[發(fā)明專利]一種復合鋅粉石墨烯涂料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108929620A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 李鵬;陳錫麟;陳忠平;馮波宇;李永;潘敏堯
• 申請（專利權）人: 同創(chuàng)科鑫材料科技有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/10
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發(fā)明公開了一種復合鋅粉石墨烯涂料及其制備方法。這種復合鋅粉石墨烯涂料包括基料和固化劑，其中基料是由以下質量份的原料組成：片狀鋅粉12份～18份；球形鋅粉2份～8份；石墨烯陶瓷復合材料5份～10份；活性填料10份～20份；環(huán)氧樹脂15份～30份；稀釋劑10份～30份；助劑1份～10份；固化劑為胺類固化劑。同時也公開了這種復合鋅粉石墨烯涂料的制備方法。本發(fā)明采用片狀鋅粉作為主要防銹填料，利用石墨烯良好的導電性和片狀搭接特性，將改性石墨烯添加到防腐涂料體系，與鋅粉形成良好的導電網(wǎng)絡，充分發(fā)揮片狀鋅粉與石墨烯微片的協(xié)同效應，從而突破性的實現(xiàn)了在低鋅的條件下仍然具有優(yōu)異的陰極保護作用和防腐性能。

技術領域

本發(fā)明涉及一種復合鋅粉石墨烯涂料及其制備方法。

背景技術

富鋅底漆是目前鋼結構腐蝕與防護領域最常使用的防腐底漆之一，該漆具有優(yōu)異的長效防腐性能和良好的機械性能，能與多種上層涂料配套。富鋅底漆在防腐工程上得到越來越廣泛的應用，已得到各行各業(yè)人士的認可。但目前國內外市場上的富鋅底漆均采用球狀鋅粉作為填料，其球狀鋅粉的用量占富鋅涂料配方的60％以上。鋅資源的消耗不可復得，如何降低富鋅底漆中鋅粉的用量及消耗速率，提高鋅資源的利用效率，節(jié)約我國的鋅礦資源，是防腐行業(yè)的重要研究內容。

一般認為，欲使富鋅底漆涂膜發(fā)揮陰極保護作用，其干膜中必須含有大量的鋅粉粒子，它們必須相互接觸并和基材保持良好的接觸才能形成導電回路。但是，富鋅底漆中高鋅粉含量也會帶來一系列的問題。首先，鋅粉含量高，漆膜的致密性下降，會影響涂層的耐水性、附著力以及耐沖擊性能等。其次，富鋅底漆中高鋅粉含量給富鋅底漆的生產(chǎn)、儲運以及施工等帶來諸多不便。金屬鋅在生產(chǎn)和配制涂料時，分散穩(wěn)定較為困難，在儲存過程中容易產(chǎn)生嚴重的沉底現(xiàn)象。第三，含有富鋅底漆的鋼鐵基材在焊接和切割時會由于底漆中的高鋅粉含量會產(chǎn)生大量的鋅蒸汽，可能會導致工作人員產(chǎn)生“鋅熱病”，危害工作人員的身體健康。

常規(guī)富鋅重防腐涂料鋅粉含量一般不低于80％。首先，高鋅含量造成巨大的鋅消耗，據(jù)統(tǒng)計我國年產(chǎn)鋅粉的90％以上都用于材料腐蝕防護；其次，高鋅含量易使涂層出現(xiàn)多孔結構，涂層屏蔽和力學性能下降；再者，含有富鋅底漆的鋼材在焊接和切割時會產(chǎn)生大量鋅蒸汽，長期接觸將導致工作人員產(chǎn)生“鋅熱病”，危害人身健康；此外，隨著鋅粉價格持續(xù)攀升，也造成涂料成本不斷上漲。因此減少富鋅重防腐涂料鋅粉含量成為行業(yè)的迫切需要。

王耀文等將石墨烯作為填料，填充到環(huán)氧樹脂涂料中，通過涂膜附著力測試、浸泡實驗測試、塔菲爾極化曲線測試等方法來探究了涂層的防腐性能。結果表明，石墨烯的加入有效提高了涂層的防腐性能。石墨烯良好的防腐性能主要來自于其優(yōu)良的導電性、獨特的二維片層結構，以及其表面疏水等特性。沈海斌等將石墨烯添加到導電涂料、防腐涂料、阻燃涂料等涂料體系后涂料的綜合性能大幅提高，如所需涂層厚度降低，涂層附著力、耐磨性增加，尤其是在導電涂料、環(huán)氧富鋅涂料、水性防腐涂料中具有突出的性能表現(xiàn)。

目前石墨鋅烯涂料的主要研究單位有中科院寧波材料研究所，江蘇道蓬科技有限公司，信和新材料股份有限公司等單位，其主要技術路線為采用氧化還原石墨烯與球形鋅粉相結合，其制備的涂層鋅粉含量在40wt％以上。球形鋅粉仍存在填充量大，屏蔽性能不高的缺陷，此外，其使用的石墨烯主要采用傳統(tǒng)的氧化還原法制備，石墨烯的電子結構以及晶體的完整性均收到強氧化劑的破壞，影響其導電和屏蔽性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種復合鋅粉石墨烯涂料及其制備方法。

本發(fā)明所采取的技術方案是：

一種復合鋅粉石墨烯涂料，包括基料和固化劑；

基料是由以下質量份的原料組成：

固化劑為胺類固化劑。

復合鋅粉石墨烯涂料中，基料與固化劑的質量比為(3～8)：1。