[发明专利]一种二胺类水杨醛西佛碱修饰石墨烯或氧化石墨烯金属防腐涂料

说明书

本发明提供一种二胺类水杨醛西佛碱修饰石墨烯或氧化石墨烯金属防腐涂料，属于涂料技术领域，本发明按重量份包括以下组分：环氧树脂16‑20份、分散剂1‑2份、流平剂1‑3份、锌粉13‑23份、二胺类水杨醛西佛碱修饰的石墨烯或氧化石墨烯预分散浆料1‑9份、固化剂3‑20份。本发明利用修饰后的石墨烯或氧化石墨烯表面官能团和聚合物基体分子之间的相互作用，使其与聚合物基体之间形成有效的界面结合，在基体中达到均匀分散的效果；同时改性后更易于与锌粉通过配位键结合，更稳定的附着在石墨烯网络结构中，减少锌粉的使用量；修饰后的氧化石墨烯、石墨烯更易吸附于金属表面，增加涂料的附着性，锌粉使用量少。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种二胺类水杨醛西佛碱修饰石墨烯或氧化石墨烯金属防腐涂料。

背景技术

随着我国电网大规模的建设，变电站如雨后春笋般不断涌现，然而，电网设备的腐蚀问题是影响其使用寿命和导致设备及结构失效的重要原因之一。电网工程覆盖区域广阔，所处的自然环境复杂多样，其中沿海地区一次设备金属防腐蚀问题也随之浮出水面。完成发电、输电和配电功能的设备叫做一次设备，如发电机、变压器、电动机、熔断器和隔离开关等，目前最有效最直接的防腐蚀方法就是在金属表面涂刷防腐涂料，来防止或减缓金属的腐蚀。

常用的防腐涂料主要有红丹防锈漆、醇酸树脂涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸树脂涂料和富锌涂料。环氧富锌底漆是船舶、海洋设施、桥梁、大型设备以及各类大型建筑的钢铁构方面最重要的、使用最普遍的重防腐蚀涂料品种之一，其防腐机理基于金属锌粉对钢铁的阴极保护作用，锌粉含量与其防腐效果密切相关，但高含量的锌粉(60%～85%)也为富锌底漆带来了不环保、质量大等诸多弊端，影响了其在特殊领域的推广使用。为保证涂料的长效防腐性，通常采用加大普通防腐涂料涂膜厚度的方法来延长防腐期限，如船舶底漆的干膜厚度一般设计为300μm以上，由此增加了材料消耗，加大了船舶的无效载重。

石墨烯（Graphene，G）是一种非常重要的低维碳成员，是由碳原子以sp²杂化方式所形成的蜂窝状平面薄膜，是目前世界上已知的最薄的二维材料。研究发现其在力学、电学、热学和磁学等方面都具有奇特而优异的性能，其独特的纳米结构使其有望在高性能电子器件、复合材料、生物材料及气体传感器等领域获得广泛应用。同时，其在金属材料的防腐领域也具有非常大的潜力：首先，石墨烯稳定的sp²杂化结构使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层，阻止扩散渗透的进行；其次，石墨烯具有很好的热稳定性和化学稳定性，另外，石墨烯良好的导电、导热性能对金属服役的环境提供了有利条件；同时还兼具高的强度和良好的摩擦学性能。不仅能提高导电性或耐盐雾性能，还能进一步降低涂层厚度，增加对基材的附着力，提升涂料的耐磨性。

但是现有技术中制备的石墨烯环氧富锌防腐涂料，由于石墨烯表面缺少活性官能团，且比表面积巨大，使得它们与聚合物基体（如环氧树脂、醇酸树脂等）的界面结合强度低，极易发生团聚，团聚以后石墨烯颗粒在涂料中的均匀性会降低，在涂料涂覆在金属表面以后会导致导电不均匀，对金属的防护能力弱，造成局部石墨烯较少的地方无法形成阻隔效应。另外因为石墨烯表面缺少官能团，所以与锌粉的结合能力较弱，不利于锌粉的附着，在相同的导电能力、防护效果的条件下会加入更多的锌粉，锌粉的添加量很大，不但增加经济成本还会增加防护金属的重量，并且涂料的耐磨性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种二胺类水杨醛西佛碱修饰石墨烯或氧化石墨烯金属防腐涂料，能够降低锌粉使用量、附着力强、耐水性好、硬度高。

本发明为一种二胺类水杨醛西佛碱修饰石墨烯或氧化石墨烯金属防腐涂料，按重量份包括以下组分：环氧树脂16-20份、分散剂1-2份、流平剂1-3份、锌粉13-29份、二胺类水杨醛西佛碱修饰的石墨烯或氧化石墨烯预分散浆料1-9份、固化剂3-20份、铁红8-10份、云母粉10-15份、稀释剂5-23份、功能性填料1-10份、混合溶剂17-25份。

所述石墨烯或氧化石墨烯预分散浆料的质量浓度为5-36%。