[发明专利]一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆及其制备方法。

背景技术

车间底漆是一种钢材预处理底漆，干燥速度快、能满足流水线快速切割和焊接工艺，因而被广泛应用于集装箱、船舶、钢结构等制造行业钢材的临时防护和保养，其作用是腐蚀发生时锌粉作为阳极释放电子延缓钢铁的腐蚀。比如集装箱行业，根据现有涂装要求，现用的车间底漆中锌粉含量＞80％，其干膜厚度5～10微米具备良好的短期防腐性(做到10天左右的防护，符合箱厂工艺条件)，涂层锌粉含量高时，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；涂层锌粉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。

为降低车间底漆中锌粉用量，降低施工状态下的VOC排放，减小切割和焊接时有毒锌雾烟尘产生，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，但随着锌粉用量的降低，其防腐性能不可避免的受到影响，薄涂时存在严重锈蚀的风险以及大量的VOC排放。研究证明石墨烯因具有优良的导电和屏蔽性能可以作为改性材料应用于锌粉车间底漆，以降低锌粉用量，提高防腐蚀性能，另外采用95％固含的水性树脂在同等施工粘度情况下降低VOC的排放。目前，国内石墨烯应用于车间底漆的研究少有文献报道，尤其是在超高固体份快干的水性体系中没有文献报道，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超高固体份快干水性锌粉车间底漆及其制备方法，解决现有技术的车间底漆防腐蚀性能低、施工VOC含量高以及解决石墨烯在涂料中的分散和稳定性能差的缺陷。

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超高固体份快干水性锌粉车间底漆，由主剂和固化剂组成，所述主剂由以下重量份的各原料组成：

所述固化剂由以下重量份的各原料组成：

进一步的改进是：所述水性树脂为水性环氧树脂、含羟基的水性聚酯树脂或含氨基的树脂的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物，所述液体树脂固含为95％，粘度低于3000mpa。

进一步的改进是：所述石墨烯片层直径为5～30微米，层数≤10层，氧含量小于30％。

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：所述增稠剂为有机膨润土、气相二氧化硅、改性脲溶液或非离子缔合型聚氨酯溶液中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。

进一步的改进是：所述消泡剂为聚甲基硅氧烷、丙烯酸聚合物混合物的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。

进一步的改进是：所述填料为硅微粉、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：所述偶联剂为环氧基硅烷偶联剂，其作用是增加涂膜在湿态时的附着力。

一种基于石墨烯改性的超高固体份快干水性锌粉车间底漆的制备方法，包括对主剂和固化剂的制备，所述主剂的制备步骤为：(1)准备如下物料：水性树脂6～20份、助溶剂1～10份、分散剂0.3～1份、消泡剂0.3～1份、填料20～50份、锌粉20～75份、增稠剂0.5～1份、石墨烯0.1～0.4份；(2)按顺序将水性树脂、助溶剂、分散剂、消泡剂加入搅拌缸中，搅拌下缓慢均匀加入石墨烯，高速分散均匀；(3)把以上物料采用研磨机进行研磨，研磨细度≤20微米，获得石墨烯分散体；(4)把研磨后的石墨烯分散体加入到搅拌缸中，开启低速搅拌，控制在300～500r/min，分批加入其它涂料搅拌均匀，加完后搅拌30分钟即可；(5)对产品进行检测，检测合格后过滤、包装，过滤筛网目数为120目；所述固化剂的制备步骤为：(1)准备如下物料：低粘度异氰酸酯树脂50～100份、助溶剂0～50份。；(2)按顺序将低粘度异氰酸酯树脂、助溶剂加入搅拌缸中，搅拌均匀。