一种石墨烯水性防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯水性防腐涂料，所述石墨烯水性防腐涂料包括A组分和B组分，其中，以所述A组分的总重量为100％计，所述A组分包括如下重量百分含量的下述组分：水性环氧乳液10‑25％；硅溶胶10‑15％；PVA粘结剂1‑5％；水性石墨烯浆料5‑10％；水性超分散剂0.5‑1.5％；偶联剂0.5‑2.0％；防锈功能填料5‑20％；触变剂0.1‑1％；金属防锈颜料20‑40％；其他助剂0.5‑5％；去离子水余量；所述B组分包括水性环氧固化剂、醇醚溶剂和去离子水。

A kind of graphene water-based anticorrosive coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯水性防腐涂料及其制备方法
本专利技术属于功能涂料
，尤其涉及一种石墨烯水性防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
石墨烯是纳米碳材料中具有代表性的一种，是2004年发现的新型纳米碳材料。因具有超高强度、超高导热系数的特性，并能够在30-50℃之间自由调控温度，石墨烯被业界誉为“新材料之王”。因其特殊的纳米结构和优异的物理化学性能，在光学、电子学、磁学、生物医药学、催化剂、电池、超级电容和传感器等领域应用前景深远，被公认为21世纪的“革命性材料”。关于物体散热与防腐问题，持续高温令散热器金属基材容易氧化老化，金属氧化老化过程也是金属锈蚀的过程之一，持续高温还会加速基材和涂层的耐久性和耐老化，不但失去散热功效，反而增加界面热阻。因此，具备防腐功能的散热涂料是高温散热涂料基本要求，而普通的散热涂料防腐效果不够理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯水性防腐涂料及其制备方法，旨在解决普通散热涂料防腐效果不够理想的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种石墨烯水性防腐涂料，所述石墨烯水性防腐涂料包括A组分和B组分，其中，以所述A组分的总重量为100％计，所述A组分包括如下重量百分含量的下述组分：所述B组分包括水性环氧固化剂、醇醚溶剂和去离子水。本专利技术另一方面提供一种石墨烯水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：按照本专利技术所述石墨烯水性防腐涂料的配方称取各组分；将配方A组分去离子水一半量、水性超分散剂、硅溶胶、水性石墨烯浆料、部分其他助剂、部分触变剂混合，分散处理后加入防锈功能填料继续分散，得到第一分散浆料；将所述第一分散浆料采用纳米研磨机进行研磨处理，制得研磨浆料；将配方A组分环氧乳液、其他助剂、剩余触变剂、去离子水分散处理后，加入金属防锈颜料继续分散处理至浆料成均匀流体状态，制得组分A；将B组分的水性环氧固化剂、醇醚溶剂、去离子水，分散至浆料成均匀流体状态，制得组分B。本专利技术提供的石墨烯水性防腐涂料，具有以下优点：首先，石墨烯本身没有防腐特性，但石墨烯本征特性，如小分子高比表面积、片层结构、高导电、高导热、高机械强度可以对多种材料性能进行改性，从而达到高效防腐等功效。基于此，本专利技术选用水性石墨烯浆料作为涂料组分，水性石墨烯浆料中的石墨烯对金属防锈颜料复合改性。具体的，小分子片层结构的石墨烯厚度只有纳米级别，在涂料中呈层状网状分布，填补了大颗粒的金属防锈颜料颗粒的间隔空间，形成致密的物理隔绝层，使涂层表现出优异的屏蔽性能，同时纳米厚度的石墨烯具有很好的柔性，可以与环氧分子链有一定的柔性缠绕和卷曲，这种包裹缠绕对涂层具有增韧和补强作用，可明显提高涂层的致密性和耐水性，有效防止水、氧气等小分子腐蚀介质浸入到金属基体表面，有效降低涂层的鼓泡和腐蚀。同时，石墨烯具有高导电性能，在涂料中形成致密的连续致密的网状片层导电结构，与锌粉搭接形成导电通路从而活化涂料中的锌粉，使整个涂层与金属基材体系形成电化学回路，提高了涂层的阴极保护作用，从而提高漆膜的防腐性能。此外，石墨烯的高导热性，在需要高温防腐的领域能加强漆膜的导热特性，从而达到更好的防腐作用。进一步的，在此基础上，PVA粘结剂、偶联剂、水性超分散剂协同作用，能进一步增加水性石墨烯浆料中石墨烯的分散、润湿，提高涂料的分散稳定性，从而加强漆膜的导防腐作用得以充分发挥。其次，采用水性环氧乳液、硅溶胶及PVA粘结剂复配，二氧化硅溶液具有较大的比表面积，较强的吸附特性，带负电荷的羟基，以硅氧烷的方式聚集形成漆膜，在PVA粘结剂的作用下，与小分子的环氧乳液复配形成有机无机复合涂层，兼具了有机无机的功能特性，使金属钢材表面与漆膜间具有更好附着力，致密性，绝缘性，阻止和延缓了小分子的腐蚀介质渗透到金属表面，能增加漆膜附着力、柔韧性、机械强度、耐高温特性等综合性能。本专利技术提供的石墨烯水性防腐涂料，A组分通过将各原材料依次混合分散和研磨后得到，涂料B组分通过将各原材料依次混合分散后得到，制备方法简单易控。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本专利技术实施例提供了一种石墨烯水性防腐涂料，所述石墨烯水性防腐涂料包括A组分和B组分，其中，以所述A组分的总重量为100％计，所述A组分包括如下重量百分含量的下述组分：所述B组分包括水性环氧固化剂、醇醚溶剂和去离子水。本专利技术实施例提供的石墨烯水性防腐涂料，具有以下优点：首先，石墨烯本身没有防腐特性，但石墨烯本征特性，如小分子高比表面积、片层结构、高导电、高导热、高机械强度可以对多种材料性能进行改性，从而达到高效防腐等功效。基于此，本专利技术选用水性石墨烯浆料作为涂料组分，水性石墨烯浆料中的石墨烯对金属防锈颜料复合改性。具体的，小分子片层结构的石墨烯厚度只有纳米级别，在涂料中呈层状网状分布，填补了大颗粒的金属防锈颜料颗粒的间隔空间，形成致密的物理隔绝层，使涂层表现出优异的屏蔽性能，同时纳米厚度的石墨烯具有很好的柔性，可以与环氧分子链有一定的柔性缠绕和卷曲，这种包裹缠绕对涂层具有增韧和补强作用，可明显提高涂层的致密性和耐水性，有效防止水、氧气等小分子腐蚀介质浸入到金属基体表面，有效降低涂层的鼓泡和腐蚀。同时，石墨烯具有高导电性能，在涂料中形成致密的连续致密的网状片层导电结构，与锌粉搭接形成导电通路从而活化涂料中的锌粉，使整个涂层与金属基材体系形成电化学回路，提高了涂层的阴极保护作用，从而提高漆膜的防腐性能。此外，石墨烯的高导热性，在需要高温防腐的领域能加强漆膜的导热特性，从而达到更好的防腐作用。进一步的，在此基础上，PVA粘结剂、偶联剂、水性超分散剂协同作用，能进一步增加水性石墨烯浆料中石墨烯的分散、润湿，提高涂料的分散稳定性，从而加强漆膜的导防腐作用得以充分发挥。其次，采用水性环氧乳液、硅溶胶及PVA粘结剂复配，二氧化硅溶液具有较大的比表面积，较强的吸附特性，带负电荷的羟基，以硅氧烷的方式聚集形成漆膜，在PVA粘结剂的作用下，与小分子的环氧乳液复配形成有机无机复合涂层，兼具了有机无机的功能特性，使金属钢材表面与漆膜间具有更好附着力，致密性，绝缘性，阻止和延缓了小分子的腐蚀介质渗透到金属表面，能增加漆膜附着力、柔韧性、机械强度、耐高温特性等综合性能。具体的，所述A组分用于固化成膜。其中，所述水性环氧乳液水性环氧为线性或支链的低分子聚合物，在其主链上存在有环氧基、羟基等反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯水性防腐涂料，其特征在于，所述水性防腐涂料包括A组分和B组分，其中，/n以所述A组分的总重量为100％计，所述A组分包括如下重量百分含量的下述组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯水性防腐涂料，其特征在于，所述水性防腐涂料包括A组分和B组分，其中，
以所述A组分的总重量为100％计，所述A组分包括如下重量百分含量的下述组分：



