[发明专利]一种水性中温抗锻件氧化石墨烯保护涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种水性中温抗锻件氧化石墨烯保护涂料及其制备方法，由以下质量百分比的原料组成：石墨烯粉0.5‑50％、氧化硼5‑10％、无定型二氧化硅1‑15％、有机助溶剂1‑15％、石墨烯助分散剂0.01‑20％、氧化物助分散剂0.01‑10％，余量为水；其制备方法包括步骤：将石墨烯粉加入到有机助溶剂中超声分散得到石墨烯分散液，将石墨烯助分散剂加入并超声得到石墨烯悬浮液，将氧化硼、无定型二氧化硅和氧化物助分散剂混合、搅拌和球磨获得悬浮液，将该悬浮液与石墨烯悬浮液混合搅拌。本发明提供的水性中温抗锻件氧化石墨烯保护涂料，适用于中温工况，可长时间抗锻件氧化，制备工艺简单，使用安全，施工方便。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性中温抗锻件氧化石墨烯保护涂料及其制备方法。

背景技术

在对有色金属材料进行压力加工时，为了得到相应的组织和降低变形抗力，工件需要进行一定的中温处理。而中温处理中常用的抗氧化涂层的主要成分为氧化硼、二氧化硅、氧化铝、磷酸盐等陶瓷相，通常将陶瓷相和添加剂共混然后加入到有机溶剂中，或者将陶瓷相颗粒和添加剂共混分散到水中，直接涂覆于金属表面。但是在中温处理时，陶瓷相透氧率较高，会造成工件表面有一定的氧化烧损，因此仅适用于中低温的短时间金属防护。而且目前抗氧化涂料所使用的防护剂，会造成抗氧化涂料在使用和运输过程中有固液分层的问题，严重影响使用的效果和运输成本。

石墨烯是一种具有丰富悬挂键的层状物质，有良好的润滑性，电绝缘性、导热性和耐化学腐蚀性优异，成型制品便于机械加工。基于石墨烯优良的抗侵蚀特性，有望成为替代传统陶瓷的新型中温抗氧化保护涂料。

专利一种中温滑石封严涂层材料及其制备和使用方法(申请号为CN104403557A)，公开了一种中温滑石封严涂层及其制备。该发明各组分及各组分质量配比为:耐350℃有机硅树脂漆25％-45％、涂料铝粉1％-3％、涂料级滑石粉40％-60％、石棉粉2％-8％、二甲苯或甲苯4％-12％；该滑石封严涂层材料是由有机硅树脂漆、滑石粉、铝粉、石棉粉及有机溶剂配制而成，在使用时采用一定的涂刮工艺涂覆在零件表面上，在工作中起隔绝空气的作用，然而该发明申请的保护剂保持时间较短。

因此急需一种适用于中温工况，可长时间抗锻件氧化，制备工艺简单，使用安全，施工方便的水性中温抗锻件氧化石墨烯保护涂料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种适用于中温工况，可长时间抗锻件氧化，制备工艺简单，使用安全，施工方便的水性中温抗锻件氧化石墨烯保护涂料及其制备方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种水性中温抗锻件氧化石墨烯保护涂料，由以下质量百分比的原料组成：石墨烯粉0.5-50％、氧化硼5-10％、无定型二氧化硅1-15％、有机助溶剂1-15％、石墨烯助分散剂0.01-20％、氧化物助分散剂0.01-10％，余量为水。

优选的，所述石墨烯粉的纯度大于99％，粒度小于等于5μm。

优选的，所述氧化硼的纯度大于99％，所述无定型二氧化硅的纯度大于99％。

优选的，所述有机助溶剂为乙醇、丙酮和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种的复配。

优选的，所述石墨烯助分散剂为聚乙烯醇、聚乙烯基毗咯烷酮、海藻酸钠、聚丙烯酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和脂肪酸钠中的一种或多种的复配。

优选的，所述氧化物助分散剂为羧甲基纤维素钠、聚甲基丙烯酸铵、聚乙烯醇和聚乙二醇中的一种或数种的混合物。

上述一种水性中温抗锻件氧化石墨烯保护涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将石墨烯粉加入到有机助溶剂中，进行超声分散，得到石墨烯分散液；