[发明专利]锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳水性防腐涂料的制备方法

说明书

本发明涉一种锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳水性防腐涂料的制备方法。该方法包括以下步骤：a.锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳复合物制备，采用离子交换树脂作为前驱体，以含锌小分子化合物为催化剂，辅助以致孔剂，在高温下裂解制备；b.分散，将水、助剂、分散剂及锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳复合物进行混合、研磨，制得锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳浆料；c.调漆，在锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳浆料中加入有机硅改性聚氨酯乳液加入混合，然后加入润湿剂、成膜剂、平流剂、消泡剂及增稠剂混合制得锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳水性防腐涂料。本发明制备的产品锌含量和三维石墨烯/分级多孔碳含量低、成本低、性能稳定性强、防腐性能好。

技术领域

本发明涉及涂料的技术领域，特别涉及一种锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳水性防腐涂料的制备方法。

背景技术

随着陆地资源的逐步枯竭，人们对海洋资源开发的重视程度逐年递增，海洋领域已成为国际竞争的主战场。身处海洋经济时代，海洋腐蚀问题成为我国必须面对的严峻问题。如果为海洋工程装备做好腐蚀防护工作，就可避免大量经济损失，在所有防腐措施中，涂装防腐涂料是目前性价比最高、效果最好的方法。锌是一种常见无机防腐蚀涂料，涂料中添加锌有助于改善涂料耐盐水、耐盐雾腐蚀及电化学性能，但高锌含量也会带来涂层附着力变差、抗冲击性能劣化、耐磨性降低、成本升高等问题。另外，锌粉含量过多会导致涂料中锌粉沉降严重，在进行切割等工艺时会产生较多氧化锌烟尘，危害人体健康。因此，海工防腐蚀涂料正朝着低锌含量方向发展。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种锌含量和三维石墨烯/分级多孔碳含量较低、成本低、性能稳定性强、防腐性能好的锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳水性防腐涂料的制备方法。

本发明的锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳水性防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

a.锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳复合物制备阶段，采用离子交换树脂作为前驱体，以含锌小分子化合物为催化剂，辅助以致孔剂，在高温下裂解制备，然后用去离子水水洗直到PH为7，制得锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳复合物；步骤中离子交换树脂、锌小分子化合物及致孔剂的质量比为10:0.1:10-10:1:50；

b.高速分散阶段，将水、助剂、分散剂及锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳复合物进行混合，对初步获得的复合物浆料进行研磨，达到所需细度，制得锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳浆料；

c.调漆阶段，在锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳浆料中加入有机硅改性聚氨酯乳液加入混合，然后加入润湿剂、成膜剂、平流剂、消泡剂及增稠剂混合制得锌掺杂三维石墨烯/分级多孔碳水性防腐涂料。

优选地，步骤a中的离子交换树脂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、大孔弱酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、大孔强碱性季铵型阳离子交换树脂、大孔丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂、大孔丙烯酸系弱碱性阴离子交换树脂、大孔丙烯酸系弱酸性阴离子交换树脂其中的一种或者几种。

优选地，步骤a中含锌小分子化合物为硫化锌、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、葡萄糖酸锌、氢氧化锌、乙酸锌其中的一种或者几种。

优选地，步骤a中致孔剂由致孔剂1和致孔剂2组成，致孔剂1为富马酸钠、富马酸钾、富马酸锌其中的一种，致孔剂2为碳酸钠、碳酸钾其中一种，两种致孔剂按照质量比1:1-1:4比例进行混合。

优选地，步骤a中高温裂解的温度不低于1000℃，升温速率在2-5℃/min。

优选地，步骤a中复合物中三维石墨烯与分级多孔碳的质量比为1:10-1:5。