[发明专利]一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料及其制备方法，涉及表面工程技术领域，本发明提供的涂料包括以下质量份的组分：水性树脂40～45份，氧化石墨烯10～12份，碳化硅10～12份，分散剂6～8份，铝粉3～5份，水120～200份。本发明通过氧化石墨烯的六边形蜂窝结构和铝粉的联合作用，提高了涂层耐腐蚀性能；铝粉和碳化硅结合形成铝‑硅混合结构，进一步提高了涂层的致密性、耐高温性和抗腐蚀性。因此，本发明提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料具有优异的防腐能力，且采用水基，环保、成本低。并且本发明提供的制备方法氧化石墨烯和铝粉的结合强度非常高，从而有效提高了涂料的防腐能力，且方法简单，易于控制。

技术领域

本发明涉及表面工程技术领域，特别涉及一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料及其制备方法。

背景技术

目前，在工程基建过程中，对建筑、钢架结构、户外设施等表面工程的防腐要求越来越高，且由于轻量化高强度的需求，越来越多的金属结构被应用，包括能源运输管道、化工容器、建筑桥梁、沿海码头设施等，对其防锈抗蚀的要求也随之提高。

传统的防腐涂料主要成分为树脂等，原理主要是通过涂刷凝结后对金属结构进行隔离，避免外部腐蚀介质的侵入。但现有的腐蚀中，存在较大部分的电腐蚀，由电位差形成电离分解等情况，加速了金属锈蚀，而传统的防腐涂料防腐功能较为单一，无法对电腐蚀进行有效阻隔，并对环境存在污染。

石墨烯基防腐涂料是逐渐发展起来的新型防腐涂料，主要以纯石墨烯作为防腐填料。然而现有的石墨烯基防腐涂料对电腐蚀也只能起到一定的阻隔作用，防腐性能提高的并不明显，因而限制了其使用范围。专利CN105349017B公开了一种添加了石墨烯/锌复合材料的防腐涂料及其制备方法，其防腐涂料由以下组分构成(按质量百分含量计)：聚氨酯20～90％、石墨烯/锌复合材料5～15％、着色颜料1～10％、填料5～10％、分散剂0.1～3％、润湿剂0.1～3％、增稠剂0.1～3％、流平剂0.1～1％、消泡剂0.1～1％、杀菌剂0.1～1％、水1～35％。该防腐涂料的防腐性能有所提高，但是在制备过程需要将锌粉在高温下汽化成锌蒸汽复合在石墨烯表面，这种方法存在石墨烯和锌结合强度不足的情况，且工艺较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料及其制备方法。本发明提供的基于氧化石墨烯的水基防腐涂料抗腐蚀能力优异，并且环保、成本低。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种基于氧化石墨烯的水基防腐涂料，包括以下质量份的组分：

优选地，所述分散剂为聚羧酸氨盐分散剂。

本发明提供了以上方案所述基于氧化石墨烯的水基防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

将氧化石墨烯与水混合进行超声处理，得到氧化石墨烯处理液；

将铝粉球磨后与PVA水溶液混合，得到PVA改性铝粉；

将所述PVA改性铝粉与水进行混合，得到粉末泥浆；

对所述粉末泥浆外侧加载电场，并将所述氧化石墨烯处理液加入到粉末泥浆中，经过电解得到复合粉末；

将所述复合粉末在保护气氛下进行烧结，然后与水性树脂、分散剂、水和碳化硅混合，得到基于氧化石墨烯的水基防腐涂料。

优选地，所述超声处理的频率为28kHz，功率为1000W，时间为15min。

优选地，所述球磨的转速为330～350rpm，铝粉球磨后的粒度为3～5μm。

优选地，所述PVA水溶液的质量浓度为0.5～1.2mol/L，铝粉球磨后与PVA水溶液混合的时间为15～20min。