[发明专利]一种新型防腐、防紫外、防菌及耐磨涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种新型防腐、防紫外、防菌及耐磨涂料及其制备方法。

背景技术

地球的表面五分之四为海洋所覆盖，海洋经济和海洋产业对人类社会的发展起着极为重要的作用。海洋环境是十分严酷的腐蚀环境，船舶长期处于这样的海洋环境中，腐蚀极其严重，而涂料一直是其最主要的防腐手段。海洋防腐和防污涂料是构成海洋涂料的基础。为了解决这两大问题，海洋涂料的设计根据各种设施的使用环境和要求不同，又衍生出各种系列产品，例如，船舶涂料、海洋工程设施用重防腐涂料等。其中，氟碳树脂是近年来广受关注的新型材料，它具有极优异的耐候性、耐沾污性、耐化学品性、耐溶剂性等，是超耐候性建筑涂料及重防腐涂料的优良材料。此外，为了提高涂料的防腐性能，新型涂料还采用纳米微粒，如纳米级二氧化钛、氧化锌、碳酸钙及二氧化硅等。它们用于防腐涂料具有极好的协同作用。纳米颗粒与涂层形成较强的氢键结合，增强了涂层的致密性及抗离子渗透性。此外，纳米微粒还可以改善涂料的流变性，提高涂层的附着力、硬度、光洁度和耐老化性，是重要的发展方向之一。为了防止海洋生物在船底附着并由此带来对涂层的腐蚀，船底防腐和防污漆中有意掺入对生物有毒的物质，以一种渐释的形式抑制生物在漆面上生长。近年来，环境污染日益严重，对生态环境和人类的健康与生存构成了极大的威胁，目前已经在全球范围内掀起了保护环境的浪潮。这对各行各业都是一个新的挑战，对船舶涂料业来说更是如此。世界经济飞速发展，船运业日趋兴旺，海洋航运量也随之增加。然而，随之而来的问题是这些大小船只的船身都涂有含各种毒料、重金属化合物等有害物质的防腐涂料和防污涂料。涂料在施工使用和固化过程中会释放出有机溶剂，对环境和人身健康构成了严重的威胁。为了适应时代的发展和环境保护的要求，开发环保型涂料成为船舶涂料研究生产的主要目标，并且在涂料技术的开发中要达到高性能、节省资源及适应生态环境的目的。

石墨烯是本世纪的核心功能材料。基于近二十年来二维石墨烯，一维碳纳米管，和零维碳-60等新型碳基功能材料的开发和应用，科学界普遍认为：“20世纪是硅的世纪，21世纪将是碳的世纪”。石墨烯具有一系列优良的物化性能，包括1）优异的电学性能：石墨烯在二维平面上的电阻率为10^-6Ω/cm，小于最佳的金属导体银（银的电阻率为1.58x10^-6Ω/cm）。而其导电密度是铜的一百万倍。2）机械性能：石墨烯是最薄、最坚硬的物质。美国哥伦比亚大学James Hone等人最近发现，石墨烯的硬度比钻石还高，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。3）化学性能：石墨烯具有稳定的sp²化学结构，耐腐蚀，耐高温，化学稳定性好。4）高比表面积：比表面积≥2650m²/g。易于修饰及大规模生产等。5）抑制细菌生长。6）抗紫外辐射的功能。

由于上述的这些优异的特性，石墨烯产品的应用研究近年来迅猛发展。在涂料行业，中国专利（申请号CN201210066163.0）公布了一种基于聚苯胺与石墨烯复合材料的防腐涂料及制备方法。然而，石墨烯粉体在干燥条件下极易于卷曲和团聚，这就大大地影响了石墨烯的各种优良特性的发挥。

发明内容

本发明的目的是针对现有一些防腐涂料中所存在的一些不足提供一种防腐蚀性能佳，抗老化能力强，耐磨性好以及相比同类涂料污染小，安全环保的石墨烯氟碳混合涂料。

本发明的另一目的是充分利用石墨烯优异的特性，采用新型分散和均质工艺，将石墨烯微片成功地展开并分散，制备出一种防腐蚀性能佳，抗老化能力强，耐磨性好以及相比同类涂料污染小，安全环保的石墨烯氟碳混合涂料。

本发明的一种新型防腐、防紫外、防菌及耐磨涂料，其由A剂和B剂组成，所述A剂由以下重量百分比组分组成：氟碳树脂60%-70%、石墨烯纳米微片1%-8%、紫外线吸收剂0%-2%、分散剂0.5%-1%、流平剂0.5%-1%、消泡剂0.5%-1%、膨润土1%-3%、钛白粉20%-25%、附着力促进剂0.5%-1%和溶剂2%-5%，所述B剂为与A剂联用的固化剂。所述A剂和B剂的质量比为10:1—3:1。

上述组分中，所述石墨烯的重量百分比优选为1—5%。

上述组分中，所述A剂和B剂的质量比优选为6:1。