[发明专利]一种复合型水性无机防腐涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防腐涂料，具体涉及一种具有阴保和抗静电作用的

复合型水性无机防腐涂料及制备方法。

技术背景

富锌涂料是一种具有阴极保护作用的防腐涂料，富锌涂料中锌粉的含量很高,可高达90% （重量比），这样在其干膜中锌粉颗粒之间, 锌粉和钢基材之间是相互接触的, 在此种状态下, 当水分侵入到漆膜内, 锌粉和钢基材之间即形成微电池, 因为锌在电化学中是比铁活泼的金属（电位低）, 所以就从锌粉向钢铁流过防蚀电流, 从而对钢铁起到阴级保护作用。

目前的富锌涂料还存在很多问题，有机涂料普遍耐候性、耐热性不是很好，机械强度不高，易老化，导电率低，不利于阴极保护；溶剂型涂料VOC含量高，涂膜干燥时，挥发出大量易燃易爆有毒的有机气体，对人体伤害大，安全隐患高，环境污染大；水性涂料总体来说是未来发展的方向，但在实际应用中，仍存在很多问题，如实干时间较长，对环境温度和湿度要求高，对钢铁附着力不好，容易造成脱落剥离等；无机富锌涂料目前存在的问题主要集中在对其配套助剂的研究上，特别是高模数硅酸盐富锌涂料有非常突出的防腐性能，可以应用于多种环境复杂的场合，但是存放易沉降，粘度大容易凝胶，这些都是亟待解决的问题。

从理论上讲, 锌粉含量越高，阴极保护作用越好；但是，在实际工程中由于腐蚀环境的不同往往达不到预期效果，如，在水润湿严重的地方, 涂膜中锌粉的溶出比较厉害, 这时锌粉含量大的容易导致漆膜起泡, 因此应用时锌粉含量不能太高，一般不高于70%，这就大大影响了阴极保护效果。

为解决上述问题，本发明产品采用氧化石墨烯与锌粉复配制作防腐涂料，即保证了对阴极保护来说最根本的条件—金属/金属的接触，又具有良好的机械性能和防腐性能。

发明内容

本发明的目的是生产一种防腐性能好、机械强度高、附着力大、环境友好的富锌涂料。

本发明复合型水性无机防腐涂料，其组分按照质量百分比计算为：

氧化石墨烯0.1～4%，锌粉22～34%（小于700目），凹凸棒土（AT）1～3%，硅酸钾15～18%(硅钾比SiO₂:K₂O为2～4)，氧化铁红11%，蒸馏水30～45%，聚丙烯酸钠0.2～0.8%。

本发明所涉及的氧化石墨烯具有优良的导电性、防腐性及表面疏水性；锌粉是较为活泼的一种金属，起到牺牲阳极的阴极保护作用；凹凸棒土是一种具有链层结构的含水富美硅酸盐粘土矿物，对石墨烯和锌粉起分散作用，能有效防止涂料沉淀分层，易于涂刷，并具有较强的耐酸碱性和耐腐蚀性。

本发明所提及的材料均可从市场上购买。

本发明高效复合型水性无机防腐涂料制备方法简单，由以下步骤完成：

（1）将氧化石墨烯和锌粉混合，在60～70℃下搅拌制成粉料。

（2）将硅酸钾、氧化铁红、蒸馏水、聚丙烯酸钠在35～45℃下搅拌混合制成基料。

（3）将上述配好的粉料和基料与凹凸棒土（AT）混合，在50～55℃下搅拌制成涂料。

所述步骤1的搅拌是指以2000～2500r/min搅拌90分钟。

所述步骤2的搅拌是指以1200～1500r/min搅拌45分钟。

所述步骤3的搅拌是指以1500～1700r/min搅拌45分钟。

所述的氧化石墨烯是以颗粒小于500目的石墨烯粉为原料，采用湿化学氧化法（Hummers）制备得到的。

本发明具有以下有益效果：

本发明复合型水性无机防腐涂料检测分析结果如下：

（1）附着力/级：1~2；遮盖力（g/m2）：630；硬度：＞6H。

（2）耐水性（50d）：无变化；耐湿热（80℃、100%RH30d）无变化；耐汽油（30d）：无变化；耐盐水：（3%盐水室温50d）无变化；耐盐雾（1000h）不起泡、不起皱。

（3）导电性（电阻率）＜10⁴Ω/cm。

除此之外，本发明工艺简单、成本低廉、绿色环保、防腐性能好、适用于各类金属管道和金属构件的防腐涂覆等有益效果。

（1）采用氧化石墨烯能够大大减少了锌粉用量，提高了涂层附着力、导电性和硬度。

（2）采用凹凸棒土明显改善锌粉和石墨烯易团聚、沉淀等现象。

（3）固化后涂层具有良好的附着力、耐冲击性、柔韧性、导电性；具有长效阴保防腐效果，适用于各类金属管道和金属构件的防腐涂覆。

（4）本品绿色环保、施工安全。

具体实施方式