[发明专利]一种石墨烯水性丙烯酸防腐涂料

说明书

本发明公开了一种石墨烯水性丙烯酸防腐涂料，属于高分子材料制备技术领域。按重量份数计，依次称取：45～55份丙烯酸乳液，8～12份颜填料，5～8份成膜助剂，1～3份消泡剂，2～5份增稠剂和30～40份改性石墨烯；将丙烯酸乳液与颜填料混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入成膜助剂，消泡剂，增稠剂和改性石墨烯，于温度为45～55℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合30～50min后，得石墨烯水性丙烯酸防腐涂料。本发明所得石墨烯水性丙烯酸防腐涂料具有优异的防腐性能。

技术领域

本发明公开了一种石墨烯水性丙烯酸防腐涂料，属于高分子材料制备技术领域。

背景技术

防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。

石墨烯是世上最薄的防腐蚀材料，可用于金属防护，有关石墨烯在防腐领域的研究吸引了研究者的关注。大量的研究结果表明，石墨烯超大的比表面积、优良的阻隔性、高的化学稳定性及良好的导电性等性能，对于防腐涂料综合性能具有较强的提升作用，如增强涂层对基材的附着力，提升涂料的耐磨性和防腐性，同时具有环保安全、无二次污染等特性。近年来，基于石墨烯的防腐应用研究主要集中在纯石墨烯防腐涂层以及石墨烯复合防腐涂层。纯石墨烯涂层一般通过化学气相沉积（CVD）方法、机械转移法、喷雾法等方法，将纯石墨烯覆盖到铜、镍等金属基材表面，利用石墨烯自身二维片层结构层层叠加形成的致密隔绝层对金属进行防护。然而，单纯使用石墨烯防腐蚀涂层具有很多局限性：对石墨烯品质要求高，一旦薄膜有轻微的缺陷便会加剧金属腐蚀，只能提供短时间的抗氧化腐蚀效能；对金属基底可选择的不多，对设备要求高；难以大规模、大面积制备，难以产业化。与纯石墨烯防腐涂料相比，石墨烯复合防腐涂料能够兼顾石墨烯优异的化学稳定性、快速导电性、突出的力学性能和聚合物树脂的强附着力、成膜性，可协同提高涂料的综合性能。另外，石墨烯复合防腐涂料的制备方法和涂覆工艺等都可建立在传统涂料生产的工艺基础上，在工业化合成和产业化应用中表现出很好的可控性和施工性。因此，石墨烯复合防腐涂料将是未来新型防腐蚀涂层材料的新生力量。目前传统的防腐涂料还存在防腐涂料无法进一步提高的问题，因此还需对其进行研究。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统防腐涂料防腐性能无法进一步提高的问题，提供了一种石墨烯水性丙烯酸防腐涂料。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种石墨烯水性丙烯酸防腐涂料，是由以下重量份数的原料组成：45～55份丙烯酸乳液，8～12份颜填料，5～8份成膜助剂，1～3份消泡剂，2～5份增稠剂和30～40份改性石墨烯；

所述改性石墨烯的制备方法为：

将氧化石墨烯溶液与乙醇胺按质量比10：1～12：1混合，并调节pH至1～2，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥，得预处理氧化石墨烯，将预处理氧化石墨烯与水按质量比1：100～1：200混合，搅拌混合后，加入预处理氧化石墨烯质量1～3倍的壳聚糖季铵盐，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性氧化石墨烯，将预改性氧化石墨烯与水按质量比1：150～1：250混合，超声分散后，调节pH至9～10，并加入预改性氧化石墨烯质量1～2倍的水合肼，搅拌反应后，过滤，干燥，得改性石墨烯坯料，将改性石墨烯坯料与水按质量比1：40～1：50混合，并加入改性石墨烯坯料质量0.3～0.5倍的纳米锌粉，超声分散后，加入改性石墨烯坯料质量20～30倍的石蜡和改性石墨烯坯料质量2～4倍的表面活性剂，搅拌混合后，再加入改性石墨烯坯料2～5倍的戊二醛，搅拌反应后，过滤，干燥，得改性石墨烯。

所述丙烯酸乳液的固含量为45～55%。

所述颜填料为二氧化钛，氧化铁红或炭黑中任意一种。