一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）、将树脂加入到溶剂中溶解，溶解后向树脂中加入稳定剂和石墨烯粉末，混合均匀后，采用分散工艺处理，得到石墨烯—树脂复合浆料；（2）、另取树脂、溶剂与填料混合，混合均匀后加入分散剂，再采用分散工艺处理，得到色浆；其中，另取的树脂类型与步骤（1）中的树脂类型相同；（3）、将步骤（2）中所制得的色浆加入到步骤（1）中所制得的石墨烯—树脂复合浆料中，砂磨分散处理后过滤，即得到成品涂料。本发明专利技术增加了腐蚀介质到达保护基体的路径，从而延长了涂层对基体的保护时间，达到了长效防腐的目的，并克服了现有涂料耐候性差、阻隔性低和使用寿命短等缺陷。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及防腐涂料领域，具体地说涉及一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法。

技术介绍

现有的防腐涂料种类较多，不完全统计，我国防腐涂料品种有1000多种，传统的按树脂分类有环氧、环氧沥青、沥青、氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、过氯乙烯、漆酚树脂、硅酸乙酯、高氯化聚乙烯、聚氨酯、聚氨酯沥青、酚醛、醇酸漆等。而环氧树脂类防腐涂料为重防腐涂料中最主要的一类。环氧树脂重防腐涂料主要包括：环氧富锌防腐漆、环氧煤沥青漆、环氧玻璃鳞片漆以及粉末环氧防腐漆和水乳型环氧防腐漆。现有防腐添加剂主要是金属粉末(如锌粉)和玻璃鳞片，都是比较大的颗粒，且用量很大，对涂料的工艺性和使用便捷性影响很大。
为了解决上述技术问题，现有技术中提出了在防腐涂料中添加石墨烯对涂料进行改性的技术，如中国专利号“201410480336.2”在2014年12月10日公开了“一种石墨烯改性的树脂粉末涂料及其生产工艺”，其技术方案为所述的树脂粉末涂料包括树脂、填料、助剂、颜料以及石墨烯；质量百分比如下：树脂：50%-80%；填料：0%-40%；助剂：5%-7%；颜料：0.2%-3%；石墨烯：0.005—30%。其制备工艺包括如下步骤：（1）、将树脂、固化剂、助剂、颜料以及石墨烯按照权利要求1所述的比例放入高速混料机中混合；（2）、然后将该混合物在高温加热的混料机中熔融；（3）、融化成浆状物质再由螺杆机挤出，辊压成片，冷却使混合物固化，随后压成片料；(4)、然后将片料物按颗粒分级和分离操作研磨成颗粒状粉末，其粒径为10—100μm，制成树脂粉末涂料。但该专利在实际应用过程中，仍然存在着如下缺陷：一、当石墨烯的添加量为30%时，石墨烯的用量过大，导致成本过高，且大量石墨烯的加入会影响涂层的机械性能，如韧性、强度，导致涂层固化后力学性能下降；另外，石墨烯作为高导电材料，大量加入会使防腐涂层具有导电性，不利于使用在油气管道和其他特殊领域。而当石墨烯加入量为0.005%时，石墨烯在涂层中的作用非常小，石墨烯在体系中不能达到理想的分散状态（各片层交错平铺搭接，阻隔腐蚀介质），最终导致产品的防腐效果较差。二、该专利在制备过程中需要高温加热，生产工艺较为复杂，生成成本较高，并且，该方法生产出的涂料为粉末涂料，适用范围较小。

