[发明专利]一种环氧石墨烯重防腐涂料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及防腐涂料领域，具体而言，涉及一种环氧石墨烯重防腐涂料及其制备方法和应用。

背景技术

现有的重防腐涂料防腐蚀机理主要分两种：(1)物理防腐-阻隔屏蔽效应。通过屏蔽起到防腐作用，这种防腐涂料的涂膜阻止腐蚀介质同被涂物的表面接触，从而起到防腐效果，它隔断了腐蚀电池的通路增大了电阻，可以屏蔽水、氧和离子等腐蚀因子的流通。比如环氧玻璃鳞片防腐涂料就是这种屏蔽型的工业防腐涂料。它利用了填料的片状结构产生的“迷宫效应”，从而延缓了腐蚀介质扩散和侵入基体的途径和时间，因而具有极佳的抗渗透性、抗冲击性、耐磨性和耐腐蚀性，延长了涂层的使用寿命。(2)通过阴极保护作用起到防腐效果，这是一种通过电极电位较底材金属低，在腐蚀电池中它作为阳极而牺牲，从而使底材金属得到保护起到防腐涂料应有作用。比如环氧富锌底漆。就是这种通过阴极保护作用起到保护作用的工业涂料。现有的重防腐涂料一般只具有其中一种防腐功能，防腐性能有待进一步提升。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种环氧石墨烯重防腐涂料，该涂料利用石墨烯材料的纳米片层结构对化学品优异的阻隔性能和优异的导电性能来提高和增强环氧重防腐涂料的防腐性能，从而达到超长效的防腐效果。

本发明的第二目的在于提供一种所述的环氧石墨烯重防腐涂料的制备方法，该方法简便易行，制得的涂料性能优异。

本发明的第三目的在于提供所述的环氧石墨烯重防腐涂料的应用，主要用于海洋工程设施、交通运输设施、能源工业设施、工业企业设施、市政设施等，应用广泛。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种环氧石墨烯重防腐涂料，包括A组分，按重量百分含量计，所述A组分主要由以下成份组成：石墨烯材料0.1％-5％，环氧树脂30％-60％，颜填料30％-50％，分散剂0.1％-10％，涂料助剂0.1％-5％，溶剂8％-30％。

本发明提供的石墨烯重防腐涂料兼顾两种防腐机理。一方面，物理防腐作用:石墨烯的纳米片层，在涂层中层层叠加形成致密的隔绝层，阻隔水分对涂膜的浸润与渗透,石墨烯表面疏水特性加强了防水渗透性。另一方面，电化学防腐作用：钢铁底材阳极反应使Fe失去电子逐步腐蚀，石墨烯的可以阻止Fe→Fe³⁺反应，防止铁锈生成。另外，石墨烯具有纳米片层结构，一盎司石墨烯可被伸展覆盖28个足球场，相比与传统的利用微米级鳞片结构防腐的鳞片，利用石墨烯重防腐涂料改性后，可以使涂层变得更薄。

本发明经试验优化，得到添加有不同含量石墨烯材料、环氧树脂、颜填料、分散剂、涂料助剂以及溶剂的涂料，该涂料中各成分协同作用，使得石墨烯分散均一，充分发挥石墨烯的纳米片层结构对化学品优异的阻隔性能和优异的导电性能来提高和增强环氧重防腐涂料的防腐性能，从而达到超长效的防腐效果，并且制得的涂料的涂层薄。

为了达到更好的协同增强效果，优选地，按重量百分含量计，所述A组分主要由以下成份组成：石墨烯材料0.5％-3％，环氧树脂30％-50％，颜填料35％-45％，分散剂0.5％-5％，涂料助剂0.5％-3％，余量为溶剂。

如在一些实施例中，石墨烯材料的含量可以为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％等等；在一些实施例中，环氧树脂的含量可以为30％、32％、35％、38％、40％、45％、50％等等；在一些实施例中，颜填料的含量可以为35％、37％、40％、45％等等；在一些实施例中，分散剂的含量可以为0.5％、1％、2％、3％、4％、5％等等；在一些实施例中，涂料助剂的含量可以为0.3％、0.5％、1％、2％、2.5％等等。

进一步地，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂中的一种或多种。这种环氧树脂能更好的与其他原料融合。

优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，包括双酚A型环氧树脂E51、双酚A型环氧树脂E44、环氧树脂E20等。其中，若选用的环氧树脂为液态，则整个体系中添加的溶剂会少些，如双酚A型环氧树脂E51、双酚A型环氧树脂E44等；若选用的环氧树脂为固态，则需要先用溶剂将环氧树脂溶解成液态，如环氧树脂E20等，然后再进行后续操作。进一步地，所述颜填料选自钛白粉、云母粉、滑石粉、硫酸钡、铁红、铁黑中的一种或几种。经试验验证，这些颜填料可对石墨烯起到很好的分散效果。

进一步地，所述分散剂为硅烷偶联剂、钛偶联剂中的一种或两种。本发明通过选用这种分散剂，并配合其他的物质，使得石墨烯更易于分散均一。