[发明专利]一种基于石墨烯分散体的含锌石墨烯防腐底漆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防腐涂料领域，尤其涉及一种基于石墨烯分散体的含锌石墨烯防腐底漆及其制备方法。

背景技术

富锌底漆因具有优异的防腐蚀性能被广泛应用于各行各业钢铁设施和设备的防腐涂装，其作用是腐蚀发生时金属锌作为阳极释放电子延缓钢铁的腐蚀。传统富锌底漆需要添加大量的锌粉（金属锌含量不低于60%）作为防腐蚀填料才能起到较好的防腐蚀性能，通常环氧富锌底漆中金属锌含量80%时，其耐盐雾性能为600~800小时，该产品存在锌粉利用率低，金属锌失效过快等问题，造成了资源浪费。

为降低富锌底漆中锌粉用量，提高金属锌的利用率改善其涂层的防腐蚀性能，国内外进行了大量的研究工作，如在富锌底漆中添加铝粉、导电云母粉、导电石墨、石墨烯，导电炭黑等材料来降低锌粉用量改善涂料的耐盐雾性能。目前，国内石墨烯应用于富锌底漆的研究处于起步阶段，尚无产品规模化生产和应用，主要问题是石墨烯在涂料中的分散和稳定困难，贮存使用过程中易发生团聚和絮凝，降低了这种材料的使用效果，甚至在涂料贮存过程中石墨烯失效；对石墨烯的片径分布没有进行合理选择，片层直径过低起不到良好的屏蔽作用，片层直径过大影响涂层的致密性，因而无法改善富锌底漆的防腐蚀性能，甚至是加速涂层失效。

发明内容

因此，针对以上内容，本发明提供一种基于石墨烯分散体的含锌防腐蚀底漆，解决石墨烯在涂料中的分散和稳定问题，使该涂料在金属锌含量较低时，其防腐蚀性能就能超越高锌含量富锌底漆，节约了金属锌资源的消耗，同时具有良好的贮存稳定性、力学性能和施工性能。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于石墨烯分散体的含锌石墨烯防腐蚀底漆，由组分一和组分二组成，所述组分一由以下重量份的各原料组成：

环氧树脂5～20份

溶剂5～15份

分散剂0.1～1份

填料20～30份

锌粉20～50份

防沉剂1～2份

石墨烯0.1～1份；

所述组分二由以下重量份的各原料组成：

聚酰胺40～80

偶联剂5～15

溶剂5～15。

进一步的改进是：所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、溴化环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂肪族环氧树脂或诺伏勒克环氧树脂中的两种以上以任意比混合的混合物，固含100%，环氧值为0.25～0.37。

进一步的改进是：所述石墨烯片层直径为5～30微米，层数≤10层，氧含量小于15%。

进一步的改进是：所述分散剂为一种或两种以上以任意比混合的含胺基或羧基的高分子嵌段共聚物。

进一步的改进是：所述填料为铝粉、硅微粉、石英粉或磷铁粉中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。

进一步的改进是：所述偶联剂为氨基硅烷。

一种基于石墨烯分散体的含锌石墨烯防腐蚀底漆的制备方法，包括对组分一和组分二的制备，所述组分一的制备步骤为：（1）准备如下物料：环氧树脂5～20份、溶剂5～15份、分散剂0.1～1份、填料20～30份、锌粉20～50份、防沉剂1～2份、石墨烯0.1～1份；（2）按顺序将环氧树脂、溶剂、分散剂加入搅拌缸中，搅拌下缓慢均匀加入石墨烯，高速分散均匀；（3）把以上物料采用研磨机进行研磨，研磨细度≤20微米，获得石墨烯分散体；（4）把研磨后的石墨烯分散体加入到搅拌缸中，开启低速搅拌，控制在300-500r/min，分批加入其它涂料搅拌均匀，加完后搅拌30分钟即可；（5）对产品进行检测，检测合格后过滤、包装，过滤筛网目数为120目；所述组分二的制备步骤为：（1）准备如下物料：聚酰胺40～80、偶联剂5～15、溶剂5～15；（2）按顺序将聚酰胺树脂、溶剂、偶联剂加入搅拌缸中，搅拌均匀。

进一步的改进是：还包括对组分一和组分二进行混合制备成涂膜，涂膜表面电阻为10⁶～10¹¹Ω。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的含锌石墨烯防腐蚀底漆是一种低锌含量防腐蚀涂料，在金属锌含量较低时即可获得优于高锌含量（80%金属锌）环氧富锌底漆的防腐蚀效果，其金属锌含量为50%时耐盐雾性能（划痕盐雾实验参照HG/T3668-2009标准）大于1500小时，为传统80%金属锌含量环氧富锌底漆耐盐雾性能的2倍以上，本发明在提高含锌环氧防腐涂料性能的同时，降低了金属锌的用量，节约了金属锌资源的消耗和浪费。