一种石墨烯杂化的有机-无机防腐涂料及制备方法技术

本发明专利技术涉及功能涂料领域，公开了一种石墨烯杂化的有机

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料及制备方法


[0001]本专利技术涉及功能塑料领域，特别是涉及一种石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料及制备方法。

技术介绍

[0002]目前，随着建筑工业的高速发展，对桥梁、港口和工业设施中所用混凝土的防腐要求越来越高。常规的防腐涂料很难达到防腐要求。混凝土中使用了大量的钢筋，钢筋的锈蚀是引起混凝土性能下降的关键。通常的，钢筋植入混凝土用于增加混凝土的强度，然而，由于混凝土的自身属性，其存在较多的微孔，外界环境中的酸、碱、盐容易通过微孔直接侵蚀钢筋，直接导致混凝土开裂、强度骤减。因此，对钢筋的防腐保护，使其免受大气、水、酸碱等的腐蚀极为重要。
[0003]石墨烯是由一层碳原子组成的二维碳纳米材料，是目前已知最薄的二维材料，其厚度仅为0.335nm，它由六边形的晶格组成，可以看作是一层被剥离的石墨片层。石墨烯具有优异的结构刚性和良好的导电性，这些优异的特性使石墨烯拥有十分广阔的发展前景。曼彻斯特大学发现一层薄薄的石墨烯涂层可以用作防水耐化学涂料，可用于包装来保持食物的新鲜，防止金属结构腐蚀。只有一层原子厚度的的石墨烯可以通过氧化附着含氧官能团，这种超强防腐蚀性石墨烯氧化物可能会对化工、制药和电子行业产生重大影响。为此，石墨烯应用于防腐涂料被广泛应用。
[0004]中国专利技术专利公开号CN104805692A公开了一种高性能防腐防水环保新材料，沥青50
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60份、天然胶粉30
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40份、树脂沥青4<br/>‑
6份、石墨2
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4份、纳米二氧化硅3
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5份、纳米碳化硅1
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3份、茂金属聚乙烯1
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3份、纳米氧化铝1
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3份、甲基硅油1
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2份、海泡石绒1
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2份、仿蜘蛛丝纤维1
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3份、抗氧化剂2
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4份、石墨烯0.4
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0.6份、煅烧粘土微粉1
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2份、氨基树脂1
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3份、海泥0.5
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1.5份。该专利技术成分简单，防腐、防水性能好，耐老化，拉伸强度高，延伸性能好，具有优良的低温柔度和耐热性能，适用于各种恶劣环境下。
[0005]中国专利技术专利公开号CN108727947A公开了一种氧化石墨烯杂化防腐涂料及制备方法，该方法通过在氧化石墨烯分散液中反应生成氧化铝前驱/氧化石墨烯杂化物，进一步与3
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氨基丙基三乙氧基硅烷、环氧树脂、添加剂混合，制成防腐涂料。与传统方法相比，该方法制备的防腐涂料，氧化石墨烯在涂料中相容性好，分散均匀，避免了涂料产生点蚀坑，破坏涂层结构的缺陷，并且具有良好的耐腐蚀性能和耐剥离性能，综合性能优异，适用范围广。
[0006]中国专利技术专利公开号CN108892989A公开了一种及一种石墨烯多功能涂料的制备方法，所制备的涂料主要包括高铝煤矸石岛、高岭土矿石岛、直立液压粉碎岛、尾气烘干岛、转鼓窑岛、循环冷却岛、涂料配制岛、高铝粉煤灰岛、石墨烯岛、涂料辅料岛、石墨烯涂料包装岛等成分，是一种低成本生产无污染的环保型、高防腐、耐高温、耐磨、高附着力、高隔热、快散热等多功能石墨烯涂料的方法，适合在海洋工程、船体、汽车、飞机、集装箱、高端装备、环保设备、精密机械、建筑、木制品、塑料制品、橡胶制品、碳纤维、玻璃、玻璃钢等领域应用。
[0007]可以看出，石墨烯使用于防腐涂料，在于其微小的尺寸为二维结构，在填充涂料层微孔的同时，二维层结构的可以形成良好的阻隔层。然而，石墨烯在涂料中的加入量有限，只有良好的分散才能够使石墨烯的阻隔防腐效果得到发挥，而石墨烯的分散一直是个难题。
[0008]为提升石墨烯作为防腐涂料的效果，本专利技术提出一种石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料及制备方法。

