[發明專利]一種半包覆石墨烯水性環氧低鋅涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 202211266708.2
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115491101A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 黃一倫;張濤;曾現策;徐學良;周少勇;闕雷鋒
• 申請（專利權）人: 武漢雙虎涂料股份有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/10;C09D7/62
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 姜婷

本發明公開了一種半包覆石墨烯水性環氧低鋅涂料及其制備方法。該半包覆石墨烯水性環氧低鋅涂料，包括A組分和B組分；其中，按重量份計，A組分的原料包括：環氧固化劑、鋅粉、云母氧化鐵、第一成膜助劑、膨潤土、潤濕劑、第一消泡劑；B組分的原料包括：環氧乳液、半包覆石墨烯、第二消泡劑、第二成膜助劑、去離子水、防閃銹劑、增稠劑。本發明將半包覆石墨烯加入環氧低鋅底漆中，利用半包覆石墨烯的物理阻隔性、導電性以及鋅粉的活潑性來達到犧牲陽極的陰極保護和物理阻隔的雙重防腐，使之在低鋅的條件下耐鹽霧性能不輸于富鋅底漆，降低了成本，利于推廣，同時還具有優異的力學性能；本發明的實施步驟簡單，同時也減少了物料的損失。

技術領域

本發明涉及防腐涂料技術領域，尤其是涉及一種半包覆石墨烯水性環氧低鋅涂料及其制備方法。

背景技術

開發新型環境友好的有機防腐涂料，最大限度地減少VOCs的排放，已成為防腐涂料發展的必然趨勢。低污染的水性涂料已成為涂料技術的發展方向。但是水性涂料在重防腐重工業領域還是有著不足，目前耐腐蝕性最好的水性環氧富鋅的應用環境最高也就達到C4M的條件下。這種耐鹽霧腐蝕性遠遠達不到C5領域的要求，阻礙了水性涂料的發展進程。

環氧樹脂由于其本身優異的防腐蝕性質、再加上鋅粉的活潑性比鐵粉高，所以環氧富鋅利用鋅粉的活躍性來達到以犧牲陽極保護陰極的方式去保護基材免受腐蝕。但是過高的鋅含量不僅增加了成本而且也增加了環保的負擔。

石墨烯是以sp²雜化軌道形成的二維網狀碳結構，比表面積可達到2600m²/g。因其小尺寸效應，便于填充于涂層空隙中，形成致密的結構，阻礙腐蝕介質的入侵，延緩腐蝕介質通過防腐涂層向金屬/涂層界面的滲透；另一方面，在層間效應的作用力下緊密排列的片層結構，可以形成致密的物理隔絕層，延長了腐蝕介質的入侵路徑，大幅提升了材料的屏蔽性能。經研究發現石墨烯對于氣體和鹽類具有非常優秀的屏蔽性。石墨烯本身在環氧富鋅體系中可起到搭接電路，加快電子的傳輸速度以達到犧牲陽極的陰極保護。但由于石墨烯的導電速率過強，使得涂層內部的鋅粉犧牲速率過快，耐鹽霧效果初期很好，但持續效果不長。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提出一種半包覆石墨烯水性環氧低鋅涂料及其制備方法，解決現有技術中環氧低鋅涂料防腐性能不足的技術問題。

本發明的第一方面提供一種半包覆石墨烯水性環氧低鋅涂料，包括A組分和B組分；其中，按重量份計，

A組分的原料包括：環氧固化劑20～25份、鋅粉20～60份、云母氧化鐵10～60份、第一成膜助劑0～8份、膨潤土1～2份、潤濕劑0～0.4份、第一消泡劑0～0.2份；

B組分的原料包括：環氧乳液80～90份、半包覆石墨烯0.05～0.3份、第二消泡劑0～0.4份、第二成膜助劑0～5份、去離子水0.1～2份、防閃銹劑0～1份、增稠劑0～4份。

本發明的第二方面提供一種半包覆石墨烯水性環氧低鋅涂料的制備方法，包括以下步驟：

稱取固化劑加入反應罐中，控制攪拌速率為300～600r/min，加入第一成膜助劑緩慢攪拌5～10min，隨后加入膨潤土，并將攪拌速率上升到1500～2500r/min，加入潤濕劑、第一消泡劑、鋅粉、云母氧化鐵，并將攪拌速率上升到2500～3500r/min高速攪拌20～40min，得到A組分；該過程中，控制溫度為50～60℃；

將環氧乳液、第二消泡劑、第二成膜助劑、去離子水、防閃銹劑、增稠劑混合，在800～1500r/min的速度下高速分散3～10min使之充分混勻，然后加入半包覆石墨烯，并加入鋯珠繼續分散1～2h，得到B組分。

與現有技術相比，本發明的有益效果包括：