[发明专利]一种耐温抗冲击石墨烯环氧防腐复合涂料

说明书

本发明涉及一种耐温抗冲击石墨烯环氧防腐复合涂料。其特征在于，由以下按质量比的原料成分为：A组分，30％～50％环氧树脂、20％～40％稀释剂、0.1％～5％石墨烯、0.5％～3％分散剂、0.1％～1％消泡剂、0.1％～0.5％流平剂、0.5％～5％蒙脱土、10％～20％纳米碳酸钙、0.2％～5％偶联剂、1％～2％附着力促进剂。B组分，15％～25％固化剂。通过石墨烯的功能化和自制分散剂的加入，改善石墨烯在环氧体系中的分散性和接合性，大大提高了涂料的耐温、抗冲击和防腐性能。

技术领域

本发明属于钢材管道防腐工程领域，具体涉及一种耐温抗冲击石墨烯环氧防腐复合涂料。

背景技术

环氧树脂(EP)因拥有不同的分子结构形式，可以表现出不同的性能。且由于易与不同的固化剂、稀释剂、助剂等混合使用，制备出在机械、力学、热学、黏结性、绝缘和防腐性能上优异的环氧树脂材料，而被广泛应用于管道防腐涂料。但油气管道在使用、运行过程中会产生弹性形变或塑性形变，比如弹性敷设、吊管机将沟边组装好的管道吊装下沟、冷弯。而环氧类涂料的抗冲击性普遍小于50cm·kg，并且用马口铁测试板测试的冲击强度数据相比于钢管材质的数据要大得多。但管道在运输、吊装等情况下，所受外力远大于50cm·kg，导致涂层易剥离分层、开裂和脱落，降低涂料的防腐性能。因此，开发一种抗冲击性能好的涂料对于油气管道有着重要意义。

石墨烯由sp²杂化的平面碳原子构成，拥有高模量、高强度，Lee等运用原子力纳米压痕技术研究了单层石墨烯的断裂强度和弹性性能，通过分析计算得到石墨烯的杨氏模量为1TPa，断裂强度高达130GPa。由于石墨烯容易转移到环氧涂层对偶表面形成转移膜，与环氧复合使用后可提高涂层的抗冲击性能，国内外诸多学者将其应用与涂料之中，用于改善涂料的耐热、抗冲击和防腐性能。开始添加少量时涂料的综合性能虽然能得到显著提升，但由于石墨烯的比表面积大、表面能高，当添加到一定量时，容易在环氧涂层中的团聚，在涂层中造成裂纹、应力集中点和缺陷，从而造成各方面性能的下降。

发明内容

针对背景技术存在的不足，本发明提出一种耐温抗冲击石墨烯环氧防腐复合涂料，其耐温抗老化性好，抗冲击性和防腐性能优异。

本发明的原理是：一方面，石墨烯由sp²杂化的平面碳原子构成，拥有高模量、高强度，容易转移到环氧涂层对偶表面形成转移膜，与环氧复合使用后可提高涂层的抗冲击性能；另一方面，石墨烯是目前所知具有最高热导率的材料，作为填料加入可提高环氧的耐热性。通过这两方面性能的增强，减少了因涂料破损、老化等因素造成的管道腐蚀加速。

本发明提出一种耐温抗冲击石墨烯环氧防腐复合涂料，其按质量比的原料成分为：A组分，30％～40％环氧树脂、20％～35％稀释剂、3％～10％石墨烯、0.5％～3％分散剂、0.1％～1％消泡剂、0.1％～0.5％流平剂、0.5％～5％蒙脱土、10％～20％纳米碳酸钙、0.2％～5％偶联剂、1％～2％附着力促进剂。B组分，15％～25％固化剂。

进一步的，所述环氧树脂选自环氧树脂E-51、环氧树脂E-54中的一种。

进一步的，所述稀释剂选自乙酸乙酯、二甲苯、无水乙醇中的一种或多种。

进一步的，所述石墨烯为自制的功能化石墨烯，表面接有硬脂酸锌分子。

进一步的，所述分散剂为自制的水杨酸基环氧树脂。

进一步的，所述消泡剂为华凯的消泡剂硅油。

进一步的，所述流平剂选自RB503和BYK333中的一种。

进一步的，所述纳米碳酸钙粒度为0.01～0.1μm。

进一步的，所述偶联剂为KH560。

进一步的，所述附着力促进剂为磷酸酯丙烯酸酯。