[发明专利]用于混凝土中钢筋表面的掺石墨烯材料水性导电防腐蚀涂料组合物及其制备方法

说明书

用于混凝土中钢筋表面的掺石墨烯材料水性导电防腐蚀涂料组合物及其制备方法，由双组分材料组成，A组分：石墨烯材料、石墨烯分散剂、偶联剂I、导电填料I、吸附增强填料、增韧剂I、助剂I；B组分：固化剂、导电填料II、偶联剂II、增韧剂II和助剂II。树脂为水性环氧树脂，由E‑44、E‑51、E‑54、酚醛环氧乳化、分散或聚合而成；石墨烯材料为环状结构完整度较高的导电性石墨烯材料。固化剂为多官能团胺类化合物。导电填料为不含导电金属成分的惰性填料组成。本发明的涂料既具有较高的导电性、又具有较好的耐碱性、耐盐水浸泡性能，涂敷于钢筋表面后具有较好的弯曲性能、耐阴极剥离性能和较低的与混凝土的粘结力损失。

技术领域：

本发明属于钢筋混凝土防腐蚀技术领域，涉及一种混凝土中钢筋表面的掺石墨烯材料水性导电防腐蚀涂料组合物，特别适用于海洋环境下的钢筋混凝土结构物的防腐蚀。本发明还涉及这种掺石墨烯材料水性导电防腐蚀涂料组合物的制备方法。

背景技术

在钢筋混凝土结构中，为了防止钢筋腐蚀失效，可以在钢筋表面涂敷保护涂层，目前常用的钢筋表面保护涂层是绝缘涂层如环氧树脂粉末涂层，但当绝缘涂层破损则可能会加速破损处的腐蚀，并且由于涂层钢筋之间被绝缘涂层隔离不能形成电连接，从而使钢筋混凝土结构在后续维修维护时不能采用电化学阴极保护措施。如在钢筋表面涂敷导电涂料，将可在混凝土结构维护时采用电化学保护措施。

关于导电或导静电涂料的研究较多，除了本征树脂导电涂料外，多是金属涂层（如喷涂锌）和掺入金属粉末的导电涂层，但这些导电涂料不适用于钢筋表面，原因是在水等介质中，掺入比铁活泼的金属如锌粉或铝粉，会作为导电阳极而牺牲消耗，活泼金属的生成物体积膨胀会破坏混凝土，而如掺入比铁惰性的金属粉如铜粉或银粉，铁将作为电化学阳极腐蚀。所以钢筋表面的导电涂料中只能掺入对铁惰性的填料。

石墨烯是一种具有高导电、高强度、柔韧性好、比表面积大的二维片状纳米材料，与树脂等材料复合可以增强其力学、导电、防腐等性能。掺石墨烯材料的涂料既可以做成导电涂料、也可以做成防腐蚀涂料，本发明是在涂料中掺石墨烯材料和其他导电填料后制成既具有高导电性能又具有高防腐蚀性能并将之用于钢筋表面防腐蚀的导电防腐蚀涂料。

发明内容 ,

本发明的目的是提供一种用于混凝土中钢筋表面的掺石墨烯材料水性导电防腐蚀涂料组合物，以解决混凝土中钢筋表面涂层绝缘的问题，并在混凝土结构后期维护时可采用电化学保护措施。本发明的涂料既具有较高的导电性、又具有较好的耐碱性、耐盐水浸泡性能，涂敷于钢筋表面后具有较好的弯曲性能、耐阴极剥离性能和较低的与混凝土的粘结力损失。

本发明的技术方案是，一种以用于混凝土中钢筋表面的掺石墨烯材料水性导电防腐蚀涂料组合物，由双组分材料组成，使用时按比例配比搅拌均匀后使用。本发明的涂料中A组分由树脂、石墨烯材料、石墨烯分散剂、偶联剂I、导电填料I、吸附增强填料、增韧剂I、助剂I（成膜助剂、抗闪锈剂、乳化剂、附着力促进剂、消泡剂和润湿分散剂等）组成，B组分由固化剂、导电填料II、偶联剂II、增韧剂II和助剂II组成。

配方组成材料：

A组分

树脂：选择水性环氧树脂（可由E-44、E-51、E-54、酚醛环氧等环氧树脂乳化、分散或聚合而成），如Ep6520-WH-53A、Ep7520-WD-52、WB6001、WB4001、WB3002等，可以是其中一种或几种，用量 ：10.0-35.0g。

石墨烯材料：环状结构完整度较高的具有导电性的石墨烯材料，包括物理方法制备的石墨烯材料和还原氧化石墨烯材料以及其他方法制备的石墨烯材料，石墨烯的层数n可以是单层或多层，最优层数n≤10。如JC石墨烯粉、HG石墨烯粉、QG石墨烯浆料（3.8%wt）、SG石墨烯粉等，可以是其中的一种或多种。用量0.1-8.0g。