一种石墨烯冷涂锌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冷涂锌涂料及制备方法，所述涂料包括1‑5质量份数的石墨烯浆料、15‑20质量份数的冷涂锌树脂、0.1‑1质量份数的硅烷偶联剂、0.7‑1.5质量份数的有机膨润土、1‑1.5质量份数的聚酰胺蜡和73‑83质量份数的锌粉。通过应用以上技术方案，使涂料具有低污染、低能耗的特性可以满足节能环保的要求且耐盐雾性优异，具有优异的防腐性能；同时单组分包装，可常温固化，干燥快，复涂间隔短，可减少施工成本，缩短工期。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯冷涂锌涂料及其制备方法
本专利技术属于防腐涂料
，更具体地，涉及一种石墨烯冷涂锌涂料及其制备方法。
技术介绍
现有热浸锌工艺技术在国内外众多领域广泛应用，由于其耐久年限长，生产工业化程度高，质量稳定，因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。目前热浸镀锌产品主要有钢板、钢带、钢丝、钢管等，其中热浸镀锌钢板所占比例最大。长期以来，热浸镀锌工艺因其低廉的施镀成本，优良的保护特性和漂亮的外观而备受人们的青睐，广泛应用于汽车、建筑、家电、化工、机械、石油、冶金、轻工、交通、电力、航空和海洋工程等领域。然而由于热浸锌的工艺温度比较高，能耗比较大，产生的大量废水废气污染了环境，其存在的高能耗和污染是目前该工艺技术无法克服的难题。虽然相继出现了达克罗、机械镀锌及锌加等工艺和产品技术，但仍然存在各自不同的缺点，无法完成初始设计的“替代热浸锌”目标。同时，随着国家环保监控力度的加大，治理大气及水污染决心增强，面对“雾霾”治理、排放治理的政策相继出现，河北、山东等地热浸锌工厂出现成本加大、政策性关闭等现象，因此，用于热浸锌工艺的产业转型升级技术和产品需求十迫切。为了改进我国热浸锌行业存在的高能耗、高污染、高职业病危害、施工要求高、周期长等问题，满足国家可持续发展对热浸锌产业升级的需求，开展替代技术及工艺研究，实现热浸锌行业细分市场的转型升级，因此开展冷涂锌涂料的研制，提供一种可以满足节能环保的要求且具有优异的防腐性能和便捷的施工条件的冷涂锌涂料，进而逐步替代热浸锌工艺成了本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种石墨烯冷涂锌涂料，按质量份数计，所述涂料包括0.1-1质量份数的石墨烯、0.1-0.5质量份数的石墨烯分散剂、1-3质量份数的高沸点溶剂、15-20质量份数的冷涂锌树脂、0.1-1质量份数的硅烷偶联剂、0.7-1.5质量份数的有机膨润土、1-1.5质量份数的聚酰胺蜡和73-83质量份数的锌粉。优选的，所述冷涂锌树脂为环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂或有机硅树脂。优选的，所述锌粉为超细片状锌粉，所述锌粉的粒径为3～5μm，所述锌粉的纯度大于等于99.99％。优选的，所述硅烷偶联剂为KH560。相应的，本专利技术还提供了一种上述石墨烯冷涂锌涂料的制备方法，所述方法包括以下步骤：S1、将所述石墨烯、所述石墨烯分散剂和所述高沸点溶剂进行超声分散后制得石墨烯浆料；S2、在所述冷涂锌树脂中加入所述石墨烯浆料后以700-900r/min的转速进行均匀分散；S3、在所述S2的产物中加入所述硅烷偶联剂后以700-900r/min的转速进行均匀分散；S4、在所述S3的产物中加入所述有机膨润土后以900-1200r/min的转速进行均匀分散；S5、在所述S4的产物中加入所述聚酰胺蜡后以1400-1700r/min的转速进行均匀分散；S6、在所述S5的产物中加入所述锌粉后以2500-2700r/min的转速进行均匀分散。本专利技术公开了一种石墨烯冷涂锌涂料及制备方法，所述涂料包括1-5质量份数的石墨烯浆料、15-20质量份数的冷涂锌树脂、0.1-1质量份数的硅烷偶联剂、0.7-1.5质量份数的有机膨润土、1-1.5质量份数的聚酰胺蜡和73-83质量份数的锌粉。通过应用以上技术方案，石墨烯冷涂锌涂料具有低污染、低能耗的特性可以满足节能环保的要求且耐盐雾性优异，具有优异的防腐性能；同时单组分包装，可常温固化，干燥快，复涂间隔短，可减少施工成本，缩短工期。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是示出本专利技术实施例提出的一种石墨烯冷涂锌涂料的制备方法流程示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。