所述B组分包括水性环氧固化剂、醇醚溶剂和去离子水。


2.如权利要求1所述的石墨烯水性防腐涂料，其特征在于，所述水性石墨烯浆料为石墨烯的质量百分含量为8-12％的水性分散浆料。


3.如权利要求1所述的石墨烯水性防腐涂料，其特征在于，所述水性超分散剂选自聚醚类水性超级分散剂、聚丙烯酸类水性超级分散剂、聚烯烃类水性超级分散剂中的至少一种；和/或
所述硅溶胶为胶体二氧化硅溶液。


4.如权利要求1-3任一项所述的石墨烯水性防腐涂料，其特征在于，所述水性环氧乳液选自双酚A水性环氧树脂乳液、双酚F型水性环氧树脂乳液中的至少一种。


5.如权利要求1-3任一项所述的石墨烯水性防腐涂料，其特征在于，所述所述防锈功能填料选自磷酸锌、三聚磷酸铝、超细磷铁粉、超细磷锌白、超细铁钛粉、磷酸锌铁、氧化铁红、磷钼酸锌、偏硼酸钡、磷酸钙、硼酸锌、锌铬黄、磷钼酸锌、亚磷酸锌、磷硅酸锌、铁酸锌、云母氧化铁、钙交换二氧化硅中的至少一种。


6.如权利要求1-3任一项所述的石墨烯水性防腐涂料，其特征在于，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、聚硅氧烷偶联剂、络酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。


7.如权利要求1-3任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞第驱，
申请(专利权)人：深圳市烯世传奇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44