[發明專利]一種石墨烯改性無機磷酸鹽防護涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010419402.0
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111393880A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 蘇文娟;張劍;王志成;繆春生;韋鵬飛;劉崢
• 申請（專利權）人: 江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D5/10;C09D7/61
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 常孟

本發明公開了一種石墨烯改性無機磷酸鹽防護涂料及其制備方法，包括A組分和B組分，A組分包括磷酸二氫鋁水溶液、固化劑、鉻酸鎂、鋅粉和微米級鋁粉；B組分包括磷酸二氫鋁水溶液、固化劑、鉻酸鎂、分散劑、石墨烯和亞微米級鋁粉；將A組分和B組分混合，得到石墨烯改性無機磷酸鹽防護涂料。本發明對含鋁磷酸鹽涂料的性能進行改性，通過添加鋅粉利用無機富鋅涂料的電化學保護作用，腐蝕產物屏蔽作用、涂膜自修補作用等，提升了涂料的防腐蝕性能；涂料體系中加入石墨烯，改進了涂層硬度和韌性，同時還有部分阻隔的作用，也間接提高了涂層整體的防腐蝕能力。

技術領域

本發明屬于無機磷酸鹽涂料技術領域，特別是涉及一種石墨烯改性無機磷酸鹽防護涂料面漆及其制備方法。

背景技術

防腐涂料涂層一般是液態混合物通過空氣噴涂、浸涂、刷涂等方式在材料表面，經固化后形成的一層具有耐腐蝕性并能阻擋腐蝕介質的膜層。涂料涂層固化溫度低，操作施工簡單，成本低廉，防腐效果好，是較為理想的金屬表面防腐的方式。目前金屬材料的表面防腐涂料種類繁多，分為有機防護涂料和無機防護涂料兩種。無機防腐涂料主要以硅酸鹽或磷酸鹽化合物為粘結劑，加入各種顏料、助劑、固化劑等配制而成的涂料。無機涂料相比與有機涂料具有一些特有的優勢，無機涂料可以在400-1000℃范圍內長期使用，短期受熱可達1500℃；其次，無機涂料具有優異的耐候性和耐溶劑性能；且無機涂料的原材料來源豐富，生產成本低。其中，磷酸鹽涂料也是作為無機涂料的重要品種之一，國外也出現了商業化的磷酸鹽耐高溫防腐涂料，可以用于飛機發動機或渦輪壓縮機機翼的腐蝕防護，也可以代替電鍍鉻鈦技術，避免高強鋼的氫脆和環境污染的問題。但是，國內市場相比較于此卻鮮有相關商品的報道，而現有的磷酸鹽涂層也存在著耐水性差，脆性大，強度低，光澤度低等，因此，研究涂層的改性十分重要。

石墨烯材料由于其獨特的結構使得其具有很多優異的物化性能，包括突出的導熱導電性能，熱穩定性和化學穩定性，較高的柔韌性等，是復合材料優選的增強劑，特別在防護金屬表面腐蝕和氧化領域中。事實上，石墨烯形成了一個天然的擴散阻擋層可以在保護的金屬和反應物中間提供一個物理隔離。

現階段金屬表面的腐蝕防護普遍采用電鍍技術，但是電鍍技術會對環境造成嚴重污染，另外還有不穩定的氫脆、鉻脆等因素影響金屬的疲勞壽命，特別在飛機起落架的制備中。所以新型的技術表面防護技術的研究對金屬腐蝕防護的發展至關重要。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的問題，制備一種石墨烯改性無機磷酸鹽防護涂料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種石墨烯改性無機磷酸鹽防護涂料，包括A組分和B組分；

所述A組分由以下重量份數的組分組成：

所述B組分由以下重量份數的組分組成：

其中，所述的A組分和B組分的重量比為1：(1～1.5)。

上述組分中，包括了A最分和B組分，其中磷酸二氫鋁作為粘結劑是涂層的成膜物質，鋁粉是磷酸鹽涂料的基本填料，鋁粉的形狀大小對磷酸鹽涂料的性能起到重要影響；其中A組分選用大小1300目的微米級球形鋁粉，B組分選用粒徑更小的亞微米級鋁粉，不同鋁粉會在涂層中定向排列，產生多色效應，提高了單純鋁粉的分散性，并提高了整體涂層的比容量；此外，A組分中添加了鋅粉，B組分中添加了石墨烯，是的整體的涂料既可以通過鋅提供犧牲陽極保護從而對金屬起到腐蝕屏蔽作用，同時通過石墨烯提高了涂層的韌性，耐磨性和抗滲性。

為了優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

上述的固化劑為氧化鎂和氧化鋅按照質量比1：1混合制備，優選的，固化劑采用氧化鎂和氧化鋅能有效降低涂層固化溫度，增強涂層的粘結強度。