[发明专利]一种含石墨烯的水性聚硅氧烷环氧重防腐涂料的制备方法

说明书

一种含石墨烯的水性聚硅氧烷环氧重防腐涂料的制备方法，涉及涂层新材料和石墨烯新材料的应用技术领域。底漆、中间漆和面漆的制备，底漆由底漆料和底漆固化剂组成，中间漆由中间漆料和中间漆固化剂组成，面漆由面漆料和面漆固化剂组成。特点是：在底漆料、中间漆和面漆料的制备时还分别投入少层石墨烯分散浆料。本发明突破了现有技术瓶颈，引入少层石墨烯(GSs)分散漆料来弥补水性涂层的缺陷，弥补了重防腐涂料水性化后的很多缺陷和不足，甚至在涂层的某些性能方面还超过了溶剂型涂料。

技术领域

本发明涉及涂层新材料技术领域，也涉及石墨烯新材料的应用技术领域。

背景技术

自2004年英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(Andre K. Geim)研究团队制备出石墨烯并于2010年获得诺贝尔物理学奖以来，石墨烯就成了科技界的新名词和炙手可热的新材料。石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。

目前，研究制备石墨烯的方法已有很多，例如微机械剥离法、取向附生法(晶膜生长法)、液/气相直接剥离法、加热SiC法、化学气相沉积法、化学分散法、氧化-还原法，以及最新溶剂剥离和溶剂热法，等等。

如，于2013年9月发表于《英国皇家化学学会》上的标题为《水相法制备低缺陷可调层的石墨烯(Aqueousphasepreparationof graphenewithlowdefect density andadjustable layers†）》的文献就公开了以酸插层石墨(Grafguard 160-50N)制备石墨烯分散浆料的方法：在氮气氛围中，将酸插层石墨(Grafguard 160-50N)用微波辐射后与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、去离子水混合，经超声分散，得到石墨烯悬浮液，然后以微孔膜过滤，弃去滤液后用去离子水洗涤，经调整pH值，得石墨烯分散浆料。这种微波处理石墨以及与表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)之间的相互作用，在水相中直接剥离石墨，能有效地制备出一种低缺陷的少层石墨烯分散浆料(称为GSs)。并且还公开了通过改变CTAB的用量度即可调整GSs的层数的技术方法。

但是，该少层石墨烯分散浆料(GSs)如何指导实际应用，即为如何充分利用石墨烯是研究的根本所在。

当今，工业涂料绿色环保已成为国际社会的共识。纵观涂料工业的发展现状，全球大型涂料制造跨国公司，几乎把溶剂型涂料的生产基地都迁移到中国境内，虽然带动了本土涂料企业的快速发展，但同时也把环境污染带给了中国。

工业涂料是涂料制品中最大类产品，在我国占比涂料总产量的60%以上。其中的防腐涂料又是工业涂料中占比最高的涂料品种。据世界油漆与涂料工业协会统计数据，2015年，全球油漆涂料销售量达到3727万吨，而中国仅工业涂料销售量就贡献了全球总量的28%，其中防腐涂料占我国工业涂料总产量比重的58%。而溶剂型涂料的VOC排放量超过了涂料产量的50%，这些有机溶剂在涂料制造及施工过程排入大气，严重地污染着环境，损害着人类的身心健康。

目前，我们国内工业防腐蚀领域所用的工业重防腐涂料基本上还都是溶剂型类产品，虽然国家环保部门已三令五申，要求涂料企业转型升级、产品更新换代，向绿色环保技术方向发展，但真正实施起来却十分困难。原因是，重防腐涂料不同于普通工业防腐涂料，重防腐涂料要求的是高性能、耐久性，所使用的成膜树脂材料大都是大分子量的高分子聚合物材料，水性化十分困难，即使一些品种能水性化，但涂料体系也不稳定，比起同类溶剂型产品，涂层性能也大大下降。这是业内遇到的共性技术难题。

发明内容

本发明目的是利用少层石墨烯(GSs)来克服现有重防腐涂料缺陷和不足，提出一种含石墨烯的水性聚硅氧烷环氧重防腐涂料及其制备方法。