[发明专利]水性石墨烯防腐涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石墨烯材料的应用技术领域，主要涉及一种水性石墨烯防腐涂料及其制备方法。该涂料广泛适用于金属材料及其它基材的表面防护。

背景技术

当今世界，金属材料（如钢铁）已成为人类生活中不可或缺的重要资源，然而因其自身特性使然，使得金属（如钢铁）的“锈蚀”无法完全避免，因此防止金属腐蚀是一个很严重的全球性问题。通常防腐蚀的方法就是在金属表面涂上防腐蚀涂层，隔绝金属与空气、水和化学药剂的接触，但限于防腐涂料的性能，只能达到短时期内金属不被腐蚀，需要定期维护，造成人力、财力的损耗，因此制得耐腐蚀性能更好的涂料以延长维护周期就显得尤为重要。

众所周知，石墨烯是目前人类已知最理想的二维片状结构纳米材料，具有优异的力学、物理学性质，研究发现其断裂强度达125GPa，理论比表面积高到2630m²/g，同时具有十分稳定的化学性质，对水、氧气和腐蚀性药剂具有很好的耐性，是优异的防腐蚀材料。

发明内容

本发明的目的由此产生，提出一种水性石墨烯防腐涂料及其制备方法。利用石墨烯的独有特性，将其配伍于涂料中，其片状结构具有迷宫效应，对水、氧气和化学药剂起到良好的屏蔽作用，降低腐蚀性药剂等向金属基材的渗透速度，增加了涂层的耐腐蚀性，进而延长涂料对基材的防护时间。

本发明实现上述目的采取的技术方案是：一种水性石墨烯防腐涂料，包括树脂基组分和固化剂基组分，所述树脂基组分和固化剂基组分的质量比为1-2:2-5；其中，树脂基组分由环氧树脂、稀释剂、填料、油性石墨烯组成，所述环氧树脂、稀释剂、填料、油性石墨烯的质量量比为80-100:5-20:30-100: 0.1-20；固化剂基组分由分散介质水、助剂、填料、水性石墨烯、芳香族固化剂H228组成，所述分散介质水、助剂、填料、水性石墨烯、芳香族固化剂H228的质量比为150-250:1-2.5:100-300: 0.1-20：100-250。

上述树脂基组分中的稀释剂采用的是烷基缩水甘油醚。

上述树脂基组分中的环氧树脂为E₄₄环氧树脂、E₅₁环氧树脂、XY₅₁₈环氧树脂。

上述固化剂基组分中的分散介质水为蒸馏水、去离子水和普通自来水。

上述固化剂基组分中的助剂为分散剂5027、消泡剂154和润湿剂2105，所述助剂包含分散剂5027、消泡剂154和润湿剂2105的质量比为3：1：6。

上述固化剂基组分中的100-250质量分数的固化剂为芳族胺类乳液，优先芳香胺乳液H228。

上述树脂基组分和固化剂基组分中的填料为三聚磷酸铝、磷酸锌滑石粉、云母粉、或重晶石粉、沉淀硫酸钡、蜡粉或石墨粉、氧化铁红的一种或任意组合。

本发明制备水性石墨烯防腐涂料的方法包括以下步骤：

步骤一，将环氧树脂、稀释剂、填料、油性石墨烯按质量数80-100:5-20:30-100:0.1-10的量比，依次加入到分散反应釜内，速度≥2500转/min,分散10-30分钟，获得树脂基组分

步骤二，将分散介质水：助剂（含分散剂5027、消泡剂154）：填料、水性石墨烯按质量比150-250:1-2.0:100-300: 0.1-20分别加入分散反应釜内，速度≥2500转/min,分散30-60分钟，得浊液；

步骤三，在步骤二得到的浊液中再加入1-5分润湿剂、100-250质量分数的固化剂，低速≤1500转/min搅拌均匀，获得固化剂基组分；所述润湿剂为润湿剂2105，能使固体物料更易被水浸湿的物质，通过降低其表面张力或界面张力，使水能展开在固体物料表面上，或透入其表面，而把固体物料润湿；所述100-250质量分数的固化剂为芳族胺类乳液，优先芳香胺乳液H228；

步骤四，涂覆施工时，用步骤一合成的树脂基组分、步骤二和三合成的固化剂基组分，按质量比等于1-2:2-5的比例混匀就可采用刷涂、滚涂或喷涂的方法涂覆于需要防腐的钢构件或其他基材上形成保护层。