锌烯防腐粉末涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种锌烯防腐粉末涂料及其制备方法、使用方法，其中，所述锌烯防腐粉末涂料各组分按重量份计，包括：

Zincene Anticorrosive Powder Coatings and Their Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
锌烯防腐粉末涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种电化学原理防腐的粉末型涂料及其制备方法，尤其涉及了一种环氧富锌防腐粉末涂料。
技术介绍
粉末涂料作为一种新型的100％固体粉末状涂料，具有无溶剂、可回收、上粉率高、环保节能和涂膜机械性能高等特点，是涂料发展趋势之一。环氧富锌粉末涂料通过掺入大量锌粉在涂层中形成有效导电网络，可以及时导走静电，并在必要的时候以锌为牺牲性阳极替代基材优先腐蚀，其耐腐蚀性能优异，被广泛应用于金属重防腐领域。但现有技术中，为了在涂层中形成有效导电网络需要添加大量锌粉，通常高达50％以上，不仅成本高，且容易出现多孔、附着力下降等问题；同时，富锌涂层在起阴极保护作用时会产生锌盐，后期大量锌盐的析出会加速电化学腐蚀，导致涂层的防腐性能迅速下降。石墨烯(Graphene)严格的定义是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的二维平面结构，是目前已知最薄、强度最大的一种新型纳米材料。随着石墨烯生产制备中工艺的不同，以及为了实现在工艺中得到不同性能的石墨烯产品，本公开中的石墨烯C原子上可能会接有极少量的0原子，或者由多层二维平面结构的石墨烯堆叠在一起形成的多层结构的石墨烯产品。石墨烯具有极大的比表面积(2630m2/g)，将少量石墨烯引入环氧富锌粉末涂料中，石墨烯与少量锌粉就可以搭建石墨烯-锌粉互穿网络，如此可大幅降低锌粉的用量，既节约了成本，又改善了涂膜的物化性能。石墨烯也是室温下导电最好的材料，电导率可达108Ω/m，比铜和银更低，将少量石墨烯引入即可优化涂层的导电性，减少了由静电累积等引起的锌粉消耗，延缓了锌盐的析出，提高了体系防腐性能。中国专利CN104087125.B中提出一种海洋环氧富锌防腐粉末涂料及其制备方法，其在环氧树脂中以纳米级铝粉、石墨烯和复合填料代替部分锌粉，使得锌粉掺入量减至15～20％，耐盐雾时间达到1700～2000h。但纳米级铝粉、锌粉和复合填料总掺量达到40％以上，石墨烯掺量为1～3％，且复合填料是由粘土、铁矿渣、纳米玉石粉以及稀土粉末等为主的多种成分经过高温煅烧、球磨等复杂工艺制备，该环氧富锌粉末涂料制备成本依旧昂贵；同时，涂层附着力低(2级)、冲击韧性差(50kg·cm)等问题也未解决。该专利所述石墨烯添加量较大，全文未给出任何相关限定信息，也未表明石墨烯在其中的作用。现有技术中所列明的
技术实现思路
仅代表专利技术人所掌握的技术，并不理所当然被认为是现有技术而用于评价本专利技术的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种石墨烯和锌粉掺量少、防腐性能优异的环氧锌烯防腐粉末涂料；本专利技术的另一目的是提供上述粉末涂料的制备方法；本专利技术的又一目的是提供上述分末涂料的使用方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现：一种锌烯防腐粉末涂料，各组分按重量份计，包括：优选地，所述各组分按重量份计，各组分的重量份之和为100份。作为上述的锌烯防腐粉末涂料的优选方案，各组分按重量份计，包括：树脂62份，固化剂4.8份，助剂2.4份，锌粉25份，填料5份，石墨烯0.8份。根据本专利技术的一个方面，所述树脂为环氧树脂。优选地，所述环氧树脂的环氧当量700～840，软化点为85～100℃。根据本专利技术的一个方面，所述固化剂为双氰胺、改性双氰胺或三缩水甘油基异氰尿酸酯中的至少一种。所述改性双氰胺是由甲苯胺和间甲苯胺与双氰胺反应合成的改性双氰胺，可以从市面上购得。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯为石墨烯粉体。优选地，所述石墨烯为采用氧化还原法制备的石墨烯粉体。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯为层数≤10层石墨烯粉体。根据本专利技术的一个方面，，所述石墨烯粒径为D50≤10μm。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯的氮气吸附法测定比表面积为180～350m2/g。BET越小石墨烯层数越大，BET越大需要占据更多的流动相(即树脂)，流平性变差，附着力下降。经过深入的研究分析和针对性的测试后，发现当石墨烯的氮气吸附法测定比表面积为180～350m2/g时，所得产品效果最佳。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯碳含量≥95％。根据本专利技术的一个方面，所述助剂选自流平剂、消泡剂、润湿剂、紫外光吸收剂、光亮剂或抗老化剂中的至少一种。