一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料的制备方法，操作步骤如下：(1)按质量百分比称取各成分，然后将环氧树脂、稀释剂Ⅰ和石墨烯粉体进行混合分散，制得石墨烯环氧树脂液；(2)加入填料、助剂和稀释剂Ⅰ，得石墨烯环氧树脂色浆；(3)加入云母氧化铁混合，制得石墨烯增强环氧树脂防腐涂料A组分；(4)将固化剂和稀释剂Ⅱ混合分散，制得石墨烯增强环氧树脂防腐涂料B组分；(5)石墨烯增强环氧树脂防腐涂料A组分和B组分混合后制得立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料。本发明专利技术防腐涂料工艺简单，可以实现石墨烯基涂料的大规模生产；所制备的含立体构造石墨烯的涂料不仅具有良好的物理机械性能，并且耐盐雾效果显著。

A Three-dimensional Graphene Reinforced Epoxy Resin Anticorrosive Coating

The invention discloses a preparation method of a three-dimensional graphene reinforced epoxy resin anticorrosive coating. The operation steps are as follows: (1) weighing the components according to the mass percentage, then mixing and dispersing the epoxy resin, diluent I and graphene powder to prepare graphene epoxy resin solution; (2) adding fillers, additives and diluents I to obtain graphene epoxy resin color paste; (3) adding graphene epoxy resin color paste; (3) adding graphene epoxy resin color paste. Component A of graphene reinforced epoxy resin anticorrosive coatings was prepared by mixing mica iron oxide; (4) Component B of graphene reinforced epoxy resin anticorrosive coatings was prepared by mixing curing agent and diluent II; (5) Component A and B of graphene reinforced epoxy resin anticorrosive coatings were mixed to prepare three-dimensional graphene reinforced epoxy resin anticorrosive coatings. The anticorrosive coating of the invention has simple process and can realize large-scale production of graphene-based coating; the prepared coating containing three-dimensional graphene not only has good physical and mechanical properties, but also has remarkable salt spray resistance effect.

【技术实现步骤摘要】
一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料
本专利技术涉及一种防腐涂料，特别涉及一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料。
技术介绍
