[发明专利]一种基于石墨烯改性的无机硅酸锌车间底漆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种基于石墨烯改性的无机硅酸锌车间底漆及其制备方法。

背景技术

无机硅酸锌车间底漆是一种钢材预处理底漆，干燥速度快、防腐蚀性能优良，能满足流水线快速切割和焊接工艺，因而被广泛应用于船舶、钢结构等制造行业钢材的临时防护和保养，无机硅酸锌车间底漆是目前用量最大的车间底漆品种。根据钢材或构件所处环境的要求，以及无机硅酸锌车间底漆中金属锌含量的不同，其15～20微米涂层防护周期一般为3～12个月，涂层金属锌含量高时，涂层防护周期延长，但切割和焊接时有毒锌雾烟尘增加，污染环境，损害操作人员的身体健康；涂层金属锌含量较低时保护时间缩短，切割和焊接时有毒锌雾烟尘也相应减少。目前要达到6个月左右的保护期限，其涂层中金属锌含量通常为40%～50%。

为降低无机硅酸锌车间底漆中锌粉用量，减小切割和焊接时有毒锌雾烟尘产生，以及适应流水线快速切割焊接工艺，国内外进行了大量的研究工作，如在其中添加磷铁粉、滑石粉、硅微粉、云母粉、碳酸钙、磷酸锌等填料，但随着金属锌用量的降低，其防腐性能不可避免的受到影响，涂层中金属锌含量低于30%时，钢材在3个月的防护周期内仍存在较严重锈蚀的风险。中国专利申请号201510394525.2公开了一种绿色环保的无机硅酸锌车间底漆及其制备方法，由基础浆料和固化剂按照质量比2～3：l组成；所述的基础浆料的各组分质量份数分别为：锌粉45～50份、磷铁粉25～30份、钛白粉8.0～10份、气相二氧化硅5～8份、沉淀二氧化硅2～3份、无水乙醇12～15份、去离子水5～10份、异丙醇5～10份、无机填料2～8份、聚羟基羧酸酰胺1.2～2.0份、聚二甲基硅氧烷消泡剂1.2～2.0份、苯并三唑缓蚀剂1.2～2.0份；所述的固化剂的各组分重量份数分别为：正硅酸乙酯40～45份、无水乙醇50～60份、硅树脂15～20份、浓度为9.5％～10.5％的稀氨水3～5份。该底漆不含无机溶剂，较为环保，但锌含量较高，同样无法解决上述问题。

研究证明石墨烯因具有优良的导电和屏蔽性能可以作为增强材料应用于无机硅酸锌车间底漆，以降低锌粉用量，提高防腐蚀性能。目前，国内石墨烯应用于无机硅酸锌车间底漆的研究少有文献报道，也无产品规模化生产和应用。

发明内容

因此，针对以上内容，本发明提供一种基于石墨烯改性的无机硅酸锌车间底漆及其制备方法，该涂料在金属锌含量较低时，其防护周期就能超越高锌含量无机硅酸锌车间底漆，节约了金属锌资源的消耗，降低切割和焊接时有害锌雾的产生，同时具有良好的贮存稳定性、施工性能和高速切割及焊接性能。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于石墨烯改性的无机硅酸锌车间底漆，由独立分开的组分一和组分二组成，所述组分一由以下重量份的各原料组成：辅助成膜树脂0.1～2份、溶剂20～30份、分散剂0.1～1份、填料20～50份、锌粉20～30份、防沉剂1～2份、石墨烯0.1～1份；所述组分二由以下重量份的各原料组成：硅酸乙酯30～50份、催化剂0.01～0.1份、去离子水3～5份、溶剂45～65份。

进一步的改进是：所述辅助成膜树脂为乙基纤维素或聚乙烯醇缩丁醛。

进一步的改进是：所述防沉剂为有机膨润土、聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、气相二氧化硅、氢化蓖麻油中的任意一种或两种以上以任意比混合的组合物。

进一步的改进是：所述石墨烯片层直径为5～20微米，层数≤10层，氧含量小于15%。

进一步的改进是：所述分散剂为一种或两种以上以任意比混合的含胺基或羧基的高分子嵌段共聚物，其作用是分散和稳定涂料中的石墨烯。

进一步的改进是：所述填料为滑石粉、硅微粉、石英粉或磷铁粉中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物，其作用是提高涂层的致密性和屏蔽作用。

进一步的改进是：所述催化剂为盐酸。

进一步的改进是：所述组分二中硅酸乙酯水解后的二氧化硅含量为15～25%。