[发明专利]一种石墨烯改性水性防腐涂料

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性水性防腐涂料，由石墨烯改性水性醇酸树脂、颜填料、助溶剂、流平剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠防沉剂、防闪蚀剂、pH调节剂和去离子水组成；其中，所述的石墨烯聚氨酯改性水性醇酸树脂由植物油或脂肪酸、有机酸酐、二羟甲基丙酸、多元醇、多元醇、石墨烯、多异氰酸酯和去离子水通过反应制得；本发明制得的石墨烯改性水性防腐涂料，结合了石墨烯、聚氨酯的性能优点，具有硬度高、附着力好、耐化学品性强、抗静电性、耐腐蚀性、耐老化性和机械性能强等性能，赋予水性防腐涂料具有优异的抗腐蚀性、耐老化性、优良的机械性能和抗静电性能。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯改性水性防腐涂料，属于水性功能涂料技术领域。

背景技术

涂料是日常生活保护基础设施不可或缺的材料，被广泛应用于建筑物、各类五金件、工业制品的装饰以及机械、车辆、船舶、木器等领域。醇酸树脂涂料具有原料价廉易得、涂膜附着力好、光亮、丰满度好、品种多、对颜料润湿性和分散性好等优点，且具有良好的施工性，在传统涂料领域中一直扮演着十分重要角色。但传统的醇酸树脂涂料中含有大量的有机溶剂，对人体和生态环境造成严重影响。

随着人们对生活品质的更高追求，对涂料的环保性能也提出了更高的要求，环境友好型水性涂料的生产及应用已是大势所趋。与溶剂型涂料相比，水性涂料中没有或很少含可挥发性有机物(VOC)。其具有安全环保、施工灵活、稀释剂易得等多重优点。而水性醇酸树脂涂膜较软、干燥慢，固化时间长，耐候、耐水、耐碱性欠佳，这致其在水性涂料中的应用有一定局限性。

醇酸树脂分子结构多样，特别是其中含羟基等反应性基团，可以对其进行化学改性引入某些具有特殊功能性的分子，以提高其综合性能。

聚氨酯是由异氰酸酯、聚酯或聚醚多元醇以及小分子多元醇和多元胺类扩链剂为主要原料。聚氨酯具有硬度大、耐磨损、附着性能优良等优点，因而被广泛应用于涂料、胶黏剂、泡沫塑料、油墨及橡胶等领域，但聚氨酯存在耐冲击性能不佳、遇潮易起泡、一般的聚氨酯绝缘性高，易产生静电，这使其在某些领域的应用受到限制。

目前，性质单一的树脂已经不能满足涂料市场的要求，石墨烯聚氨酯改性的醇酸树脂涂料，兼具了石墨烯与聚氨酯的特殊性能，漆膜硬度和耐水性、防静电性能都有很大的提高。通过改性醇酸树脂，降低其生产成本，使其具有很好的经济实用价值。

因此，开发一种环境友好型的改性水性醇酸树脂涂料，使其兼备高的漆膜硬度、良好的防静电性和抗腐蚀性是目前亟待解决的问题。

发明内容

石墨稀是一种由单层sp²杂化碳原子组成的二维片状材料，其特殊的结构决定了它具有奇特的电学性能、良好的力学性能、优异的物理机械性能以及气体阻隔性能。石墨烯经强氧化剂氧化后可以制备成氧化石墨，氧化石墨片层含有羟基等活性基团，且具有较高的比表面积。经过氧化后的石墨烯，其π-π共轭结构遭到了破坏，分子间范德华力较石墨烯弱，片层容易剥离。近年来以氧化石墨烯制备的纳米复合材料表现出非常优越的性能，越来越受到人们的重视，其在制备轻质、低成本、高性能复合材料方面具有广阔的应用潜力。

本发明利用氧化石墨烯中的羟基与多异氰酸酯反应制得改性石墨烯，再与醇酸树脂反应制得石墨烯聚氨酯改性水性醇酸树脂，引入醇酸树脂，能有效降低成本，适应市场化需求；本发明结合石墨烯、聚氨酯的性能优点，聚氨酯具有硬度高、附着力好、耐化学品性强、机械性能强等性能，而石墨烯具有很好的机械性能、抗静电性、耐腐蚀性和耐老化性；这不仅赋予涂料具有良好的抗静电性能，还具有优异的抗腐蚀性、耐老化性和良好的机械性能。

本发明的目的旨在提供一种性能全面的石墨烯改性水性防腐涂料及其制备方法。