[发明专利]一种石墨烯防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯防腐涂料及其制备方法，该石墨烯防腐涂料包括如下组分：水性聚氨酯树脂；水性环氧树脂；石墨烯；纤维素醚；硅酸钾；疏水二氧化硅材料；γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；成膜助剂；填料；润湿分散剂；消泡剂；水。本发明利用纤维素醚、硅酸钾等物质混合，可有效地提高石墨烯的分散性，并将石墨烯分散到水性树脂中，能提高界面结合强度，修复涂料的空隙缺陷，大大地增强涂料致密程度，提高对腐蚀介质的屏蔽作用，增强其防腐性能，再加上γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，可提高水性涂料和水性胶黏剂体系的物理性能和耐水性，同时提高贮存稳定性和力学性能。

技术领域

本发明涉及防腐涂料技术领域，特别是涉及一种石墨烯防腐涂料及其制备方法。

背景技术

石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点:碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10米，键与键之间的夹角为 120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键，因此石墨烯具有优良的导电和光学性能。

利用涂料防腐是金属防腐技术中最成熟、应用最广泛的方法之一。传统防腐涂料掺杂的金属离子容易渗出，涂料与金属发生原电池腐蚀效应，加速金属材料的腐蚀；填料中铅系和铬酸盐系重金属易产生重金属污染；挥发有机物 (VOCs)含量高，影响人类身体健康，造成环境污染。因此，开发一种防腐性能强的防腐涂料成为亟须解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对目前传统技术存在的问题，提供一种石墨烯防腐涂料，解决传统的技术问题，其具有较好的防腐效果。

本发明还提供一种石墨烯防腐涂料的制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种石墨烯防腐涂料，包括如下重量份的组分：

在其中一个实施例中，所述石墨烯、纤维素醚、硅酸钾的质量比为1：0.5-1： 0.8。

在其中一个实施例中，所述疏水二氧化硅材料的制备方法为：

在无水乙醇中加入二氧化硅粉末，搅拌超声分散20-30min，得到混合物；再向混合物中加入丙烯酸乙酯搅拌均匀，静置10-30min，即得疏水二氧化硅材料。

在其中一个实施例中，所述无水乙醇、二氧化硅、丙烯酸乙酯的质量比为3： 1：1-5。

在其中一个实施例中，所述疏水二氧化硅材料与石墨烯的质量比为1：3-6。

在其中一个实施例中，所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂的质量比为0.5：5-12：6。

在其中一个实施例中，所述成膜助剂由三丙二醇、正丁醚与乙醇以质量为 2-4：1：3的比例混合而成。

在其中一个实施例中，所述填料由碳酸钙、钛白粉、滑石粉以质量为1：3： 1-2的比例混合而成。

在其中一个实施例中，所述润湿分散剂为BYK-190水性分散剂；所述消泡剂为BYK-028消泡剂。

本发明还提供一种石墨烯防腐涂料的制备方法，包括如下制备步骤：

S1：将纤维素醚、硅酸钾分别溶于水中，形成混合溶液，再向上述的混合溶液添加石墨烯，搅拌均匀，得石墨烯混合液；