一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料及其制备方法，利用锌、铜和石墨烯相成中间相，提高涂料和基材之间的附着性能，使其能够使用金属、非金属的防腐，并通过锌、铜的钝化形成致密的防护层，进行防腐耐磨，提高涂料的防腐性，其特征在于石墨烯锌铜多元合金防腐涂料，包括聚氨酯20～90％、石墨烯/锌复合材料5～15％、着色颜料1～10％、填料5～10％、分散剂0.5～0.8％、润湿剂0.1～3％、增稠剂1.5～2％、流平剂0.1～0.5％、消泡剂2～3％、杀菌剂0.1～0.5％、水20～30％，上述组分按重量百分含量计。

A Graphene Zinc-Copper Multi-component Alloy Anticorrosive Coating and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料及其制备方法
本专利技术一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料及其制备方法，涉及一种通过锌、铜和石墨烯形成中间相，进行表面防腐的涂料，属于表面工程领域。
技术介绍
目前，在水利水电、航天航空、船舶码头等等对建筑物和设备的外表防水防腐抗磨蚀保护都有新的要求，上述环境中的工况复杂，对材料表面的防腐耐蚀性要求提高，例如耐热性、耐冲刷性能、耐磨等需求，有的甚至要求在低温环境下的性能要求，现有的涂料材料远远不能满足上述要求，因此需要一种综合性能较高的涂料材料，防止各类水环境、酸碱环境带来的腐蚀，目前越来越多的涂料材料采用石墨烯进行耐腐，被广泛运用在表面防腐中，主要是利用已经生产好的石墨烯与树脂混合，生产出石墨烯类涂料材料，它包括以下3种制备方法：(1)熔融共混：高温下将聚合物与石墨烯熔融混合，可避免使用有机溶剂；(2)溶液共：选择合适的溶剂先溶解聚合物，再与石墨烯分散液均匀混合，最后除去溶剂；(3)原位聚合：将石墨烯分散到聚合物单体中，发生单体－单体间、单体－石墨烯－单体间聚合，原料通常为改性石墨烯，以提高两者相容性。前两种方法是使聚合物进入石墨烯内部形成插层复合物，第3种方法是使聚合物在石墨烯上生长，三者均存在有效地使石墨烯均匀分散、抱团的难题，影响了石墨烯类涂料的各种性能，而且工艺复杂，生产成本高。公开号CN104231684B公开了一种超亲水防雾化氧化石墨烯涂料的制备方法，以石墨微粉为原料，采用湿化学氧化法制备得到氧化石墨烯分散液，然后经过滤清洗、超声粉碎和离心分离得到超亲水防雾化氧化石墨烯涂料，该专利技术其通过石墨烯作为单一的防腐层，进行防腐，结构简单，主要是利用石墨烯之间的分子结构形成防护，功能单一，耐磨性、耐酸碱性相对较弱。公开号CN107266999A公开了一种水性石墨烯防腐涂料及其制备方法，其特征在于，由以下组份组成：聚合物水性树脂、润湿分散剂、消泡剂、PH调节剂、石墨烯填料浆、颜料浆、流平剂、增稠剂、去离子水、固化剂、附着力促进剂，该涂料仅仅依靠单一的石墨烯结构进行防腐，涂刷后的和金属材质基体之间的结合强度较差。
技术实现思路
为了改善上述情况，本专利技术一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料及其制备方法，利用锌、铜和石墨烯相成中间相，提高涂料和基材之间的附着性能，使其能够使用金属、非金属的防腐，并通过锌、铜的钝化形成致密的防护层，进行防腐耐磨，提高涂料的防腐性。本专利技术一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料，包括聚氨酯20～90％、石墨烯/锌复合材料5～15％、着色颜料1～10％、填料5～10％、分散剂0.5～0.8％、润湿剂0.1～3％、增稠剂1.5～2％、流平剂0.1～0.5％、消泡剂2～3％、杀菌剂0.1～0.5％、水20～30％，上述组分按重量百分含量计。所述石墨烯/锌复合材料制备步骤如下：1）将锌粉、铜粉和石墨烯混合加入苯，进行分散处理；所述锌粉、铜粉和石墨烯质量比为1:0.8:0.1；所述锌粉、铜粉和石墨烯预先进行干燥，含水率低于2%；2）将分散后的混合物放置在放置在水浴中，搅拌干燥至糊状；3）将步骤2）得到的糊状混合物进行真空干燥；4）将步骤3）中干燥完成的混合物进行高温烧结，并采用水冷；5）将步骤4）中烧结完成的固体进行研磨粉碎，形成细末，制得石墨烯/锌复合材料；本专利技术一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料的制备工艺如下：1）原料准备：取聚氨酯20～90％、石墨烯/锌复合材料5～15％、着色颜料1～10％、填料5～10％、分散剂0.5～0.8％、润湿剂0.1～3％、增稠剂1.5～2％、流平剂0.1～0.5％、消泡剂2～3％、杀菌剂0.1～0.5％、水20～30％，上述组分按重量百分含量计。