[发明专利]一种石墨烯长效防腐底漆及其制备方法

说明书

本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种石墨烯长效防腐底漆及其制备方法。该防腐底漆由如下重量份数的原料组成：水性环氧树脂20‑40份、改性石墨烯10‑20份、消泡剂0.5‑1份、流平剂0.3‑0.8份、水性催干剂0.5‑1份、润湿剂1‑3份、固化剂5‑10份、去离子水余量。本发明的一种石墨烯长效防腐底漆，具有长久优异的防腐性能，基材附着力强，柔韧性以及耐冲击性好，硬度高，耐摩擦性能优，优异的耐盐雾性，施工适应性强等优点；制备方法简单，成本低廉，易于操作，环保无污染，涂膜快干，施工周期短。

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种石墨烯长效防腐底漆及其制备方法。

背景技术

金属构件大多采用碳钢、不锈钢等材料。金属的腐蚀给人类带来了巨大的经济损失，目前，每年由于金属腐蚀所造成的损失大约占世界生产总值的5％。为了防止和减缓腐蚀，相继开发了许多防腐蚀方法，其中防腐蚀材料保护最方便、经济。一般防腐材料，如氯化橡胶、环氧云铁及环氧涂料等涂料只具有屏蔽保护作用，而且，溶剂性涂料涂装后会带来VOC(挥发性有机化合物)的排放，污染环境，对人体健康造成危害。据资料显示，钢铁制品及其设施在涂装过程中挥发的VOC总量占全球VOC总量的20％以上，已经成为大气的主要污染之一，随着社会环保意识的增强以及环保法规的日益严格，而水性涂料以水作为溶剂，无毒，无溶剂气味，符合环保发展趋势。

目前，国内现有防腐涂装体系大多采用底漆、中间漆、面漆或底漆和面漆的复合防腐涂层体系。底漆的主要作用是在底材上打好基础，对底材有良好附着力，具有防锈性能；中间漆的主要作用是增加膜厚，从而起到更为有效的屏蔽作用，还要使表面平整，有利于面漆涂装；面漆主要的作用是防止外界环境中有害的腐蚀介质，如氧气、水汽、二氧化硫以及化工大气的影响，同时具有美观装饰性。

石墨烯(Graphene)又称单层石墨片，是一层密集排列在六角型呈蜂巢晶格上的碳原子所构成的薄膜，其不仅是目前世界上已知的最薄材料，还是当前唯一发现的二维自由态原子晶体。石墨烯是一种仅有一个原子厚度的碳薄板，当接触到水或蒸汽时，含有石墨烯的涂层就扮演分子筛的角色，允许一定尺寸以下的小分子通过，内部拥有上千万个微小鳞片，无序地彼此堆叠在一起，之间留有纳米大小的毛细空隙，大大阻止了水或蒸汽与金属表面的接触，从而完全起到隔离的作用，达到对金属防护的效果。同时石墨烯涂料在力学上更为坚固，对气体、液体以及化学品都有完全的不透水性，使石黑烯涂层具有非常优异的耐强酸、强碱性能。到目前为止，将含锌配合聚合物接枝到石墨烯来改善涂料的防腐性能还未见报道。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种石墨烯长效防腐底漆，其具有长久优异的防腐性能，基材附着力强，柔韧性以及耐冲击性好，硬度高，耐摩擦性能优，优异的耐盐雾性，施工适应性强等优点。本发明还提供了一种石墨烯长效防腐底漆的制备方法。

实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种石墨烯长效防腐底漆，由如下重量份数的原料组成：

水性环氧树脂20-40份、改性石墨烯10-20份、消泡剂0.5-1份、流平剂0.3-0.8份、水性催干剂0.5-1份、润湿剂1-3份、固化剂5-10份、去离子水余量。

进一步，上述所述水性环氧树脂是通过自由基接枝聚合法制备自乳化核壳乳液的方法，将环氧酯树脂与丙烯酸酯类混合单体按质量比1:(1-3)进行自由基共聚形成的，以丙烯酸酯为侧链、环氧酯为主链的共聚产物，酸值为20-40mg KOH/g。

进一步，上述所述的改性石墨烯通过如下方法制备：

(1)以对羟基苯乙酮和三氟丙酮为原料，摩尔比为1:(1-2)，氯仿做溶剂，NaH作为催化剂，温度控制50-60℃反应24-36h，反应结束后，过滤处理，滤渣用去离子水溶解后调节pH＝6-7，用乙酸乙酯萃取，然后旋蒸乙酸乙酯后，乙醇重结晶得产物1，反应方程式如下：