[发明专利]一种环氧锌烯复合涂料及其制备方法和具有涂层的制品

说明书

本发明公开了一种环氧锌烯复合涂料及其制备方法和具有涂层的制品，该环氧锌烯复合涂料的组分包括基体涂料和固化剂；其中，基体涂料的原料包括：环氧树脂、石墨烯、锌粉和溶剂。通过以上方式，本发明环氧锌烯复合涂料相比于传统的环氧富锌涂料，锌含量较低，与基体的附着力强，可应用于金属基体防护，形成的涂层致密性强，耐水性、机械性能和防腐性能优异。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种环氧锌烯复合涂料及其制备方法和具有涂层的制品。

背景技术

随着钢铁等金属材料的大量使用，金属防腐日益受到关注。人们尝试通过各种方式来延缓钢铁等金属腐蚀的速度，其中涂覆涂料是一种常用的方式。普通的传统防腐涂料受限于自身材料性质，将其涂覆于钢铁表面，只是以隔绝腐蚀介质的方式防止钢铁腐蚀，防腐性能不理想。而富锌涂料不但能隔绝腐蚀介质，而且能形成原电池保护，是一种耐腐蚀性能优异的重防腐涂料，被广泛应用于金属重防腐领域。具体地，由于锌的标准电位较钢铁低，腐蚀介质渗入时，钢铁与锌粉形成原电池，锌粉作为原电池的负极失去电子，钢铁作为正极得到电子而获得保护。通常，富锌涂料干膜中锌粉含量在80％以上才能发挥较好的阴极保护作用，然而，富锌涂料高锌粉含量也会带来一系列的问题：(1)漆膜致密性下降，影响涂层耐水性、附着力以及耐冲击性能；(2)涂料固含量提高，搅拌困难，给涂料生产带来不便；且由于涂料中锌粉密度较大，高锌粉含量的环氧富锌存储时易沉降，长时间存放会造成沉降，给施工带来不便；(3)含有富锌底漆的钢铁基材在焊接和切割时会产生大量的锌蒸汽，可能会导致工作人员产生“锌热病”，危害工作人员的身体健康。

发明内容

为了至少解决上述技术问题之一，本发明提供一种环氧锌烯复合涂料及其制备方法和具有涂层的制品。

本发明所采用的技术方案是：一种环氧锌烯复合涂料，所述环氧锌烯复合涂料的组分包括基体涂料和固化剂，所述基体涂料与所述固化剂的质量配比为(5～15)：1；所述基体涂料包括如下重量百分数计的原料：10～40％环氧树脂、0.2～2％石墨烯、20～55％锌粉和10～40％溶剂一。

优选地，所述锌粉选自片状锌粉和/或球形锌粉，所述球形锌粉在所述环氧锌烯复合涂料的制备过程被加工成片状锌粉。采用片状锌粉和/或球形锌粉，在环氧锌烯复合涂料的制备过程中将球形锌粉加工成片状锌粉，其相比于直接采用球形锌粉，电流导通性大，具有迷宫效应和补强作用。具体地，片状锌粉的鳞片基瓦状面与面搭接结构优于球锌基结构的点与点接触，使得电流导通性大大增加，并且可以在降低锌粉用量的同时，获得优异的电化学保护性能；另外，片状锌粉的片状层叠结构使得腐蚀介质的渗透路径延长，形成“迷宫效应”，可大大减少水、氧、离子等腐蚀介质在涂膜中的渗透，提高整个涂层结构的屏蔽性能；补强作用主要表现在片状锌粉的表面活性能够使它与树脂很好地结合，树脂吸附于片状锌粉表面，润湿片锌，与基材结合性强，提高涂层体系的力学性能。

优选地，所述基体涂料的原料还包括功能填料，所述功能填料还包括钛白粉、滑石粉、绢云母、鳞片石墨、云母氧化铁、磷酸铝、沉淀硫酸钡、氧化钙、有机膨润土、活化累托石和磷铁粉中的至少一种。其中，有机膨润土和活化累托石可防止沉降，有利于储存；钛白粉可用于增白调色和增加抗磨性；滑石粉、沉淀硫酸钡、绢云母、云母氧化铁、磷酸铝可作为防锈颜料，起阳极钝化缓蚀作用；氧化钙可用于吸收涂料中的微量水分，防止胀罐；鳞片石墨和磷铁粉可作为导电填料代替部分锌粉，起阴极保护作用。进一步优选地，绢云母、鳞片石墨、云母氧化铁、活化累托石为片状填料，片状填料可起到屏蔽隔绝的效果，减少腐蚀介质在涂膜中的渗透，使涂料的性能更优。功能填料在基体涂料的原料中的含量一般小于30％，优选为15～30％。

优选地，所述溶剂一选自甲基异丁酮、甲苯、二甲苯、正丁醇、丙酮、环己酮中的至少一种。环氧树脂作为成膜物，具体可选用型号为E-44的环氧树脂。石墨烯通常选用层数小于10层、长度小于100μm的石墨烯。