[发明专利]石墨烯改性水性环氧重防腐涂料制备工艺

说明书

技术领域

本发面涉及金属材料防腐蚀涂装领域，特别涉及一种石墨烯改性水性环氧重防腐涂料制备工艺。

背景技术

在防腐涂料的发展过程中，国家在节能减排、环境保护、低碳建设等方面对涂料行业的减抗发展起到了很大的推动作用，与此同时也对防腐涂料行业提出了更高的要求。随着环保意识的不断提高，促使涂料企业开发传统溶剂型涂料的替代品(水性防腐涂料等)；开发传统污染重、有毒的含重金属颜料的防腐涂料的替代品(如开发以复合磷酸盐防锈涂料为基础的防腐涂料，开发用石墨烯改性的重防腐涂料，加入1％含量的石墨烯替代50％的锌粉，可以达到环氧富锌涂料相同的防腐效果的同时提高防腐蚀时间，并提高防腐涂料的物理机械性能，特别是硬度和耐摩擦寿命。

我国水性工业涂料的研发水平与国外相比还有一定的差距，如国产水性防腐涂料某些性能达不到同类溶剂型防腐涂料水平，满足不了防腐涂料在桥梁、铁路、户外钢结构等方面的应用要求；国产水性防腐底漆及配套研究欠缺；成本价高等。

目前市售水性环氧防腐蚀涂料在硬度、耐磨擦寿命及耐盐雾时间方面与溶剂型环氧防腐涂料仍有差距，在工业防腐领域还无法完全替代溶剂型环氧防腐涂料。

石墨烯(Graphene)是由单层碳原子紧密堆积成的具有二维片层结构的一种碳质新材料，具有优异的电性能和高的径厚比(＞200)以及薄的片层结构(＜1nm)，是已知最薄、最强的材料。在石墨烯中，碳原子的排列就像鸡爪印网，每一层非常薄，呈透明状，一盎司可以覆盖28个足球场(Graphene：Corrosinon-InhibitingCoating，Dhiraj Prasai，ACS NANO，2012年第6卷第2期：1102-1108)。迪拉吉·普拉赛(Dhiraj Prasai)和他的同事们指出，使用原子薄层石墨烯作为保护涂层，能够抑制腐蚀下面的金属。但是该方法中，石墨烯是通过化学气相沉积法制备获得，只能停留在理论研究阶段，且成本极高，无法进化工业化。

目前，公开号为CN102604533A的中国专利公开了一种基于聚苯胺与石墨烯复合材料的防腐涂料及制备方法。以重量分数计由以下组分构成：成膜物质20--90；聚苯胺与石墨烯复合材料0.1--20；颜料1--10；填料1--10；防流挂助剂0.1--3；分散剂0.1--4；流平剂0.01-2；消泡剂0.01-2；溶剂1-50。

这种防腐涂料中，石墨烯的添加步骤复杂，需要配置氧化剂等溶液，制造成本高。

发面内容

本发面的目的是提供一种石墨烯改性水性环氧重防腐涂料制备工艺，其具有工艺简单、成本低、批量高效生产等优点。

本发面的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种石墨烯改性水性环氧重防腐涂料制备工艺，石墨烯改性水性环氧重防腐涂料由A组分和B组分按4∶1的重量配比混合制成，其中，A组分包括：双酚A水性环氧乳液40～50wt％、石墨烯0.5～2wt％、水性磷酸锌4～8wt％、水性磷钼酸锌4～8wt％、氧化铁红10～15wt％、气相二氧化硅1～2wt％、纳米氧化锌1～2wt％、云母氧化铁红5～10wt％、有机缓蚀剂1～2wt％、179防闪锈剂1～2wt％、190分散剂0.3-0.6wt％、1008润湿剂0.3～0.5wt％、BYK-011消泡剂0.5～1.5wt％、7580抑泡剂0.3～0.5wt％、BYK420抗流挂助剂0.3～1.5wt％、AMP-95 pH调节剂0.3～0.5wt％、去离子水20～25wt％；B组分为：多元胺加成物水性环氧固化剂；

其制备工艺包括以下步骤：

步骤a.按照配方量称取去离子水，边搅拌边加入pH调节剂、水性分散剂、水性润湿剂、水性消泡剂、水性抑泡剂、防闪锈剂；

步骤b.边搅拌边加入水性磷酸锌、云母氧化铁红、水性磷钼酸锌、水性纳米氧化锌、氧化铁红、石墨烯、气相二氧化硅。采用砂磨机研磨至细度为50微米；

步骤c.研磨好的浆料，边搅拌边补加配方量的水性环氧乳液，防流挂助剂，有机缓蚀剂；

步骤d.将A组分和B组分按照4∶1的重量配比混合，搅拌均匀。

进一步设置：所述步骤a的具体方法为：将去离子水、pH调节剂、水性分散剂、水性润湿剂、水性消泡剂、水性抑泡剂、防闪锈剂加入，采用400-600转/分，搅拌5-10分。