目前由于现有“锌保护”防腐技术以热浸锌为主，热浸锌行业存在的高能耗、高污染、高职业病危害、施工要求高、周期长等问题，无法满足节能环保要求。行业内亟需一种既节能环保又具有优异防腐性能的防腐技术。因此本专利技术开展了冷涂锌涂料的研制，提供了一种石墨烯冷涂锌涂料，按质量份数计，所述涂料包括0.1-1质量份数的石墨烯、0.1-0.5质量份数的石墨烯分散剂、1-3质量份数的高沸点溶剂、15-20质量份数的冷涂锌树脂、0.1-1质量份数的硅烷偶联剂、0.7-1.5质量份数的有机膨润土、1-1.5质量份数的聚酰胺蜡和73-83质量份数的锌粉。具体的，石墨烯冷涂锌防腐涂料继承了传统热浸锌涂料的优点，并且克服了其不足，是一种新型、长效、环保、便捷的钢结构防腐技术，尤其在钢结构维修方面展现其突出的优势，拓展了“锌保护”应用的新领域。石墨烯冷涂锌涂料是一种单组分、高含锌量的重防腐涂料，其主要特征为长效性，干膜全锌含量≥95％，耐盐雾≥2000h，对钢铁具有优异的阴极保护与屏障保护；同时其具有耐高温性能，持续抗高温能力为300℃，也具有耐低温性，可持续承受-60℃的低温。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，同时具有优良的导电性能，由于石墨烯过大的比表面积往往使其团聚在一起，不仅降低了自身的吸附能力而且影响石墨烯自身优异性能的发挥，从而影响了石墨烯对冷涂锌树脂的改性，因此通过添加石墨烯分散剂、高沸点溶剂制备石墨烯浆料。高沸点溶剂可选用高沸点芳烃溶剂，高沸点芳烃溶剂是一种由C9、C10重芳烃的同分异构体组成的一系列溶剂的总称，可根据具体实施情况通过调节各种同分异构体在溶剂中的组成，以适应石墨烯浆料的需要。用石墨烯浆料对冷涂锌树脂进行改性形成导电包覆树脂，在钢铁防腐过程中，导电包覆树脂和锌粉共同作用，使石墨烯冷涂锌涂层兼具阴极保护和屏障保护双重作用，同时其自修补效应也可强化防腐蚀效果，从而实现长效防腐的目的。石墨烯冷涂锌涂料的防腐原理具体为：当涂层完好无破损时，致密的石墨烯冷涂锌涂层可有效隔绝空气，保护基材。但当涂层破损使钢铁基材裸露在空气中时，锌粉会与钢铁基材通过导电网链迅速形成腐蚀原电池。根据电化学腐蚀原理，在原电池中始终是电极电位较低的阳极受到腐蚀。锌的标准电极电位(-0.76V)比铁的(-0.44V)低，更为活泼，在腐蚀发生时锌作为阳极优先被氧化，钢铁基材作为阴极则被保护。锌氧化生成的ZnO、ZnCO3、ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O等腐蚀产物粒径小，表面活化能高，会沉积在涂层间隙与缺陷中，从而增强了涂层的致密性。致密的涂层不仅隔绝了钢铁基材与腐蚀介质间的接触，延缓了腐蚀速率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯冷涂锌涂料，其特征在于，按质量份数计，所述涂料包括0.1-1质量份数的石墨烯、0.1-0.5质量份数的石墨烯分散剂、1-3质量份数的高沸点溶剂、15-20质量份数的冷涂锌树脂、0.1-1质量份数的硅烷偶联剂、0.7-1.5质量份数的有机膨润土、1-1.5质量份数的聚酰胺蜡和73-83质量份数的锌粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯冷涂锌涂料，其特征在于，按质量份数计，所述涂料包括0.1-1质量份数的石墨烯、0.1-0.5质量份数的石墨烯分散剂、1-3质量份数的高沸点溶剂、15-20质量份数的冷涂锌树脂、0.1-1质量份数的硅烷偶联剂、0.7-1.5质量份数的有机膨润土、1-1.5质量份数的聚酰胺蜡和73-83质量份数的锌粉。


2.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述冷涂锌树脂为环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂或有机硅树脂。


3.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述锌粉为超细片状锌粉，所述锌粉的粒径为3～5μm，所述锌粉的纯度大于等于99.99％。


4.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH560。
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【专利技术属性】
技术研发人员：商汉章，付翠茜，陈静，师华，杨振波，季学伟，付天竹，翟咏，李彤，颜国盛，
申请(专利权)人：天津中航百慕新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12