根据本专利技术的一个方面，所述助剂采用流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按(10-15)：(3.5-5)：(5.6-6.3)：(1.6-3)：1的质量比的组合。根据本专利技术的一个方面，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂和抗老化剂按12:4:7:1质量比的组合。根据本专利技术的一个方面，所述流平剂包括聚丙烯酸酯。根据本专利技术的一个方面，所述消泡剂包括二苯乙醇酮。根据本专利技术的一个方面，所述润湿剂包括聚甲基丙烯酸甲酯。根据本专利技术的一个方面，所述增电剂包括季铵盐化合物。根据本专利技术的一个方面，所述抗老化剂包括亚磷酸酯。根据本专利技术的一个方面，所述锌粉粒径为5～20μm，优选5～10μm。根据本专利技术的一个方面，所述填料包括二氧化硅、硫酸钡或磷酸锌中的至少一种。根据本专利技术的一个方面，所述填料为二氧化硅、硫酸钡和磷酸锌按照2:(1.5-3):(0.7-2.5)的质量比的组合。根据本专利技术的一个方面，所述填料为二氧化硅、硫酸钡和磷酸锌按照2:2:1的质量比的组合。上述的锌烯防腐粉末涂料的制备方法，按各组分的配比，将树脂、固化剂、锌粉、石墨烯、助剂和填料配制成母料，熔融挤出，压片冷却，粉碎后过筛，即可。优选地，所述过筛采用150目过筛。上述的锌烯防腐粉末涂料的使用方法，将锌烯防腐粉末涂料采用静电喷涂后在150～200℃下烘烤5～15min，即可。优选地，所述烘烤温度为180℃、烘烤时间为10min。针对传统环氧富锌体系中锌粉添加量大、成本高，涂膜附着力差等问题，本专利技术在环氧富锌粉末涂料中引入少量石墨烯，利用其极大的比表面积，与少量锌粉形成互穿网络，降低了成本，也改善了涂膜附着力和冲击韧性；同时，石墨烯优异的电学性能保证了互穿网络的导电性，利于及时导走静电，减少了锌粉的消耗，增强了涂层的防腐性能。具体参见表1。该粉末涂料采用石墨烯粉体，工艺上极易实现且操作简单，适合大规模工业化生产；在成本方面，近年来采用氧化还原法制备石墨烯粉末取得较大的发展，已有千吨级市场供应，价格大幅降低，相对于添加大量锌粉具有综合的价格优势，在环氧富锌重防腐粉末涂料方面具有广阔的应用前景。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可以通过增加、删除、修改等各种不同方式修改所描述的实施例。因此，描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。本专利技术的一个实施方式中，提供了一种锌烯防腐粉末涂料，各组分按重量份计，包括：在保证上述各组分的重量份关系中，各组分的重量份之和为100份。作为上述的锌烯防腐粉末涂料的优选方案，各组分按重量份计，包括：树脂62份，固化剂4.8份，助剂2.4份，锌粉25份，填料5份，石墨烯0.8份。根据本实施方式的一个方面，所述树脂为环氧树脂。所述环氧树脂的环氧当量700～840，软化点为85～100℃。根据本实施方式的一个方面，所述固化剂为双氰胺、改性双氰胺或三缩水甘油基异氰尿酸酯中的至少一种。根据本实施方式的一个方面，所述石墨烯为采用氧化还原法制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌烯防腐粉末涂料，各组分按重量份计，包括：

【技术特征摘要】
1.一种锌烯防腐粉末涂料，各组分按重量份计，包括：优选地，所述各组分按重量份计，各组分的重量份之和为100份。2.根据权利要求1所述的锌烯防腐粉末涂料，各组分按重量份计，包括：树脂62份，固化剂4.8份，助剂2.4份，锌粉25份，填料5份，石墨烯0.8份。3.根据权利要求1所述的锌烯防腐粉末涂料，其特征在于，所述树脂为环氧树脂，优选地，所述环氧树脂的环氧当量700～840，软化点为85～100℃。4.根据权利要求1所述的锌烯防腐粉末涂料，其特征在于，所述固化剂为双氰胺、改性双氰胺或三缩水甘油基异氰尿酸酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的锌烯防腐粉末涂料，其特征在于，所述石墨烯为石墨烯粉体，优选地，所述石墨烯为采用氧化还原法制备的石墨烯粉体；优选地，所述石墨烯为层数≤10层的石墨烯粉末；优选地，所述石墨烯粒径为D50≤10μm；优选地，所述石墨烯的氮气吸附法测定比表面积为180～350m2/g；优选地，所述石墨烯碳含量≥95％。6.根据权利要求1所述的锌烯防腐粉末涂料，其特征在于，所述助剂选自流平剂、消泡剂、润湿剂、紫外光吸收剂、光亮剂或抗老化剂中的至少一种；优选地，所述助剂采用流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按(10-15)：(3.5-5)：(5.6-6.3)：(1.6-...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖健平，郑雅轩，杨修宝，瞿研，
申请(专利权)人：常州第六元素材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32