技术实现思路

本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法，本专利技术增加了腐蚀介质到达保护基体的路径，从而延长了涂层对基体的保护时间，达到了长效防腐的目的，并克服了现有涂料耐候性差、阻隔性低和使用寿命短等缺陷。
为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）、制备石墨烯—树脂复合浆料
将树脂加入到溶剂中溶解，溶解后向树脂中加入稳定剂和石墨烯粉末，混合均匀后，采用分散工艺处理，得到石墨烯—树脂复合浆料；
（2）、配制色浆
另取树脂、溶剂与填料混合，混合均匀后加入分散剂，再采用分散工艺处理，得到色浆；其中，另取的树脂类型与步骤（1）中的树脂类型相同；
（3）、调制涂料
将步骤（2）中所制得的色浆加入到步骤（1）中所制得的石墨烯—树脂复合浆料中，砂磨分散处理后过滤，即得到成品涂料。
所述步骤（1）中，将树脂加入到溶剂中溶解，均匀溶解后，先加入稳定剂并混合均匀，再加入石墨烯粉末并混合均匀，最后采用分散工艺处理0.5—1.5h，得到石墨烯—树脂复合浆料。
所述步骤（2）中，先另取树脂与溶剂混合并搅拌均匀，然后在搅拌状态下加入填料，待填料混合均匀后加入分散剂，再采用分散工艺处理1.5—2.5h，得到色浆。
所述步骤（3）中，将步骤（2）中所制得的色浆加入到步骤（1）中所制得的石墨烯—树脂复合浆料中，砂磨分散45—75min，停止分散后过滤处理，即得到深灰色的成品涂料。
所述步骤（1）中树脂与溶剂的质量比为50—70：30—50，树脂与稳定剂的质量比为100：1—1.5，树脂与石墨烯粉末的质量比为98—98.8：1.2—2。
所述步骤（1）中的石墨烯粉末在加入前应进行预分散处理，具体处理工艺为：将石墨烯粉末置于步骤（1）所述的溶剂中并用超声波超声分散20—40min，分散完成后，通过滤布目数在500目以上的真空抽滤机去除溶剂，得到润湿石墨烯；其中，石墨烯粉末与溶剂的质量比为1：250—300。
所述步骤（1）中的稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、硅烷偶联剂中的一种或两种的混合。
所述步骤（2）中树脂比溶剂比填料的质量比为60—70：5—25：7—35。
所述步骤（2）中的填料为钛白粉、滑石粉、云母片或铁红。
所述步骤（3）中，在砂磨分散处理前，石墨烯—树脂复合浆料中加入有防浮色助剂、防沉剂、防流挂剂、流平剂、消泡剂中的一种或多种；当加入防浮色助剂时，防浮色助剂的加入量为色浆与石墨烯—树脂复合浆料总质量的0.5—1.0%；当加入防沉剂或防流挂剂时，防沉剂或防流挂剂的加入量为色浆与石墨烯—树脂复合浆料总质量的1—2%；当加入流平剂或消泡剂时，流平剂或消泡剂的加入量为色浆与石墨烯—树脂复合浆料总质量的1—1.5%。
所述树脂为环氧树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧改性有机硅树脂、酚醛树脂或乙烯基树脂，当树脂为固态时，在使用前需要将固态树脂捣碎成粉末；所述溶剂为无水乙醇、二甲苯、正丁醇、环己酮、甲基异丁基酮其中的一种或多种混合。
所述的分散工艺为高速磁力搅拌工艺、剪切乳化分散工艺、高速均质搅拌分散工艺、球磨法分散工艺或砂磨分散工艺。
采用本专利技术的优点在于：
一、本专利技术中，石墨烯作为一种低渗透性、薄片状添加剂，通过石墨烯对涂料进行改性，能够得到主要以物理隔绝防腐为主的复合涂层，该复合涂层具有附着力强、强度高、高阻隔性、抗离子渗透性强、耐化学介质腐蚀性强等特性，能够有效阻隔氧气、离子和水分子的渗透，使得被保护的基体材料不会接触到腐蚀介质，从而避免或抑制材料的锈蚀。另外，本专利技术采用上述特定的制备工艺、组分及参数制得的涂料，具有能够延长腐蚀介质到达保护基体路径的优异性能，进而能够延长涂层对基体的保护时间，达到了长效防腐的目的，并克服了现有涂料耐候性差、阻隔性低和使用寿命短等缺陷。
二、本专利技术中，石墨烯粉末具有非常高的化学惰性和较高的表面能，在溶剂中极易发生团聚现象，故而在石墨烯粉末在加入到树脂中之前，对其进行预处理能有效防止石墨烯在树脂中团聚。
三、本专利技术中，通过防浮色助剂能使涂料颜色均匀，避免出现浮色发花现象。通过防沉剂、防流挂剂、流平剂和消泡剂，能提高涂料的稳定性，有利于延长涂料保护基体的时间。
四、本专利技术中的石墨烯粉末添加量较小，相比于现有技术环氧富锌底漆中金属锌粉60—80%wt的添加量和环氧玻璃鳞片漆中玻璃微片10—30wt%的添加量，石墨烯改性防腐涂料中石墨烯粉末的添加量小于1.0wt%，基本不会改变现有涂料的应用方法和适用范围。又由于石墨烯自身的化学惰性和对有机分子亲和性，使其可以添加在大多数涂料、树脂、塑料等基体中，而不会破坏基体的化学性质、流变性质等。可广泛用于土壤、大气、海岸、海水等各种酸、碱、盐、油等腐蚀环境中的防腐蚀工程，以及在空航天、海工、船舶、集装箱、电子、石化、风电、能源、市政工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： （1）、制备石墨烯—树脂复合浆料将树脂加入到溶剂中溶解，溶解后向树脂中加入稳定剂和石墨烯粉末，混合均匀后，采用分散工艺处理，得到石墨烯—树脂复合浆料；（2）、配制色浆另取树脂、溶剂与填料混合，混合均匀后加入分散剂，再采用分散工艺处理，得到色浆；其中，另取的树脂类型与步骤（1）中的树脂类型相同；（3）、调制涂料将步骤（2）中所制得的色浆加入到步骤（1）中所制得的石墨烯—树脂复合浆料中，砂磨分散处理后过滤，即得到成品涂料。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）、制备石墨烯—树脂复合浆料
将树脂加入到溶剂中溶解，溶解后向树脂中加入稳定剂和石墨烯粉末，混合均匀后，采用分散工艺处理，得到石墨烯—树脂复合浆料；
（2）、配制色浆
另取树脂、溶剂与填料混合，混合均匀后加入分散剂，再采用分散工艺处理，得到色浆；其中，另取的树脂类型与步骤（1）中的树脂类型相同；
（3）、调制涂料
将步骤（2）中所制得的色浆加入到步骤（1）中所制得的石墨烯—树脂复合浆料中，砂磨分散处理后过滤，即得到成品涂料。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，将树脂加入到溶剂中溶解，均匀溶解后，先加入稳定剂并混合均匀，再加入石墨烯粉末并混合均匀，最后采用分散工艺处理0.5—1.5h，得到石墨烯—树脂复合浆料。
3.如权利要求1所述的一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，先另取树脂与溶剂混合并搅拌均匀，然后在搅拌状态下加入填料，待填料混合均匀后加入分散剂，再采用分散工艺处理1.5—2.5h，得到色浆。
4.如权利要求1所述的一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，将步骤（2）中所制得的色浆加入到步骤（1）中所制得的石墨烯—树脂复合浆料中，砂磨分散45—75min，停止分散后过滤处理，即得到深灰色的成品涂料。
5.如权利要求1—4中任一项所述的一种石墨烯改性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中树脂与溶剂的质量比为50—70：30—50，树脂与稳定剂的质量比为100：1—1.5，树脂与石墨烯粉末的质量比为98—98.8：1.2—2。
6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景浩，简璐，姚林，高华，
申请(专利权)人：德阳烯碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51