[发明专利]一种氧化石墨烯-聚乙烯吡咯烷酮水性复合防腐涂料的制备方法

说明书

一种氧化石墨烯‑聚乙烯吡咯烷酮水性复合防腐涂料的制备方法，它涉及防腐材料制备技术领域，具体涉及一种绿色环保的水性复合防腐涂料的制备方法。本发明的目的是要解决现有单一的水性环氧树脂涂料存在附着力弱、闪锈、机械稳定性差的问题。制备方法：一、制备氧化石墨烯水溶液；二、混合、复合，得到共价键接枝复合反应液；三、分离清洗，得到复合材料粉末；四、物料一步填充，得到氧化石墨烯‑聚乙烯吡咯烷酮水性复合防腐涂料。优点：一、提高了制备工艺的安全性和简捷性；二、抗蚀性能优异，无二次污染，提高水性复合涂层的防腐效果，延长使用寿命，具有很好的发展前景。本发明主要用于制备氧化石墨烯‑聚乙烯吡咯烷酮水性复合防腐涂料。

技术领域

本发明涉及防腐材料制备技术领域，具体涉及一种绿色环保的水性复合防腐涂料的制备方法。

背景技术

在传统环氧树脂防腐涂料的实际施工过程中，常常采用醚醇类、芳烃类以及酮类等有机溶剂作为分散剂，但有机溶剂的成本较高，使用过程中会释放出大量的挥发性有机化合物(VOCs)，易形成气凝胶和PM2.5，它对人体健康和生活环境带来严重的危害。水性涂料以水作为分散介质，绿色环保，可有效改善施工环境，减少对环境的破坏，研究制备绿色环保、抗蚀性能优异的防腐涂料，是目前防腐材料研发的热点。已报道的水性防腐涂料主要包括水性无机富锌底漆、水性环氧富锌底漆、水性环氧涂料、水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料等。

(1)水性无机富锌底漆主要成分为碱金属硅酸盐、锌粉和颜料，可用于油罐、油仓的防腐，也可用于条件苛刻的海洋钢铁、桥梁和烟囱的防腐。由于基料与锌粉需按照一定的比例混合，且锌粉比重较大，所以在涂装前要用金属滤网进行过滤，喷漆时要随时搅拌。

(2)水性环氧富锌底漆以环氧树脂、硅酸乙酯和锌粉为主要原料，以增稠剂、助剂和水等作为辅助材料，适用于钢铁构件的防腐底漆，也特别适用于热交换器内外壁和水下、地下管线等。涂覆的器材表面需进行严格处理，根据ISO标准进行评估和处理，例如，有油脂的器材表面需应用溶剂清洗到SSPC～SP1标准；有灰尘和污物的器材表面需喷砂清洁至Sa2.5～Sa3.0级。

(3)水性环氧涂料以水代替有机溶剂作为溶剂或分散介质的涂料，包括水溶性环氧涂料和水乳化涂料。水溶性环氧涂料是将树脂溶于水后形成均匀的胶体溶液；水乳性环氧涂料是利用合适乳化剂将较低相对分子质量的环氧树脂乳化后形成的涂料。水性环氧涂料的污染小、无火灾危害、有益于保护生态环境。但是水性涂料中的大量亲水基团，导致涂料的耐水性能较差，低温环境或高相对湿度环境下涂料的固化和干燥速度慢。

(4)水性丙烯酸涂料是通过特殊工艺合成的环氧改性丙烯酸水性树脂，以水性树脂、优质颜填料、助剂、水和氨基树脂为原料组合形成的烤漆，具有极佳的金属质感和金属光泽，硬度高、附着力好、抗划伤。但是，湿膜涂装前要对工件表面进行除油除锈和磷化处理，在常温下晾干15min～30min或80℃预烘烤15min后再进行高温烘烤，以防止涂膜起泡，涂装工艺较为复杂。

(5)水性聚氨酯涂料是将聚氨酯分散在水中形成的均匀乳液，不含反应性NCO基团，树脂主要靠分子内极性基团产生的内聚力和黏附力进行固化，具有气味小、节能、操作加工方便等优点，但是涂料的耐水性和耐化学品性差，应用范围受限。

在上述的各种水性防腐涂料实际应用中，大多涂料在涂装前需对基材表面进行预处理，且涂料的制备工艺较为复杂。水性环氧树脂涂料制备工艺简单、操作方便、环境友好，但是单一的水性环氧树脂涂料存在附着力弱、闪锈、机械稳定性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的是要解决现有单一的水性环氧树脂涂料存在附着力弱、闪锈、机械稳定性差的问题，而提供一种氧化石墨烯-聚乙烯吡咯烷酮水性复合防腐涂料的制备方法。

一种氧化石墨烯-聚乙烯吡咯烷酮水性复合防腐涂料的制备方法，具体是按以下步骤制备的：

一、制备氧化石墨烯水溶液：将氧化石墨粉末超声分散在去离子水中，得到氧化石墨烯水溶液，所述氧化石墨烯水溶液的质量分数为0.01％～1％；