[發(fā)明專利]一種石墨烯改性的水性環(huán)氧涂料固化劑及制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711020813.7
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107815216B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 李靜;單文雯;李振偉;崔錦燦;楊俊和
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;馬文峰

本發(fā)明公開一種石墨烯改性的水性環(huán)氧涂料固化劑及其制備方法和應用，即首先將改進Hummers方法制備的氧化石墨烯分散在水中得到氧化石墨烯水分散液；然后加入帶端氨基的表面改性劑并混合均勻，微波加熱使氧化石墨烯與表面改性劑反應，得到的石墨烯衍生物水溶液加入到水性環(huán)氧涂料固化劑中，混合均勻后得到石墨烯改性的水性環(huán)氧涂料固化劑。該石墨烯改性的水性環(huán)氧涂料固化劑在制備雙組分水性環(huán)氧涂料中的應用，應用后所形成的防腐涂層中性鹽霧試驗時間可達185?252小時。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種石墨烯改性的水性環(huán)氧涂料固化劑及制備方法和其在制備雙組份水性環(huán)氧涂料中的應用，屬于化工技術(shù)領域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的溶劑型防腐涂料中含有大量的揮發(fā)物有機物(VOC)，這些有機揮發(fā)物大多數(shù)為易燃易爆的有毒物質(zhì)以及致癌物。隨著人們環(huán)保意識的增強，和政府對VOC(揮發(fā)性有機物)排放稅征收力度的不斷加大，水性防腐蝕涂料替代傳統(tǒng)的溶劑型涂料已成為涂料行業(yè)必然的發(fā)展趨勢。然而，與溶劑型工業(yè)涂料相比，水性涂料產(chǎn)品的防腐蝕性能還有一定的差距，這也成為水性涂料應用推廣過程中的一個技術(shù)難點。而石墨烯作為新型的二維納米材料具有其它納米材料或涂料添加物所不可比擬的優(yōu)異性能，如物理阻隔性能、超大比表面積、柔性、機械性能等。通過石墨烯材料的添加能夠有效地提高水性涂料的耐蝕性和耐候性，使水性涂料性能與溶劑型涂料性能相當。

重防腐涂料是工業(yè)涂料中的高端產(chǎn)品，常用于腐蝕條件相對苛刻的場合，如戶外鋼結(jié)構(gòu)，近海設備，化工裝備等。環(huán)氧樹脂涂料是重防腐涂料領域中最常用的材料。由于腐蝕條件苛刻，水性環(huán)氧涂料涂料的耐腐蝕性能是其面臨的主要瓶頸。石墨烯及其衍生物的添加可以提高涂層的耐腐蝕性能，解決涂料水性化過程中遇到的性能下降的問題。然而，將石墨烯及其衍生物加入到水性環(huán)氧涂料中，通常有兩大難點：1)石墨烯及其衍生物在涂料中的團聚和復疊；2)由于石墨烯及其衍生物的加入導致的水性環(huán)氧乳液的破乳。從而無法達到有效的提高水性環(huán)氧涂層的耐蝕性能的目的。

現(xiàn)有技術(shù)CN201510240769.5采用碳化二亞胺(EDC)介導的縮合反應將沸石與石墨烯一體化，再將一體化的沸石與石墨烯填充到水性環(huán)氧涂料中制得水性環(huán)氧復合防腐涂料。因此，該水性環(huán)氧復合防腐涂料中添加了沸石和石墨烯兩種固體顆粒。

相比之下，本發(fā)明提出將石墨烯及其衍生物分散在水性環(huán)氧固化劑(B組份)中，能有效地避免石墨烯衍生物與A組份相互作用后導致的破乳問題，并提高石墨烯的分散穩(wěn)定性，更適合大規(guī)模涂料施工的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的水性環(huán)氧涂料耐蝕性差等技術(shù)問題而提出了一種石墨烯改性的水性環(huán)氧涂料固化劑，該石墨烯改性的水性環(huán)氧涂料固化劑可以提高雙組份水性環(huán)氧涂料所形成的涂層的耐蝕性。

本發(fā)明的目的之二是提供上述一種石墨烯改性的水性環(huán)氧涂料固化劑的制備方法，該制備方法中石墨烯與水性環(huán)氧涂料固化劑有良好的相容性，因此解決了傳統(tǒng)雙組份水性環(huán)氧涂料中石墨烯團聚、復疊的問題。

本發(fā)明的目的之三是提供上述一種石墨烯改性的水性環(huán)氧涂料固化劑在制備雙組份水性環(huán)氧涂料中的應用。

本發(fā)明的技術(shù)原理