[發(fā)明專利]一種環(huán)氧富鋅涂料用改性石墨烯漿料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811237808.6
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109401418B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方崇卿;黃衛(wèi)明;林麗萍
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門凱納石墨烯技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: C09D7/62
• 分類號: C09D7/62;C09D5/10;C09D163/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郭錦輝;陳藝琴

本發(fā)明公開了一種環(huán)氧富鋅涂料用改性石墨烯漿料及其制備方法，該改性石墨烯漿料包括按質(zhì)量份數(shù)計(jì)的下述組分：鍍鋅石墨烯1?10份、分散劑0.5?10份、防沉劑0.1?1份、偶聯(lián)劑1?10份、稀釋劑70?98份。本發(fā)明采用直流磁控濺射法在石墨烯表面沉積金屬鋅制備鍍鋅石墨烯，然后以鍍鋅石墨烯為原料，輔以研磨、剪切乳化等分散工藝制備得到改性石墨烯漿料，用于涂料中可充分發(fā)揮石墨烯的屏蔽防腐作用和鋅的電化學(xué)防腐作用，本發(fā)明中鋅粉的使用量僅需現(xiàn)有石墨烯環(huán)氧富鋅涂料中鋅粉的1/12?1/7，大大降低了環(huán)氧富鋅涂料的生產(chǎn)成本，同時(shí)還解決了石墨烯在涂料應(yīng)用中出現(xiàn)的易團(tuán)聚、難分散等問題，提高了涂料的附著力、柔韌性和耐沖擊性能，涂料耐中性鹽霧時(shí)間提高3?5倍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石墨烯材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧富鋅涂料用改性石墨烯漿料及其制備方法。

背景技術(shù)

環(huán)氧富鋅涂料是一種利用金屬鋅對鋼鐵的陰極保護(hù)作用而實(shí)現(xiàn)對鋼鐵腐蝕防護(hù)的涂料，主要是以環(huán)氧樹脂、鋅粉為原料，填料、助劑、稀釋劑等組成的特種涂料，廣泛應(yīng)用在海洋裝備、船舶以及橋梁等以鋼鐵為主要結(jié)構(gòu)材料的裝備領(lǐng)域。傳統(tǒng)的高耐久性環(huán)氧富鋅涂料中，金屬鋅粉的含量往往達(dá)到80％以上，高含量的鋅粉在施工時(shí)工作條件惡劣，易產(chǎn)生大量氧化鋅造成施工人員產(chǎn)生“鋅熱病”，同時(shí)鋅粉成本是該涂料成本的主要組成成分，由于鋅粉的密度超過7g/cm³，高密度造成鋅粉在涂料中容易沉降，鋅粉的腐蝕過程中體積膨脹使涂膜的強(qiáng)度減低。因此，降低環(huán)氧富鋅涂料中鋅粉的含量，同時(shí)保證其長效腐蝕防護(hù)性能，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和迫切的需求。

石墨烯是一種由單層碳原子以sp²雜化軌道組成的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新型碳納米材料，其極大的比表面積以及在圖層中交替隨機(jī)排列，可以有效延長腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散路徑，增強(qiáng)涂層的屏蔽性能，作為添加劑還可以大幅提高涂層的抗腐蝕性能，但是其片層結(jié)構(gòu)之間的強(qiáng)相互作用，導(dǎo)致石墨烯極易發(fā)生團(tuán)聚，因而限制了其在涂料中的規(guī)模化應(yīng)用。

目前，石墨烯和鋅粉在環(huán)氧富鋅涂料中的應(yīng)用大部分采用按比例共混的形式，這樣容易導(dǎo)致石墨烯與鋅粉之間不能充分混合，兩者之間的界面結(jié)合力差，會有大量石墨烯和鋅粉造成浪費(fèi)。中國專利CN105713481A公開了一種石墨烯改性環(huán)氧富鋅底漆及其制備方法，該底漆各組分質(zhì)量份數(shù)為：改性環(huán)氧樹脂15-30份，石墨烯0.3-5份，丁醇2-8份，甲苯4-10份，防沉劑0.3-3份，鋅粉70-90份，該發(fā)明先制備改性環(huán)氧樹脂，將石墨烯與改性環(huán)氧樹脂高速攪拌混合后，添加鋅粉和其他助劑，高速分散后制得石墨烯改性環(huán)氧富鋅底漆；中國專利CN106833271A公開了一種石墨烯型水性環(huán)氧富鋅防腐涂料及其制備方法，所述的石墨烯型水性環(huán)氧富鋅防腐涂料由甲乙組分組成，甲組分由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-16％水性環(huán)氧樹脂固化劑、0.1-10％消泡劑、0.3-1％分散劑、0.5-3％觸變劑、3-10％去離子水、60-70％鋅粉，1-10％石墨烯組成，乙組分為20-40％的水性環(huán)氧乳液，該發(fā)明操作步驟為先將A組分中的水性環(huán)氧樹脂固化劑、分散劑、消泡劑、觸變劑混合攪拌，再將鋅粉、石墨烯和水加入到上述混合溶液中，混合均勻后，與B組分中的環(huán)氧樹脂乳液按比例混合制得環(huán)氧富鋅涂料；中國專利CN106634438A公開了一種石墨烯改性稀釋劑型環(huán)氧富鋅涂料及其制備方法與應(yīng)用，該涂料各組分重量份數(shù)為6-12份環(huán)氧樹脂、15-25份稀釋劑、0.05-2份功能化石墨烯，60-70份鋅粉，本發(fā)明是將環(huán)氧樹脂溶于稀釋劑形成環(huán)氧樹脂溶液，然后再與功能化石墨烯和鋅粉均勻混合，再經(jīng)后處理制得石墨烯改性稀釋劑型環(huán)氧富鋅涂料。

采用直流磁控濺射法在石墨烯表面沉積金屬鋅制備鍍鋅石墨烯，再以鍍鋅石墨烯為原料，輔以研磨、剪切乳化等分散工藝，從而得到易分散、高穩(wěn)定性、低成本的改性石墨烯漿料，為生產(chǎn)附著力佳、硬度高、含鋅量低、耐鹽霧時(shí)間長，并對環(huán)境友好的環(huán)氧富鋅涂料開辟了一條新的路徑。

發(fā)明內(nèi)容