[发明专利]一种石墨烯水性涂料及其制备方法

说明书

本发明属于涂料制备技术领域，具体公开了一种石墨烯水性涂料及其制备方法，该石墨烯水性涂料按重量份组成包括：丙烯酸树脂60‑80份、乙酸1‑5份、金属粉10‑20份、石墨烯粉10‑20份、层状硅酸盐粘土粉4‑10份、玉米醇溶蛋白5‑15份、乙醇水溶液90‑110份、甘油2‑5份和蒸馏水60‑80份。本发明的石墨烯水性涂料在加入石墨烯保证涂料阻隔性的同时还加入了玉米醇溶蛋白，可以更进一步的加强涂料的阻隔性，并且弱化石墨烯作为电及正极的属性，可以加强对金属基层的保护；另一方面本发明的石墨烯水性涂料加入了金属粉，如锌粉；可以作为电极的负极，即使涂层破损，也可以有效的保护涂膜下面的金属基层不被腐蚀。

技术领域

本发明涉及涂料制备技术领域，具体是涉及一种石墨烯水性涂料及其制备方法。

背景技术

随着科技进步和国民经济的高速发展，人们的环保意识日趋增强、对健康的要求越来越高，环保法规也日趋完善，节资节能，保护环境，已成为全球涂料界面临的主要问题。水性漆的开发在世界范围内受到重视：在欧美发达国家，水性漆的普及率已达80％以上。涂料工业大致可分为三个应用领域，而水性涂料在工业发达国家中占绝对优势，比如在德国占到93％，即使在西欧发展最慢的挪威也有60％份额。在工业涂料领域里，欧洲的水性工业涂料已超过100万吨，目前水性涂料正在以前所未有的速度向汽车修补材料、防腐蚀涂料等所占比重较大的领域发展。

石墨烯，是一种由碳原子以sp2杂化连接形成六角型呈蜂巢晶格的平面2D材料，近年来一直受到科研界、企业界甚至各国政府的重视。由于碳原子之间化学键的特性，石墨烯极为坚韧，可塑性良好，可以弯曲到很大角度而不断裂，其杨氏模量约为1100GPa，断裂强度为130GPa，比最好的钢还要高100倍。并且，石墨烯在可见光下透明但不透气，具有很好的阻隔性能，化学性质稳定。这些特征，使得石墨烯很有希望应用于金属防腐涂料产品中；但是另一方面，在石墨烯有优异阻隔性的同时，从电化学电位角度强调其在腐蚀过程中做正极，会加速金属的腐蚀。因此，只要该涂层出现轻微裂纹或划痕，会加速局部的电化学腐蚀，暴露区域的腐蚀速率大大加快，并降低金属的强度和韧性等性能。这是现阶段需要迫切解决的问题。

有鉴于此，有必要提供一种对金属材料保护性能更好的石墨烯水性涂料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻隔性好，防腐性能佳，能有效保护金属基层表面不背腐蚀的石墨烯水性涂料，以满足现代生产应用的需要。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石墨烯水性涂料，按重量份组成包括：丙烯酸树脂60-80份、乙酸1-5份、金属粉10-20份、石墨烯粉10-20份、层状硅酸盐粘土粉4-10份、玉米醇溶蛋白5-15份、乙醇水溶液90-110份、甘油2-5份和蒸馏水60-80份。

优选地，所述的层状硅酸盐粘土粉为高岭土粉、蒙脱土粉、滑石粉中的任意一种。

优选地，所述的金属粉为铜粉或者锌粉中的一种。

优选地，所述石墨烯粉的粒径不高于15um。

优选地，所述金属粉的粒径不高于15um。

优选地，该石墨烯水性涂料的制备方法，步骤如下：

1)将丙烯酸树脂加入到蒸馏水中，同时向搅拌设备中加入乙酸，搅拌30min后边搅拌边加入金属粉、石墨烯粉，继续搅拌30min后加入研磨机中研磨30min，将得到的混合溶液经300目的筛网过滤，在25℃下静置1h，得丙烯酸树脂溶液，

2)称取玉米醇溶蛋白于乙醇水溶液中，搅拌5-30min后，加入甘油，40-60℃加热10-60min,将溶液经100-500目的筛网过滤，在10-30℃下保存，得玉米醇溶蛋白溶液，