[发明专利]一种石墨烯、碳纳米管冷涂锌防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及涂料及制备方法，具体涉及一种石墨烯、碳纳米管冷涂锌防腐涂料，包括如下组分：锌粉、丙烯酸树脂、改性石墨烯、改性羟基化碳纳米管、分散剂、抗沉降剂、缓蚀剂、溶剂。还公开了一种石墨烯、碳纳米管冷涂锌防腐涂料的制备方法。本发明所得到的一种石墨烯、碳纳米管冷涂锌防腐涂料及其制备方法，得到性能优异的石墨烯、碳纳米管冷涂锌防腐涂料，使漆膜具有优异的抗冲击性，较好的柔韧性。不同与传统冷涂锌涂料依靠牺牲锌粉来进行防腐，石墨烯和碳纳米管自身对水、氧以及氯等具有阻隔作用，可有效延长涂料的防腐寿命，其耐盐雾性可达3600h而不生锈。

技术领域

本发明涉及涂料及制备方法，具体涉及一种石墨烯、碳纳米管冷涂锌防腐涂料及其制备方法。

背景技术

冷涂锌防腐涂料是近年来出现的一种特殊的单组分富锌涂料。冷涂锌干膜中锌粉含量高达96％，含量极高，并综合了热镀锌和热喷锌的优点，不仅可以为钢铁提供良好的阴极保护作用，而且冷涂锌中树脂和氧化锌盐可为涂层提供屏障保护作用，因而具有优异的防腐性能。增加锌粉的含量是增强富锌涂层防护性能的方法之一，但是过高的锌粉含量会降低成膜树脂含量，使得涂膜不足以粘结锌粉，涂层变脆，附着力下降，耐渗透性减弱。

石墨烯是一种新型的由碳原子构成单层片状的二维材料，由于具有大的比表面积以及对水、氧和氯离子等的阻隔特性，使其在防腐涂料领域应用广阔。如专利CN 10556697A公开了一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其组成原料的重量份为：锌粉75-85份、有机树脂2-3份、溶剂15-25份、石墨烯0.1-2份、分散剂0.1-1份、抗沉降剂0.1-1份，在高速分散均匀后获得石墨烯冷喷锌防腐涂料，一定程度上改善了传统冷喷锌涂料附着力低的问题。但在该发明中会由于石墨烯自身比表面积大，表面能高，粒子间极易团聚，从而影响涂料性能。

发明内容

本发明为了解决上述技术不足而提供一种石墨烯、碳纳米管冷涂锌防腐涂料及其制备方法，其得到的涂料具有耐冲击性强，柔韧性高，附着力好，耐腐蚀性能优异且持久等优点。

本发明公开了一种石墨烯、碳纳米管冷涂锌防腐涂料，包括如下组分：

锌粉70-85份；

丙烯酸树脂3-8份；

改性石墨烯0.1-2份；

改性羟基化碳纳米管0.2-3份；

分散剂0.1-1份；

抗沉降剂0.1-1份，

缓蚀剂0.1-1份；

溶剂15-25份；以上份数均为质量份数。

丙烯酸树脂由如下方法制备得到，加入30-70份丁酯于反应釜中，升温至100℃-135℃，滴加30-70份丙烯酸单体和0.2-2.5份引发剂，3h内滴完，保温反应1h，降温，出料得到丙烯酸树脂；其中所述丙烯酸单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或几种；所述引发剂为叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、二叔戊基过氧化物、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁酯中的一种或几种。

改性石墨烯由如下方法制备得到，将1-4份的石墨烯加入到10-20份的质量分数为5-10％的硅烷偶联剂溶液中，以1-3份醋酸为催化剂，在70℃水浴中搅拌反应6-10h，过滤烘干后得到改性石墨烯。

所述改性羟基化碳纳米管由以下方法制备得到，碳纳米管经过双氧水处理后，通过超声处理、洗涤、干燥得到羟基化碳纳米管，再加入到硅烷偶联剂溶液中，在70℃水浴中搅拌反应6-10h，过滤、洗涤、干燥得到改性羟基化碳纳米管。

锌粉粒径为≤5μm，锌含量≥98％。