技术实现思路

[0009]针对目前防腐涂料的耐久性、防腐效果较差的问题，为了使石墨烯在防腐涂料中发挥最佳防腐功能，本专利技术提出一种石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料及制备方法。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料，包括A、B、C三组分，A、B、C三组分的重量份为100:2:1.2；其中A组分为主组分，B组分、C组分为辅助反应组分；所述A组分由如下方法制备得到：（1）将磺化三聚氰胺甲醛树脂、复合扩散剂加入水中高速搅拌分散，然后加入石墨烯，进行高速均质分散，得到细腻的石墨烯浆料，再加入硅酸钾分散均匀，得到无机分散浆料；其中，磺化三聚氰胺甲醛树脂、复合扩散剂、石墨烯、硅酸钾、水的质量配比为1
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3:3
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5:3
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5:5
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15:100；复合扩散剂为正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、二甲基亚砜按照质量比1:1:3复合而成。
[0011]（2）将有机氟硅聚合物乳液加入步骤（1）得到的无机分散浆料，缓慢搅拌均匀，然后加入环氧树脂、无机填料、流平剂、消泡剂，缓慢搅拌均匀，用水调制粘度在2000
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2500cP，得到A组分；其中有机氟硅聚合物乳液、无机分散浆料、环氧树脂、无机填料、流平剂、消泡剂的质量配比为：10
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15:30
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40:15
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20:1
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3:0.1
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0.2:0.05
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0.1；所述B组分由如下方法制备得到：将壬基酚型酚醛胺与二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺的任意一种以质量比1:3组成B组分；所述C组分为缩合磷酸铝；将A、B、C三组分混合后得到石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料。
[0012]优选的，所述环氧树脂为水性环氧树脂，其具有良好的成膜性，通过与有机氟硅聚合物乳液、无机分散浆料复合，在石墨烯杂化下形成石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料。所述流平剂为丙烯酸类平流剂。
[0013]优选的，所述消泡剂为德国毕克的BYK
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032。
[0014]优选的，所述无机填料选用滑石粉、硫酸钡、绢云母中的一种。
[0015]石墨烯在涂料中的分散直接影响杂化效果和涂料防腐性能。然而，由于石墨烯为极薄的结构，极易聚集。而这种聚集会使石墨烯的防腐性大幅降低，甚至消失。
[0016]本专利技术显著的优势在于：通常的，由于石墨烯的疏水性，在水性涂料中会快速沉降、聚集，严重影响分散，即使通过高速分散，在涂料的陈放过程中也会存在石墨烯与涂料体系离析的问题。鉴于此，本专利技术首先对石墨烯进行特殊的分散处理，其中使用复合扩散剂为正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、二甲基亚砜按照质量比1:1:3复合而成，配制的扩散剂具有
合适的表面张力，能够有效使石墨烯稳定均匀的分散悬浮在水中而不会沉降。石墨烯颗粒间不会团聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料，其特征在于，包括A、B、C三组分，A、B、C三组分的重量份为100:2:1.2；其中A组分为主组分，B组分、C组分为辅助反应组分；所述A组分由如下方法制备得到：（1）将磺化三聚氰胺甲醛树脂、复合扩散剂加入水中高速搅拌分散，然后加入石墨烯，进行高速均质分散，得到细腻的石墨烯浆料，再加入硅酸钾分散均匀，得到无机分散浆料；其中，磺化三聚氰胺甲醛树脂、复合扩散剂、石墨烯、硅酸钾、水的质量配比为1
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3:3
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5:3
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5:5
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15:100；复合扩散剂为正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、二甲基亚砜按照质量比1:1:3复合而成；（2）将有机氟硅聚合物乳液加入步骤（1）得到的无机分散浆料，缓慢搅拌均匀，然后加入环氧树脂、无机填料、流平剂、消泡剂，缓慢搅拌均匀，用水调制粘度在2000
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2500cP，得到A组分；其中，有机氟硅聚合物乳液、无机分散浆料、环氧树脂、无机填料、流平剂、消泡剂的质量配比为：10
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15:30
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40:15
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20:1
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3:0.1
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0.2:0.05
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0.1；所述B组分由如下方法制备得到：将壬基酚型酚醛胺与二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺的任意一种以质量比1:3组成B组分；所述C组分为缩合磷酸铝；将A、B、C三组分混合后得到石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯杂化的有机
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无机防腐涂料，所述环氧树脂为水性环氧树脂，所述流平剂为丙烯酸类平流剂。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯杂化的有机

【专利技术属性】
技术研发人员：曾军堂，陈庆，司文彬，李钧，霍庆城，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：