[发明专利]一种氨基酸接枝氧化石墨烯填料及其制备方法和在水性环氧富锌涂料中的应用

说明书

本发明涉及一种氨基酸接枝氧化石墨烯填料及其制备方法和在水性环氧富锌涂料中的应用，所述氨基酸接枝氧化石墨烯填料的制备原料包括：L‑赖氨酸、L‑色氨酸和氧化石墨烯。所述水性环氧富锌涂料包括：锌粉、水性环氧树脂、水性环氧固化剂、丙二醇甲醚、滑石粉、氨基酸接枝氧化石墨烯填料、改性剂、助剂和水。该水性环氧富锌涂料制备工艺简单、绿色环保、稳定性好、附着力强，且具备长效防腐性能，适合于重防腐领域。

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，尤其涉及一种氨基酸接枝氧化石墨烯填料及其制备方法和在水性环氧富锌涂料中的应用。

背景技术

腐蚀是金属和周围环境发生作用而被破坏的一种现象，全球每年有2.5万亿美元左右的直接经济损失是因腐蚀造成的，相当于世界GDP的3.4％。在当前金属腐蚀防护技术中，涂覆保护涂料是防止腐蚀较为普遍的方法。在不同的涂料中，富锌防腐涂料受到了广泛的关注，其在船舶、海洋石油平台、储罐、管道、桥梁等基础设施建设都有广泛的应用，在新基建的城市轨道交通等领域同样具有良好发展前景。

当前富锌涂料的研究主要以溶剂型为主，虽然其有很好的防腐性能，但其本身含有挥发性有机物质，其对环境和人的健康都存在危害，溶剂型富锌涂料的发展受到很多限制。而水性环氧富锌防腐涂料以其安全无毒、环保和绿色理念，越来越受到人们的青睐，具有良好的发展前景，但同时其防腐性能难以满足市场要求，目前仍然没有大规模应用，所以要想让水性环氧富锌防腐涂料大规模市场应用，提高其防腐性能是关键。

CN106833271A公开了一种石墨烯型水性环氧富锌防腐涂料，所述的石墨烯型水性环氧富锌防腐涂料由甲乙组分组成，甲组分由以下组分及组分百分比原料制成：水性环氧树脂固化剂8-16％；消泡剂0.1-1％；分散剂0.3-1％；触变剂0.5-3％；去离子水3-10％；锌粉60-70％；石墨烯1-10％。乙组分由以下组分及组分百分比原料制成：水性环氧乳液20-40％。本发明通过添加石墨烯增大漆膜附着力、柔韧性以及增加对基材的防腐性能。但该涂料中的石墨烯与水性环氧乳液的相容性相对较差，且石墨烯容易发生聚集，使产品的稳定性相对较差，防腐性能受到限制。

CN109554073A公开了一种耐油高效防腐的水性环氧富锌底漆，包括如下重量份的组分：水性树脂130-190、环保助溶剂20-60、磷铁粉5-10、锌粉700-750、分散剂5-10、消泡剂1-2、防闪锈助剂2-3、固化剂60-80。该发明的目的是提供一种耐油高效防腐的水性环氧富锌底漆，用于替换变电箱散热油箱溶剂型涂料涂料，降低成本，大大减少溶剂使用量，不含重金属，更加利于人身健康，并且在盐雾，附着，硬度，耐水、耐溶剂等指标上达到溶剂型涂料性能。但该底漆的防腐性能相对薄弱。

因此，急需一种制备工艺简单、绿色环保、稳定性好、且防腐性能和力学性能优异的水性环氧富锌涂料。

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氨基酸接枝氧化石墨烯填料，节能环保，稳定性好，防腐和力学性能优异，特别适用于水性环氧富锌涂料。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种氨基酸接枝氧化石墨烯填料，所述氨基酸接枝氧化石墨烯填料的制备原料包括：L-赖氨酸、L-色氨酸和氧化石墨烯。

本发明所涉及的氨基酸接枝氧化石墨烯填料创造性地用L-赖氨酸、L-色氨酸同时接枝修饰氧化石墨烯，当其应用于涂料中时，具有比单一L-赖氨酸或单一L-色氨酸接枝修饰氧化石墨烯更好的力学性能和防腐性能。其中L-赖氨酸侧链为疏水烷基链，当水接触其时往往产生很大的接触角，呈现一种“水滴状”，可以将金属基材与腐蚀介质隔开，而L-色氨酸侧链上含有疏水基团吲哚环，通过π-π相互作用吸附在金属上，阻隔水、氧气等腐蚀介质的入侵，本发明发现当用L-赖氨酸、L-色氨酸同时接枝修饰氧化石墨烯时比用单一的L-赖氨酸或L-色氨酸修饰时在提高涂料力学性能和防腐性能方面的效果更好，证明两者具有协同增效作用。