防腐涂料，是阻隔周围环境和金属基体接触的介质，能有效避免金属基体的锈蚀。近年来，随着开发海洋资源的力度不断加强，重防腐涂料已成为涂料领域的重要的研发方向。在海洋、工业等苛刻的腐蚀环境中通常采用三层重防腐体系，即底漆、中间漆和面漆，每一层漆膜的特性不同，其在体系中的作用就有区别，中间漆连接底漆和面漆，在体系中起阻隔和增加涂层整体厚度的作用，能有效延长涂层体系的寿命。现有的防腐涂料种类超过1000种，目前的常见的防腐涂料有环氧树脂涂料、酚醛环氧涂料、聚氨酯防腐涂料等。常用的防腐涂料通常采用树脂为基料，添加片层结构的填料作为主要的阻隔物质，再以其他填料进行填充，使涂层增厚。如云母氧化铁中间漆，环氧玻璃鳞片中间漆，环氧厚浆漆等等。在现有的防腐涂料中，起阻隔作用的片层结构填料主要为云母氧化铁和玻璃鳞片，这些填料的颗粒都比较大，而成膜物质为树脂，因此树脂成膜过程中，填料颗粒较大会导致缺陷产生，造成微孔，使用过程中腐蚀性介质会通过微孔逐步渗透，腐蚀金属基体。石墨烯是一种新型的碳材料，具有良好的导电性、耐磨性、高比表面积和小尺寸效应，这些优异的性能引起了广泛的关注。研究表明，将石墨烯加入涂料中，可以改善涂层的内部缺陷，提高涂层的力学性能，同时还能提高附着力、防腐蚀等性能。如专利201711056937.0使用环氧树脂、石墨烯、氟磷酸盐等制备了一种石墨烯防腐涂料，单层涂膜耐中性盐雾1500h以上；专利201711341605.7使用环氧树脂、石墨烯等制备了一种石墨烯防腐涂料，涂层耐中性盐雾1400h～1600h，但通常二维结构的石墨烯较难分散且很容易团聚而失去其应有的性能，因此一般需要较多的添加量才有防腐效果，同时石墨烯种类的不同会对防腐涂料的性能带来巨大影响。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中环氧树脂防腐涂料存在耐候性差、阻隔性低和使用寿命短等缺陷，专利技术一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料，旨在得到一种可以减少涂层内部缺陷，提高涂层力学性能、附着力和防腐等性能，延长涂层对机体的保护时间的防腐涂料。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料，按照质量百分比由以下成分组成：作为优选，所述石墨烯粉体为立体构造石墨烯；所述石墨烯粉体的比表面积≥300m2/g。作为优选，所述的环氧树脂为E20。作为优选，所述的云母氧化铁为400目。作为优选，所述的填料为滑石粉、钛白粉、碳酸钙、云母粉或炭黑中的一种或几种。作为优选，所述的助剂由偶联剂、防沉剂和消泡剂组成，三者比例为偶联剂：防沉剂：消泡剂＝1：1～3：1～3。作为优选，所述的偶联剂为KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)或KH-792(N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷)硅烷偶联剂。作为优选，所述的防沉剂为膨润土；所述的消泡剂为二甲基硅油；所述的固化剂为聚酰胺650。作为优选，所述的稀释剂Ⅰ和稀释剂Ⅱ为二甲苯、正丁醇和环己酮的混合物，各自质量比为二甲苯：正丁醇：环己酮＝1：0.3～0.6：0.3～0.6。如上所述一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料的制备方法，操作步骤如下：(1)按质量百分比称取各成分，然后将环氧树脂、称取所得稀释剂Ⅰ总质量50％的稀释剂Ⅰ和石墨烯粉体进行混合分散，制得石墨烯环氧树脂液；(2)将填料、助剂和称取所得稀释剂Ⅰ剩余的50％的稀释剂Ⅰ加入到步骤(1)制备的石墨烯环氧树脂液中，继续混合制成石墨烯环氧树脂色浆；(3)向步骤(2)制备得到的石墨烯环氧树脂色浆中加入云母氧化铁进行混合搅拌，制得石墨烯增强环氧树脂防腐涂料A组分；(4)将固化剂和稀释剂Ⅱ混合分散，制得石墨烯增强环氧树脂防腐涂料B组分；(5)将步骤(3)制得的石墨烯增强环氧树脂防腐涂料A组分和步骤(4)制得B组分按质量比3:1混合搅拌均匀后制得立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术使用一种通过催化裂解法制备的立体构造石墨烯粉体，具有以石墨烯片层为单元构成的类似蜂窝状的结构，易于分散到涂料中且不易团聚，同时具有石墨烯的优异性能。