[發(fā)明專利]一種含有石墨烯的水性環(huán)氧防腐涂料及其制備方法及應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107353773B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉軍;顏志紅;肖飛銘;丁新良
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南沃特邦恩新材料有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D5/02;C09D7/62
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本發(fā)明公開了化工防腐涂料技術(shù)領(lǐng)域的一種含有石墨烯的水性環(huán)氧防腐涂料及其制備方法及應(yīng)用，按以下重量份進(jìn)行配比：1％氧化石墨烯水溶液：5～30份；乙醇：5～30份；水合肼：0.01～0.04份；硅源：8～10份；填料：30～50份；去離子水：33～35份；防閃銹劑：0.5～1份；水性助劑：1～2份；水性環(huán)氧固化劑：10～40份，其制備方法的具體步驟如下：S1：二氧化硅改性石墨烯的制備；S2：石墨烯改性水性環(huán)氧乳液的制備；S3：石墨烯水性環(huán)氧防腐涂料的制備，本發(fā)明提高了其在環(huán)氧樹脂中的相容性，制備的二氧化硅改性石墨烯具有乳化劑的特點，能夠乳化和穩(wěn)定環(huán)氧乳液。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工防腐涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種含有石墨烯的水性環(huán)氧防腐涂料及其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。固化后的環(huán)氧樹脂具有良好的物理、化學(xué)性能，它對金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，硬度高，柔韌性較好，對酸堿及大部分溶劑穩(wěn)定，具有優(yōu)異的防腐蝕性能。因而基于環(huán)氧樹脂的防腐涂料廣泛應(yīng)用于各種金屬表面防腐處理工程中，如石油行業(yè)、電力行業(yè)、以及基礎(chǔ)建設(shè)等領(lǐng)域。但由于揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)降低的要求，基于環(huán)氧樹脂和固化劑的水基雙組份防腐涂料組合物得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用，如水性環(huán)氧富鋅、水性環(huán)氧云鐵、水性環(huán)氧中間漆，水性環(huán)氧內(nèi)面漆等等。這些涂料組合物具有與溶劑型對應(yīng)物相似的優(yōu)良技術(shù)性能，盡管有一些缺陷需要克服。

通常，水性涂料由于水分揮發(fā)導(dǎo)致漆膜留有水通道，這些通道會對漆膜的耐水和防腐產(chǎn)生不利影響，在一些使用環(huán)境較為惡劣，金屬長期浸泡在腐蝕性液體中，防腐涂層的使用壽命受到限制。片狀填料(玻璃鱗片、鋁粉、片狀云母、云鐵、石墨)能夠切斷這些通道，使其耐水性和防腐性得到提高，但一般漆膜較厚重。

石墨烯是一種單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料，它具有小尺寸效應(yīng)，片狀結(jié)構(gòu)可以填充到水性防腐涂料的水通道和缺陷中，阻止和延緩小分子腐蝕介質(zhì)進(jìn)入金屬基體，有效地增強(qiáng)防腐蝕膜層的物理隔絕作用。此外，石墨烯或氧化石墨的表面效應(yīng)使得它和水的接觸角很大，對水的浸潤性很差，因此具有很好的防水性。另外，石墨烯或氧化石墨還具有很強(qiáng)的機(jī)械性能，可以提高防腐蝕涂料的機(jī)械強(qiáng)度。由于石墨烯自身的特性，與其它材料復(fù)合時相容性很難得到提高，在涂料中分散也是很大一難題。這些技術(shù)難點限制了石墨烯在涂料中的應(yīng)用和發(fā)展。此外環(huán)氧水性化需加入乳化劑或引入親水鏈段，而傳統(tǒng)的乳化劑的殘留和遷移影響產(chǎn)品的光澤和耐水性以及導(dǎo)致環(huán)境污染，而一些反應(yīng)型的乳化劑或自乳化環(huán)氧乳液由于引入了親水鏈段降低了其耐水性和防腐性，使其使用壽命大大縮短，限制了水性環(huán)氧防腐漆的應(yīng)用。因此需尋找一種能有效提高石墨烯在水性環(huán)氧涂料中的分散性和相容性的制備方法以及降低環(huán)氧乳液中乳化劑含量或親水鏈段來提高水性環(huán)氧在苛刻環(huán)境下的防腐性能。為此，我們提出了一種含有石墨烯的水性環(huán)氧防腐涂料及其制備方法及應(yīng)用投入使用，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種含有石墨烯的水性環(huán)氧防腐涂料及其制備方法及應(yīng)用，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種含有石墨烯的水性環(huán)氧防腐涂料，該含有石墨烯的水性環(huán)氧防腐涂料按以下重量份進(jìn)行配比：

1％氧化石墨烯水溶液：5～30份；

乙醇：5～30份；

水合肼：0.01～0.04份；

硅源：8～10份；

環(huán)氧樹脂：80～100份；

非離子型活性環(huán)氧乳化劑：4～12份；

防銹填料：7～30份；

填料：30～50份；

去離子水：33～35份；

防閃銹劑：0.5～1份；