[发明专利]含石墨烯的重防腐涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含石墨烯的重防腐涂料及其制备方法和应用。所述含石墨烯的重防腐涂料包括A组分和B组分，其中，A组分包括石墨烯和环氧树脂，B组分为固化组分，所述石墨烯的性质如下：拉曼光谱中具有D峰和G峰，Isubgt;D/subgt;/Isubgt;G/subgt;在0.10以下。本发明含石墨烯的重防腐涂料具有耐酸/碱性能好、耐硫化氢腐蚀强、耐盐雾/湿热性能强、附着力高等的特点，可应用于钢结构、船舶、海上平台、海上风力装置中作为重防腐涂料。

技术领域

本发明涉及防腐领域，具体涉及一种含石墨烯的重防腐涂料及其制备方法和应用。

背景技术

重防腐涂料作为一种能在苛刻腐蚀环境下为金属基材提供长效保护的涂层，被广泛应用在与海水、高含硫原油、酸/碱液体等腐蚀介质接触的工程设备及设施中。中国作为基建大国，每年由于金属腐蚀造成的损失高达上万亿元。因此，重防腐涂料的研制和开发是非常必要的。

石墨烯凭借良好的屏蔽性能，能有效阻隔腐蚀介质向金属基材的扩散，是传统含锌重防腐涂料的升级替代品，在锌资源短缺的大背景下，各国涂料研究者纷纷投入到石墨烯涂料的研发。CN103897556B公开了一种含锌石墨烯防腐涂料，通过添加少量的石墨烯(2％以下)与少量锌粉(30％以下)，利用二者的协同作用提升涂料的综合性能，但该产品的附着力、耐盐雾性能和抗紫外光老化性能还有待提升，且该产品含有锌，不适用于化学腐蚀环境。

因此，开发耐酸/碱腐蚀、耐硫化氢腐蚀、耐盐雾/湿热性能强、附着力高(≥10MPa)、不含锌的防腐涂料属于该领域的技术难题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中重防腐涂料耐酸/碱性能差、不耐硫化氢腐蚀、耐盐雾/湿热性能差、附着力低、锌添加量大等问题，本发明提供了一种含石墨烯的重防腐涂料及其制备方法和应用。本发明含石墨烯的重防腐涂料具有耐酸/碱性能好、耐硫化氢腐蚀强、耐盐雾/湿热性能强、附着力高等的特点。

本发明第一方面提供了一种含石墨烯的重防腐涂料，其中，所述含石墨烯的重防腐涂料包括A组分和B组分，其中，A组分包括石墨烯和环氧树脂，B组分为固化组分，所述石墨烯的性质如下：拉曼光谱中具有D峰和G峰，I_D/I_G在0.10以下。

上述技术方案中，以石墨烯的质量为基准，碳含量≥99.50％，优选99.80％-99.95％，氧含量为300ppm以下。

上述技术方案中，所述石墨烯的粒径为15-35μm。

上述技术方案中，所述石墨烯呈三维笼状结构，是石墨烯片的堆积体。

上述技术方案中，所述石墨烯为花瓣状石墨烯片的堆积体。

上述技术方案中，所述石墨烯片的中值粒径为5-15μm，优选为8-15μm。

上述技术方案中，所述石墨烯片为1-10层，厚度为0.5-3.0nm。

上述技术方案中，所述石墨烯的拉曼光谱中，I_D/I_G可以为0.01-0.10，进一步可以为0.03-0.10，例如但不限于0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10等等。

上述技术方案中，所述石墨烯的电导率为500-5000S/cm，优选为1500-4000S/cm，进一步优选为2000-3500S/cm，例如但不限于2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、4000等等。

上述技术方案中，所述石墨烯的比表面积50-300m²/g，优选为100-250m²/g。