[发明专利]一种改性石墨烯冷喷锌涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种改性石墨烯冷喷锌涂料，所述涂料按重量百分含量包括如下组分：改性石墨烯1‑5％、水性氟碳树脂5‑30％、助溶剂1‑2％、锌粉40‑70％、增稠剂1‑5％、分散剂0.5‑2％、成膜助剂0.3‑2％和其他助剂1.5‑5％，余量为水。本发明所述冷喷锌涂料，选取水性氟碳树脂作为基础树脂，其与改性石墨烯结合，成膜后拥有良好的附着力以及优异的耐候性。通过改性石墨烯提高水性氟碳树脂与底材的结合能力，增强涂膜的机械性能和电化学保护；同时提高锌粉在涂料中的悬浮性，增加涂层的各项机械强度。

技术领域

本发明属于重防腐涂料领域，涉及一种改性石墨烯冷喷锌涂料及其制备方法和应用。

背景技术

重防腐涂料(Heavy-duty Coating)，指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。因此重防腐涂料能在苛刻条件下使用，并具有长效防腐寿命。例如重防腐涂料在化工大气和海洋环境里，一般可使用10年或15年以上，即使在酸、碱、盐和溶剂介质里，并在一定温度条件下，也能使用5年以上。目前，防腐的主要类型包括：锌阴极防护、涂覆环氧树脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、高固体分防腐涂料、水性防腐涂料等。锌阴极防护的主要方式有热镀锌、热喷锌、冷喷锌、有机富锌类涂料、无机富锌类涂料等。

热镀锌在具有良好防腐性能的同时，带来了高污染、高能耗，现在已经逐渐被冷喷锌所替代。冷喷锌在使用过程中，不用加热到高温，常温喷涂即可达到和热镀锌一样的防腐效果。但由于锌粉是颗粒状的金属，排列之间会有空隙，造成新涂层的密封性不好。现有技术中，为了解决这一问题，一般在冷镀锌表面再涂上封闭剂，从而达到理想的防腐效果，但其操作步骤繁琐。

CN105505212A公开了一种掺有改性石墨烯的冷喷锌防腐涂料，其组成原料的重量份为：改性石墨烯50-80、聚丙烯醋酸乙烯酯10-15、环氧树脂20-38、锌粉70-210、滑石粉17-40。所述的改性石墨烯是通过离子交换将咪唑中的乙烯基苄基交换到石墨烯的边缘部位，然后与甲基丙烯酸甲之聚合，得到的石墨烯聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，即改性石墨烯。但是该改性石墨烯分散性能不好，最终成膜的均匀性和耐候性较差。

CN106590384A公开了一种石墨烯改性的水性冷喷锌涂料及其制备方法；涂料包括A组份和B组分按照质量比为1:4～1:5混合的原料，其中涂料液A组分包含水性树脂、石墨烯浆料和混合助剂，B组分是表面处理的锌粉。该水性树脂与石墨烯浆料结合后虽然在一定程度上提高了冷喷锌的涂料的附着力，但是其耐候性和耐腐蚀性仍然较差。

因此，提供一种附着力和柔韧性强、抗冲击强度高的冷喷锌涂料是该领域目前研究的重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种改性石墨烯冷喷锌涂料，所述涂料既具有良好的附着力、耐候性以及防腐蚀的性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种改性石墨烯冷喷锌涂料，所述涂料按重量百分含量包括如下组分：改性石墨烯1-5％、水性氟碳树脂5-30％、助溶剂1-2％、锌粉40-70％、增稠剂1-5％、分散剂0.5-2％、成膜助剂0.3-2％和其他助剂1.5-5％，余量为水。

本发明通过将石墨烯进行改性处理，提高了石墨烯在冷喷锌涂料中的分散性，解决了石墨烯容易团聚的问题，使其在提高防腐性能时能够充分发挥作用。

在本发明中，改性石墨烯可以通过物理共混的形式与水性氟碳树脂结合，大大增强涂膜的机械性能和电化学保护，所述改性石墨烯拥有较大的比表面积，表现出极大的活性，能在干燥时提高锌粉在涂料中的悬浮性，增加涂层的各项机械强度；此外，改性石墨烯与锌粉的协同作用可以提升富锌涂膜的阴极电化学保护作用，进而提高水性冷喷锌涂料的防护年限，从而降低了涂料的寿命周期成本。