[發(fā)明專利]一種防腐涂料及其制備方法和使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011212922.0
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112280433A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于杰;慕永彪;鄭曉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 松山湖材料實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/10;C09D7/61;C09D7/65;C09D5/08;C09D7/62
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 余菲

一種防腐涂料及其制備方法和使用方法，屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域。防腐涂料包括第一組分和第二組分。第一組分包括0.4～8wt％三維石墨烯粉體、10～40wt％環(huán)氧樹脂和余下的第一有機(jī)溶劑。第二組分包括2～5wt％活性稀釋劑、30～40wt％固化劑和余下的第二有機(jī)溶劑。三維石墨烯粉體能夠在環(huán)氧樹脂中均勻分散，交錯堆垛，在涂層中可形成“迷宮式”屏蔽結(jié)構(gòu)，從而有效抑制腐蝕介質(zhì)的浸潤、滲透和擴(kuò)散，提高涂層的物理阻隔性。同時，石墨烯可以填充到涂層的缺陷當(dāng)中，減少涂層孔隙率，增強(qiáng)涂層致密性，進(jìn)一步延緩或阻止腐蝕因子浸入到基體表面。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種防腐涂料及其制備方法和使用方法。

背景技術(shù)

金屬腐蝕存在于各個領(lǐng)域，它是指金屬與腐蝕性介質(zhì)(水、氧氣、氯離子)在金屬表面發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，使金屬轉(zhuǎn)入氧化(離子)狀態(tài)。這會顯著降低金屬材料的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能，破壞金屬構(gòu)件的幾何形狀，增加零件間的磨損，惡化電學(xué)和光學(xué)等物理性能，縮短設(shè)備的使用壽命，甚至造成火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故。

金屬防護(hù)最有效的措施是涂層保護(hù)，而涂料是一個復(fù)雜的配套體系，各組分間協(xié)同發(fā)揮防護(hù)作用。

環(huán)氧富鋅涂料是一種優(yōu)異的防腐涂料，廣泛用于各種重防腐領(lǐng)域，其最重要的原理之一是利用犧牲陽極保護(hù)陰極法，鋅的電位比鐵低，因此鋅原子容易失去電子變成陽極，鐵則為陰極。在陽極區(qū)鋅由于失去電子而被腐蝕掉，在陰極區(qū)鋼鐵表面得不到電子，從而得到保護(hù)。但欲使涂層發(fā)揮犧牲陽極的作用，要求整個涂層必須有良好的導(dǎo)電性，使整個富鋅涂層與鋼鐵基材體系形成電化學(xué)回路，才能起到電化學(xué)保護(hù)作用。而伴隨著腐蝕的發(fā)生，涂層中的鋅粉被氧化生成各種鋅鹽，導(dǎo)電性下降，使得涂層內(nèi)部導(dǎo)電通道受阻，有可能造成鋅粉失去原有的陰極保護(hù)作用，造成資源浪費(fèi)。

常規(guī)的石墨烯粉生產(chǎn)過程中會使用強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑去腐蝕石墨，然后經(jīng)過一系列的氧化還原過程制備出石墨烯粉，此生產(chǎn)制備過程不僅會產(chǎn)生大量的危險化學(xué)廢棄物，還會破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它的結(jié)晶度下降，導(dǎo)電性下降，性能上會有所衰減。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N防腐涂料及其制備方法和使用方法，其能夠提供一種防腐蝕性能優(yōu)異的涂料。

本申請的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

在第一方面，本申請示例提供了一種防腐涂料，其包括第一組分和第二組分。

第一組分包括0.4～8wt％三維石墨烯粉體、10～40wt％環(huán)氧樹脂和余下的第一有機(jī)溶劑。

第二組分包括2～5wt％活性稀釋劑、30～40wt％固化劑和余下的第二有機(jī)溶劑。

在上述技術(shù)方案中，本申請的防腐涂料中的三維石墨烯粉體能夠在環(huán)氧樹脂中均勻分散，交錯堆垛，在涂層中可形成“迷宮式”屏蔽結(jié)構(gòu)，從而有效抑制腐蝕介質(zhì)的浸潤、滲透和擴(kuò)散，提高涂層的物理阻隔性。同時，石墨烯可以填充到涂層的缺陷當(dāng)中，減少涂層孔隙率，增強(qiáng)涂層致密性，進(jìn)一步延緩或阻止腐蝕因子浸入到基體表面。

并且，三維石墨烯粉體可以與環(huán)氧樹脂形成良好的結(jié)合界面，將涂層分割成許多小區(qū)間，從而有效地降低涂層內(nèi)部應(yīng)力，消耗斷裂能量，進(jìn)而提高涂層的柔韌性、抗沖擊性。

結(jié)合第一方面，在本申請的第一方面的第一種可能的示例中，上述三維石墨烯粉體通過熱化學(xué)氣相沉積法在納米石墨顆粒表面垂直生長石墨烯片制得。

可選地，石墨烯片的邊緣厚度為1～3個原子層。

在上述示例中，本申請的三維石墨烯粉體具有良好的導(dǎo)電性，其垂直于納米石墨顆粒表面的片層結(jié)構(gòu)亦能夠保證涂層間有較好的電化學(xué)接觸，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，可以使涂層得到更佳的電化學(xué)保護(hù)性能。

結(jié)合第一方面，在本申請的第一方面的第一種可能的示例中，上述第一組分還包括20～45wt％鋅單質(zhì)。