[发明专利]一种水性石墨烯重防腐涂料

说明书

本发明公开了一种水性石墨烯重防腐涂料，涉及微生物技术领域，包括以下步骤：步骤A、步骤B、步骤C和步骤D。本发明将石墨烯均匀的分散到树脂中，制备了石墨烯水性防腐涂料，大幅降低了锌粉的用量，其力学、防腐等性能超越了目前的环氧富锌防腐涂料。涂料的附着力可达10Mpa，硬度达到3H，耐盐雾超过3000h，耐湿热超过2000h，防腐寿命可达15年。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，特别涉及一种水性石墨烯重防腐涂料。

背景技术

腐蚀一直是钢铁、冶金、建筑、交通运输等行业面临的最大挑战之一。据统计，全世界每年因腐蚀造成的直接经济损失约2.5万亿美元，相当于2013年全球GDP的3.4％。也有数据表明，手表上的秒针每转过一圈半，世界上就有1吨的钢铁被腐蚀成渣。防腐涂料是当今腐蚀防护的最有效手段。防腐涂料按其涂料膜层的耐腐蚀程度和使用要求，通常分为常规型和重防腐型两类。其中，重防腐涂料是减小腐蚀破坏，保障苛刻腐蚀环境下装备和设施可靠性和服役寿命的关键材料，其发展水平是一个国家涂料科技水平的重要标志。目前我国防腐涂料的市场规模已经仅次于建筑涂料而位居第二位，并且需求年均增速超过20％，其中重防腐涂料的市场前景尤为突出。据不完全统计，2017年我国重防腐涂料总产量351.4万吨，同比增长18.1％，占涂料总产量的比重上升至18.5％，其中船舶重防腐涂料达66.7万吨，占比为19％，增长最快的是建筑钢构重防腐涂料达47.8万吨。

环氧锌粉底漆是重防腐涂层系统的重要组成部分，具有良好的物理机械性能和施工性能，广泛应用于船舶、桥梁、海洋设施、大型设备以及各类大型建筑钢铁结构的防腐保护。传统的高耐久环氧锌粉底漆中锌粉的含量一般要达到干膜重量的70-80％，环境友好性差是传统环氧锌粉底漆的主要缺点，焊接时因锌粉挥发产生锌雾，对车间人员身体健康有较大损害。降低锌粉含量，则会导致底漆防腐性能迅速下降。

近几年发现在环氧锌粉涂料中添加石墨烯可以大幅降低锌粉含量。石墨烯具有韧性好、附着力强、耐水性好、硬度高等特点。首先，石墨烯稳定的sp2杂化结构使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层，阻止扩散渗透的进行；其次，石墨烯具有很好的热稳定性和化学稳定性，不论是在高温条件下(可高达1500℃)，还是在具有腐蚀或氧化性的气体、液体环境中均能保持稳定。另外，石墨烯良好的导电、导热性能对钢材服役的环境提供了有利条件。但因石墨烯比表面积极大，在水溶液中难以润湿分散。而且石墨烯在涂料中容易团聚，从而影响涂料的性能。因此，开发具有良好分散效果的石墨烯重防腐涂料具有重要的应用价值。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种水性石墨烯重防腐涂料，解决了现有涂料的水溶液中难以润湿分散、对人体有害和存在溶剂有毒、易挥发、浪费、污染环境等缺点。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种水性石墨烯重防腐涂料，包括以下步骤：

步骤A：制备有机硅改性水性环氧乳液；

步骤B：制备改性石墨烯粉体；

步骤C：制备石墨烯水性防腐涂料组分A；

步骤D：准备水性环氧固化剂BH-653组分B，将组分A与组分B按照质量比配比使用即可得到水性石墨烯防腐涂料。

可选的，所述步骤A中的机硅改性水性环氧乳液的制备方法为：将氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)与二甲基二乙氧基硅烷与水性环氧树脂(F0707)混合，搅拌均匀后反应3h，得到固含为50％左右的有机硅改性水性环氧树脂。