[发明专利]一种氧化石墨烯水性环氧涂层及其制备方法

说明书

本发明一种氧化石墨烯水性环氧涂层由环氧树脂、固化剂、锌粉、云母粉、润湿剂、消泡剂、防闪锈剂、流平剂、防沉剂、氧化石墨烯和分散剂构成。涂层的制备方法是将水性环氧树脂、润湿剂、消泡剂、防闪锈剂、流平剂、防沉剂分散后，加入云母粉、氧化石墨烯和分散剂，继续分散再加入锌粉分散均匀，再继续加入固化剂并稀释，所得涂料涂覆在马口铁片上，经固化得到氧化石墨烯水性环氧涂层。本发明氧化石墨烯水性环氧涂层可以起到物理屏蔽防腐和电化学效应防腐双重作用，极大地提高了防腐效果，制备工艺简单，易操作，对设备要求不低，环境友好，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种氧化石墨烯水性环氧涂层及其制备方法，具体属于防腐涂料技术领域。

背景技术

传统的环氧富锌涂层在重防腐领域应用广泛，其防腐机理是基于较为活泼的金属锌对铁的阴极保护作用，但过高的锌粉会导致涂层的多孔、附着力下降，成本增加。氧化石墨烯作为一种纳米材料，具有其优异的阻隔性能，比表面积大，导电性好，而且表面具有亲水性的含氧官能团，能够提高其在水性涂层中的分散性。

因环氧树脂的优异的物理性能，在研究防腐涂层的研究上，有水性环氧树脂溶液中添加氧化石墨烯，制备得到的涂层。此涂层因为氧化石墨烯的添加，增强其物理防腐作用。因为涂层中填料占比较少，涂层的硬度较低；同时涂层内部不能起到牺牲阳极的阴极保护法，使得涂层缺少电流保护。

石墨烯是一种单原子层片状二维纳米材料，具有许多优异的性能，但其分子间较大的范德华力作用，容易在涂层中团聚，使得涂层极易形成孔洞，导致腐蚀介质的渗入，加速腐蚀。氧化石墨烯加入到防腐涂料中去，一方面可以利用屏蔽性能阻止腐蚀介质，另一方面可以利用其片状结构延长腐蚀介质的渗透路径，起到双层的防腐效果。除了物理防腐，氧化石墨烯还可以与涂料形成少量的导电通路，生成多于原来的腐蚀产物，在金属基体上形成致密的保护膜。

本发明涂层相比于环氧富锌涂层，能够解决涂层中锌含量过多的问题，增大涂层的附着力，降低涂层的孔隙率。相比于在环氧树脂中只加入氧化石墨烯，涂层中的部分锌粉在增加涂层的硬度的同时，又能起阴极保护作用，进一步增加涂层的防腐作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯水性环氧涂层及其制备方法，以克服现有技术存在的不足。

本发明一种氧化石墨烯水性环氧涂层由以下组分构成：按质量百分比计，环氧树脂26%、固化剂16%、锌粉50%、云母粉5.8%～6.4%、润湿剂0.4%、消泡剂0.4%、防闪锈剂0.2%、流平剂0.2%、防沉剂0.4%、氧化石墨烯0～0.4%、分散剂0～0.2%。

所述的涂层的制备方法为：

步骤1：砂磨机控制转速为800 r/min，将水性环氧树脂、润湿剂、消泡剂、防闪锈剂、流平剂、防沉剂分散5 min后，加入云母粉、氧化石墨烯和分散剂，继续搅拌分散10 min，其后在300 r/min的转速下加入锌粉，加完锌粉之后以1500 r/min的转速继续搅拌分散15min；

步骤2：步骤1的分散混合液中加入定量的固化剂，搅拌分散均匀后再加入清水进行稀释，以150 μm的线棒涂布器均匀的涂覆在马口铁片上，室温下干燥固化7天，得到氧化石墨烯水性环氧涂层。

所述的环氧树脂为6520-WH-53型水性环氧树脂；

所述的固化剂为IKURE8538-Y-68型水性固化剂；

所述的分散剂型号为JCGWDS；

所述的锌粉粒度为800目；

所述的云母粉粒度为1000目。