬來酸酐共聚物功能化石墨烯具有優異的水分散穩定性，其獨特的片層結構、巨大的比表面積及表面的功能基團，能夠與有機樹脂及無機緩蝕劑協同作用在金屬表面形成一層具有優異耐腐蝕性的保護皮膜。

技術領域

本發明屬于金屬表面處理技術領域，具體涉及一種提高金屬耐腐蝕性的環保型表面處理劑。

背景技術

金屬材料一般都要進行表面處理，使其表面生成一層致密穩定性較高的薄膜，以提高其抗蝕性，增加表面光澤性和抗污染能力。金屬的表面處理普遍采用磷化和鉻酸鹽鈍化處理。六價鉻是致癌物質，對人體和環境都有嚴重危害，而磷化處理會產生大量廢渣和廢水，對環境會造成嚴重的污染。因此采用環保綠色處理方法取代磷化或鉻酸鹽鈍化表面處理技術，是冶金企業面臨的十分迫切的任務。

石墨烯是一種二維納米結構的片層材料，可以作為填料用于防腐涂料當中，利用石墨烯片層之間的堆疊可以提高防腐涂層的防滲透能力，阻礙氧氣和腐蝕介質的滲透，有效地把金屬與腐蝕介質分開，提高涂層的耐腐蝕性能。但由于石墨烯易于堆積，其表面強的疏水性使其難以均勻分散在水性樹脂中，因此常采用的多是溶劑型體系或氧化石墨烯。石墨烯雖被作為填料用于防腐涂料中，但未能完全發揮單層石墨烯的防腐效果，而金屬表面水性處理劑對溶液穩定性要求較高，因此石墨烯在水相中的分散穩定性尤為重要。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種基于石墨烯復合的水性金屬表面處理劑，該水性金屬表面處理劑通過將高分子輔助電化學法合成穩定的功能化石墨烯水分散液與有機樹脂復合，并添加無機緩蝕劑復配而成，可作用于金屬表面形成一層具有優異耐腐蝕性的保護皮膜。

為了解決以上技術問題，本發明是通過以下技術方案予以實現的。

本發明一種基于石墨烯復合的水性金屬表面處理劑，其組分及質量百分比為：功能化石墨烯，0.01～0.1％；有機樹脂，15～25％；無機緩蝕劑，0～0.6％；pH調節劑，適量；余量為去離子水。所述表面處理劑的pH值為5～8；所述各組分含量均為固體成分占表面處理劑的百分含量。

所述有機樹脂為丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯樹脂和水性有機硅氧烷改性樹脂的一種或兩種以上的混合物。

所述無機緩蝕劑為釩酸鹽、鉬酸鹽、植酸的一種或兩種以上的混合物。

所述pH調節劑為醋酸或氨水。

所述功能化石墨烯為苯乙烯-馬來酸酐共聚物功能化石墨烯水分散液。

進一步的，所述表面處理劑的pH值為5。

進一步的，所述有機樹脂為水性有機硅氧烷改性樹脂。

進一步的，所述無機緩蝕劑為植酸。

進一步的，所述pH調節劑為氨水。

本發明同時提供了上述基于石墨烯復合的水性金屬表面處理劑的制備方法，具體步驟是：

(1)合成石墨烯水分散液