[发明专利]提高环氧富锌底漆耐盐雾性能的石墨烯薄膜、制备及应用

说明书

本发明涉及提高环氧富锌底漆耐盐雾性能的石墨烯薄膜、制备及应用，属于涂料领域，所述石墨烯薄膜包括甲组份和乙组分；所述甲组份包含如下质量份数计的成分：环氧树脂80‑100份、润湿分散剂4‑8份、流平剂2‑4份、消泡剂2‑4份、触变剂4‑10份、石墨烯10‑15份、二甲苯30‑40份和正丁醇14‑20份；所述乙组分为有机改性胺类固化剂。按照环氧值和胺值进行复配计算，所述甲组分和乙组分的质量比为10：2‑3。将所述石墨烯薄膜与环氧富锌底漆配套使用，能有效延长腐蚀性介质在涂层中的扩散路径，充分发挥锌粉的阴极保护作用，从而有效延缓基底金属的腐蚀，能够有效提高漆膜的耐盐雾性能。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体地，涉及一种提高环氧富锌底漆耐盐雾性能的石墨烯薄膜、制备及应用。

背景技术

环氧富锌底漆是目前各类钢结构防腐方面最重要、使用最普遍的重防腐涂料品种之一。其防腐机理主要在于，1）环氧树脂具有良好的屏蔽腐蚀介质和机械强度性能，对基材具有良好的附着力；2）金属锌粉对钢铁的阴极保护作用。锌粉含量与其防腐效果密切相关，为确保防腐性能，通常配方中单质锌的含量不低于配方干膜质量的70%，但是高锌粉含量也会带来一系列的问题，例如贮存过程中容易产生严重的沉底现象；在进行电焊、切割等热加工时释放出大量的氧化锌，容易导致工作人员产生“锌热病”等。同时有研究表明，环氧富锌底漆中只有25%～30%的锌粉在阴极保护中起作用，涂层防护初期，环氧富工艺技术锌底漆以阴极保护作用为主，在腐蚀介质中浸泡之后，涂层中会形成氧化锌、氢氧化锌等腐蚀产物，这些物质会形成一层屏蔽膜，此时涂层防护以屏蔽作用为主。因此，环氧富锌底漆通常锌粉含量较高而利用率较低，造成较大的浪费。

石墨烯材料的出现为解决上述问题提供了便利的条件，目前业内通常的做法为对石墨烯进行表面修饰改性，提升其在环氧富锌底漆中的稳定性，使石墨烯尽可能均匀分布于涂层各部位，促进石墨烯和锌粉的结合能力，从而最大限度发挥锌粉和石墨烯的相互作用，提升锌粉的利用率和阴极保护作用。

常见的修饰石墨烯的方法是利用化学方法对石墨烯表面进行接枝改性，这类方法通常存在如下几个问题：1）石墨烯是由碳原子以SP2共价键紧密连接而成的一种六角蜂窝状平面网状结构，由于大π键的存在使其具有较好的导电性，石墨烯修饰后其晶格结构受到破坏，对其导电性、机械强度等关键性能影响较大。2）化学改性提升了石墨烯在溶剂（二甲苯、甲苯等）中的稳定分散，同时也会使其对溶剂的屏蔽作用降低，削弱对腐蚀介质的屏蔽效果。3）石墨烯改性后，其与锌粉充分结合，在锌粉重力作用下，很难实现石墨烯的自主定向排列，石墨烯的片状结构形成“迷宫”效应较难出现，对水、氧、腐蚀性离子等渗透的阻隔作用大大降低。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的一在于提供一种有效提高环氧富锌底漆耐盐雾性能的石墨烯薄膜，目的二在于提供所述石墨烯薄膜涂料的制备方法，目的三在于所述石墨烯薄膜的应用，即所述石墨烯薄膜涂料与环氧富锌底漆的配套使用方法。所述的配套使用方法不需要对石墨烯进行化学修饰，而是利用石墨烯在环氧树脂和常规溶剂中的不相容性，制备一种石墨烯定向排列的涂层薄膜，与环氧富锌底漆配套使用，从而实现石墨烯与锌粉的“导电搭桥”作用和石墨烯的片状结构形成“迷宫”效应，减少锌粉用量的同时，能有效延长腐蚀性介质在涂层中的扩散路径，充分发挥锌粉的阴极保护作用，从而有效延缓基底金属的腐蚀，能够有效提高漆膜的耐盐雾性能。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种石墨烯薄膜，包括甲组份和乙组分；所述甲组份包含如下质量份数计的成分：环氧树脂80-100份、润湿分散剂4-8份、流平剂2-4份、消泡剂2-4份、触变剂4-10份、石墨烯10-15份、二甲苯30-40份和正丁醇14-20份；

所述乙组分为有机改性胺类固化剂；

按照环氧值和胺值进行复配计算，所述甲组分和乙组分的质量比为10：2-3。