[发明专利]单组分石墨烯锌粉涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种单组分石墨烯锌粉涂料及其制备方法，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：该发明克服了现有重防腐涂料存在锌粉含量高、石墨烯分散不稳定的问题，以及减锌使得重防腐涂料如冷喷锌涂料的涂层耐中性盐雾性和附着力差的缺点，通过石墨烯和超级分散剂及体系中其他优选组分及其用量比例的协同效应，解决了石墨烯的分散稳定问题，可替代冷喷锌涂料，具有锌含量低、耐中性盐雾性和附着力佳的优点。

技术领域

本发明涉及一种单组分石墨烯锌粉涂料及其制备方法，应用在重防腐涂料生产领域。

背景技术

重防腐涂料，指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。重防腐涂料的干膜厚度普遍在200μm以上或300μm以上，甚至高达500-1000μm，或高达2000μm。而常规防腐涂料的涂层干膜厚度仅为100μm或150μm左右。因此重防腐涂料能在苛刻条件下使用，并具有长效的防腐寿命。

目前，重防腐涂料的类型主要有热镀锌、热喷锌、冷喷锌、有机富锌及无机富锌涂料等。但不管是哪种类型的重防腐涂料都需要消耗大量的锌。而锌资源是不可再生资源，如果按照全球每年1300多万吨的锌矿开采量，当前的全球锌矿储量只够开采15年左右。中国虽拥有全球第二大的锌矿资源储量，但按照去年锌矿年产量583.26万吨计算，目前的锌矿产资源储量仅可供静态开采7年。因此减锌已成为迫在眉睫的事情，低锌的重防腐涂料的开发也成为趋势。

现有的重防腐涂料举例如下：

(1)CN 111621177 A公开了一种低VOC冷喷锌涂料的制备方法。该涂料由环氧树脂、粘结剂、活性稀释剂、流变助剂、锌粉、环保溶剂和固化剂等组成。该涂料具有较高的体积固含量、低的VOC和强的附着力；

(2)CN 108948898 A公开了一种低表面冷喷锌涂料及其制备方法，该涂料由氧化石墨烯分散液、丙烯酸树脂、硅烷偶联剂、增塑剂、防沉剂、球状锌粉、片状锌粉和混合醇硅溶胶组成。该涂料解决了冷喷锌涂料对基材表面处理要求高、固含量低等导致的不利于施工和对环境有害的问题。

现有以上两种现有重防腐涂料存在的缺点是：产品1、2均存在锌粉含量高(全锌质量百分含量达95％以上)、储存稳定性差，以及容易导致工人锌热病的弊端；此外产品2还存在石墨烯不易分散，以及石墨烯分散后易团聚、稳定性差等弊端。

然而单单减锌又会给重防腐涂料带来种种问题，如重防腐涂料中的冷喷锌涂料的涂层在锌粉含量较低(全锌含量在50-60％)的情况下，存在耐中性盐雾性和附着力均较差的弊端。

因此，提供一种可替代冷喷锌涂料的锌含量低、耐中性盐雾性和附着力佳的单组分石墨烯锌粉涂料及其制备方法己成为当务之亟。

发明内容

为了克服现有重防腐涂料存在锌粉含量高、石墨烯分散不稳定的问题，以及减锌使得重防腐涂料如冷喷锌涂料的涂层耐中性盐雾性和附着力差的缺点，本发明提供一种单组分石墨烯锌粉涂料及其制备方法，通过石墨烯、环氧树脂、分散剂及体系中其他优选组分及其用量比例的协同效应，形成石墨烯微片与环氧树脂均匀分散的体系，解决了石墨烯的分散稳定问题，在石墨烯很低的添加量下即可在涂料的涂膜中形成优异的屏蔽和导电网络，使涂层在较低的含锌量情况下也具有优异的防腐性能和粘结强度，具有耐中性盐雾性和附着力佳的优点。

本发明的技术方案如下：

一种单组分石墨烯锌粉涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：

其中，所述溶剂由二甲苯、正丁醇与甲基异丁基酮或环己酮按照质量比例5-7:3:1配制而成。

所述石墨烯优选为氧化还原石墨烯或机械剥离石墨烯，层数≤10层；

所述环氧树脂优选为分子量2500-5500的双酚A型环氧树脂。