2）将石墨烯/锌复合材料、聚氨酯、流平剂、分散剂进行混合，加水，超声振动混合，超声波频率30000-35000赫兹，混合时间15-20min；3）在真空环境下，采用微波辐射步骤1中的混合物，并逐步添加填料、消泡剂、增稠剂，并将消泡剂、增稠剂分为等量的两组进行添加，添加顺序依次为填料、增稠剂、水、消泡剂、增稠剂、消泡剂，添加同步进行搅拌，搅拌转速为添加填料：50-80r/min、第一次添加增稠剂：40-60r/min、加水：50-60r/min、第一次添加消泡剂：120-180r/min；第二次添加增稠剂：50-55r/min、第二次添加消泡剂：200-230r/min；所述第一次添加增稠剂时，向混合物内注入氮气，同时进行搅拌，氮气流量35L/min；4）向步骤3）中得到的混合物添加杀菌剂；所述步骤4）中前10-15min滚筒转速500-600转/分，后10-15min中滚筒转速1000-1500转/份，滚筒内温度为40-50℃；5）添加着色颜料搅拌均匀，制得涂料成品；有益效果。1、锌、铜形成合金中间相，提高了耐酸、碱腐蚀性能。2、通过锌元素在涂刷基材表面形成致密的耐蚀防护层，提高防腐蚀性能。3、铜元素能够对避免附着的微生物进行净化，避免微生物生长使得涂层剥离，提高使用寿命。4、通过向内部注入氮气，将内部的氧气进行排出，减少内部气孔内的含氧量，避免内部氧化腐蚀。5、搅拌转速变化能够节约能源。6、锌铜元素在涂料中形成颗粒，呈固溶态分布，增加涂料强度、耐磨性，提高其使用寿命。具体实施方式：实施例1锌和铜的质量百分比为53：46，石墨烯的质量百分含量为10％时，分散处理时间3.5小时，水浴干燥温度80℃，真空干燥温度90℃，烧结温度为680℃，烧结保温时间1小时，水冷持续15min，在这种配比及工艺参数下制备的锌-铜-石墨烯中间合金成分均匀，耐腐蚀性更好，能够对弱酸、弱碱进行耐蚀。实施例2锌和铜的质量百分比为50：40，石墨烯的质量百分含量为15％时，分散处理时间4小时，水浴干燥温度85℃，真空干燥温度120℃，烧结温度为750℃，烧结保温时间2小时，在做终制备的涂料上涂刷酸溶液，耐蚀性能相比单一锌材料耐蚀性能提高了80%。实施例3锌和铜的质量百分比为51：40，石墨烯的质量百分含量为14％时，分散处理时间10小时，水浴干燥温度90℃，真空干燥温度200℃，烧结温度为900℃，烧结保温时间3小时，在做终制备的涂料上涂刷酸溶液，耐蚀性能相比单一锌材料耐蚀性能提高了82％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）原料准备：取聚氨酯20～90％、石墨烯/锌复合材料5～15％、着色颜料1～10％、填料5～10％、分散剂0.5～0.8％、润湿剂0.1～3％、增稠剂1.5～2％、流平剂0.1～0.5％、消泡剂2～3％、杀菌剂0.1～0.5％、水20～30％，上述组分按重量百分含量计。2）将石墨烯/锌复合材料、聚氨酯、流平剂、分散剂进行混合，加水，超声振动混合，超声波频率30000‑35000赫兹，混合时间15‑20min；3）在真空环境下，采用微波辐射步骤1中的混合物，并逐步添加填料、消泡剂、增稠剂，并将消泡剂、增稠剂分为等量的两组进行添加，添加顺序依次为填料、增稠剂、水、消泡剂、增稠剂、消泡剂，添加同步进行搅拌，搅拌转速为添加填料：50‑80r/min、第一次添加增稠剂：40‑60r/min、加水：50‑60r/min、第一次添加消泡剂：120‑180r/min；第二次添加增稠剂：50‑55r/min、第二次添加消泡剂：200‑230r/min；4）向步骤3）中得到的混合物添加杀菌剂；5）添加着色颜料搅拌均匀，制得涂料成品。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）原料准备：取聚氨酯20～90％、石墨烯/锌复合材料5～15％、着色颜料1～10％、填料5～10％、分散剂0.5～0.8％、润湿剂0.1～3％、增稠剂1.5～2％、流平剂0.1～0.5％、消泡剂2～3％、杀菌剂0.1～0.5％、水20～30％，上述组分按重量百分含量计。2）将石墨烯/锌复合材料、聚氨酯、流平剂、分散剂进行混合，加水，超声振动混合，超声波频率30000-35000赫兹，混合时间15-20min；3）在真空环境下，采用微波辐射步骤1中的混合物，并逐步添加填料、消泡剂、增稠剂，并将消泡剂、增稠剂分为等量的两组进行添加，添加顺序依次为填料、增稠剂、水、消泡剂、增稠剂、消泡剂，添加同步进行搅拌，搅拌转速为添加填料：50-80r/min、第一次添加增稠剂：40-60r/min、加水：50-60r/min、第一次添加消泡剂：120-180r/min；第二次添加增稠剂：50-55r/min、第二次添加消泡剂：200-230r/min；4）向步骤3）中得到的混合物添加杀菌剂；5）添加着色颜料搅拌均匀，制得涂料成品。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯锌铜多元合金防腐涂料的制备方法，其特征在于所述第一次添加增稠剂时，向混合物内注入氮气，同时进行搅拌，氮气流量35L/min。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯锌铜多...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：张志广，
类型：发明
国别省市：江苏,32