通过使用立体构筑石墨烯粉体制备石墨烯增强环氧树脂防腐涂料，石墨烯填充到涂层的微孔中，可以减少涂层内部缺陷，增强涂层物理阻隔能力，提高涂层的力学性能，附着力和防腐等性能，延长涂层对基体的保护时间，达到了长效防腐的目的，并克服了现有环氧树脂防腐涂料耐候性差、阻隔性低和使用寿命短等缺陷；进一步的，本专利技术防腐涂料工艺简单，可以实现石墨烯基涂料的大规模生产；所制备的含立体构造石墨烯的涂料不仅具有良好的物理机械性能，并且耐盐雾效果显著。附图说明图1是本专利技术采用的原料石墨烯的形貌图。具体实施方式下面结合附图具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。实施例中采用的石墨烯粉体为立体构造石墨烯，石墨烯粉体的比表面积≥300m2/g。实施例1按照质量比二甲苯：正丁醇：环己酮＝1：0.5：0.5，称取二甲苯、正丁醇和环己酮，然后混合搅拌均匀，得到稀释剂Ⅰ，备用；按照质量比二甲苯：正丁醇：环己酮＝1：0.5：0.5，称取二甲苯、正丁醇和环己酮，然后混合搅拌均匀，得到稀释剂Ⅱ，备用。一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料的制备方法，操作步骤如下：(1)按上述表格中质量百分比称取各成分，然后将E20环氧树脂、称取所得稀释剂Ⅰ总质量50％的稀释剂Ⅰ和石墨烯粉体进行混合球磨分散，制得石墨烯环氧树脂液；(2)将填料(钛白粉、滑石粉、碳酸钙和炭黑)、助剂(偶联剂KH-550、防沉剂膨润土和消泡剂二甲基硅油)和步骤(1)称取所得稀释剂Ⅰ剩余的50％的稀释剂Ⅰ加入到步骤(1)制备的石墨烯环氧树脂液中，继续混合制成石墨烯环氧树脂色浆；(3)将向步骤(2)制备得到的石墨烯环氧树脂色浆中加入云母氧化铁进行混合搅拌，制得石墨烯增强环氧树脂防腐涂料A组分；(4)将固化剂聚酰胺650和稀释剂Ⅱ混合分散，制得石墨烯增强环氧树脂防腐涂料B组分；(5)将步骤(3)制得的石墨烯增强环氧树脂防腐涂料A组分和步骤(4)制得B组分按质量比3:1混合搅拌均匀后制得立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料。实施例2按照质量比二甲苯：正丁醇：环己酮＝1：0.3：0.3，称取二甲苯、正丁醇和环己酮，然后混合搅拌均匀，得到稀释剂Ⅰ，备用；按照质量比二甲苯：正丁醇：环己酮＝1：0.3：0.3，称取二甲苯、正丁醇和环己酮，然后混合搅拌均匀，得到稀释剂Ⅱ，备用。一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料的制备方法，操作步骤如下：(1)按上述表格中质量百分比称取各成分，然后将E20环氧树脂、称取所得稀释剂Ⅰ总质量50％的稀释剂Ⅰ和石墨烯粉体进行混合砂磨分散，制得石墨烯环氧树脂液；(2)将填料(钛白粉、滑石粉、碳酸钙和炭黑)、助剂(偶联剂KH-550、防沉剂膨润土和消泡剂二甲基硅油)和步骤(1)称取所得稀释剂Ⅰ剩余的50％的稀释剂Ⅰ加入到步骤(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料，其特征在于，按照质量百分比由以下成分组成：

【技术特征摘要】
1.一种立体构造石墨烯增强环氧树脂的防腐涂料，其特征在于，按照质量百分比由以下成分组成：2.根据权利要求书1所述的防腐涂料，其特征在于：所述石墨烯粉体为立体构造石墨烯；所述石墨烯粉体的比表面积≥300m2/g。3.根据权利要求书1所述的防腐涂料，其特征在于：所述的环氧树脂为E20。4.根据权利要求书1所述的防腐涂料，其特征在于：所述的云母氧化铁为400目。5.根据权利要求书1所述的防腐涂料，其特征在于：所述的填料为滑石粉、钛白粉、碳酸钙、云母粉或炭黑中的一种或几种。6.根据权利要求书1所述的防腐涂料，其特征在于：所述的助剂由偶联剂、防沉剂和消泡剂组成，三者比例为偶联剂：防沉剂：消泡剂＝1：1～3：1～3。7.根据权利要求书6所述的防腐涂料，其特征在于：所述的偶联剂为KH-550或KH-792硅烷偶联剂。8.根据权利要求书6所述的防腐涂料，其特征在于：所述的防沉剂为膨润土；所述的消泡剂为二甲基硅油；所述的固化剂为聚酰胺650。9.根据权利要求书1...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁立喆，田植群，沈培康，尹诗斌，黄伊琳，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45