一種基于石墨烯分散體的含鋅石墨烯防腐底漆及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防腐涂料領(lǐng)域，尤其涉及一種基于石墨烯分散體的含鋅石墨烯防腐底漆及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]富鋅底漆因具有優(yōu)異的防腐蝕性能被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)鋼鐵設(shè)施和設(shè)備的防腐涂裝，其作用是腐蝕發(fā)生時(shí)金屬鋅作為陽極釋放電子延緩鋼鐵的腐蝕。傳統(tǒng)富鋅底漆需要添加大量的鋅粉(金屬鋅含量不低于60%)作為防腐蝕填料才能起到較好的防腐蝕性能，通常環(huán)氧富鋅底漆中金屬鋅含量80%時(shí)，其耐鹽霧性能為600?800小時(shí)，該產(chǎn)品存在鋅粉利用率低，金屬鋅失效過快等問題，造成了資源浪費(fèi)。
[0003]為降低富鋅底漆中鋅粉用量，提高金屬鋅的利用率改善其涂層的防腐蝕性能，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量的研究工作，如在富鋅底漆中添加鋁粉、導(dǎo)電云母粉、導(dǎo)電石墨、石墨烯，導(dǎo)電炭黑等材料來降低鋅粉用量改善涂料的耐鹽霧性能。目前，國(guó)內(nèi)石墨烯應(yīng)用于富鋅底漆的研究處于起步階段，尚無產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用，主要問題是石墨烯在涂料中的分散和穩(wěn)定困難，貯存使用過程中易發(fā)生團(tuán)聚和絮凝，降低了這種材料的使用效果，甚至在涂料貯存過程中石墨烯失效;對(duì)石墨烯的片徑分布沒有進(jìn)行合理選擇，片層直徑過低起不到良好的屏蔽作用，片層直徑過大影響涂層的致密性，因而無法改善富鋅底漆的防腐蝕性能，甚至是加速涂層失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，針對(duì)以上內(nèi)容，本發(fā)明提供一種基于石墨烯分散體的含鋅防腐蝕底漆，解決石墨烯在涂料中的分散和穩(wěn)定問題，使該涂料在金屬鋅含量較低時(shí)，其防腐蝕性能就能超越高鋅含量富鋅底漆，節(jié)約了金屬鋅資源的消耗，同時(shí)具有良好的貯存穩(wěn)定性、力學(xué)性能和施工性能。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種基于石墨烯分散體的含鋅石墨烯防腐蝕底漆，由組分一和組分二組成，所述組分一由以下重量份的各原料組成:
環(huán)氧樹脂5?20份
溶劑5?15份
分散劑0.1?I份
填料20?30份
鋅粉20?50份
防沉劑I?2份
石墨稀0.1?I份；
所述組分二由以下重量份的各原料組成:
聚酰胺40?80
偶聯(lián)劑5?15 溶劑5?15。
[0006]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、溴化環(huán)氧樹月旨、酚醛環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂或諾伏勒克環(huán)氧樹脂中的兩種以上以任意比混合的混合物，固含100%，環(huán)氧值為0.25?0.37。
[0007]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述石墨烯片層直徑為5?30微米，層數(shù)<10層，氧含量小于15%。
[0008]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述分散劑為一種或兩種以上以任意比混合的含胺基或羧基的高分子嵌段共聚物。
[0009]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述填料為鋁粉、硅微粉、石英粉或磷鐵粉中的任意一種或兩種以上以任意比混合的混合物。
[0010]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述偶聯(lián)劑為氨基硅烷。
[0011]—種基于石墨烯分散體的含鋅石墨烯防腐蝕底漆的制備方法，包括對(duì)組分一和組分二的制備，所述組分一的制備步驟為:(I)準(zhǔn)備如下物料:環(huán)氧樹脂5?20份、溶劑5?15份、分散劑0.1?I份、填料20?30份、鋅粉20?50份、防沉劑I?2份、石墨烯0.1?I份；(2)按順序?qū)h(huán)氧樹脂、溶劑、分散劑加入攪拌缸中，攪拌下緩慢均勻加入石墨烯，高速分散均勻；
(3)把以上物料采用研磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨細(xì)度< 20微米，獲得石墨烯分散體;(4)把研磨后的石墨烯分散體加入到攪拌缸中，開啟低速攪拌，控制在300-500r/min，分批加入其它涂料攪拌均勻，加完后攪拌30分鐘即可；(5)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后過濾、包裝，過濾篩網(wǎng)目數(shù)為120目；所述組分二的制備步驟為:(I)準(zhǔn)備如下物料:聚酰胺40?80、偶聯(lián)劑5?15、溶劑5?15;(2)按順序?qū)⒕埘０窐渲?、溶劑、偶?lián)劑加入攪拌缸中，攪拌均勻。
[0012]進(jìn)一步的改進(jìn)是:還包括對(duì)組分一和組分二進(jìn)行混合制備成涂膜，涂膜表面電阻為16?111 Ω。
[0013]通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的含鋅石墨烯防腐蝕底漆是一種低鋅含量防腐蝕涂料，在金屬鋅含量較低時(shí)即可獲得優(yōu)于高鋅含量(80%金屬鋅)環(huán)氧富鋅底漆的防腐蝕效果，其金屬鋅含量為50%時(shí)耐鹽霧性能(劃痕鹽霧實(shí)驗(yàn)參照HG/T3668-2009標(biāo)準(zhǔn))大于1500小時(shí)，為傳統(tǒng)80%金屬鋅含量環(huán)氧富鋅底漆耐鹽霧性能的2倍以上，本發(fā)明在提高含鋅環(huán)氧防腐涂料性能的同時(shí)，降低了金屬鋅的用量，節(jié)約了金屬鋅資源的消耗和浪費(fèi)。
[0014]本發(fā)明通過選擇適合片徑、氧含量的石墨烯粉體以及分散劑的選擇復(fù)配和分散工藝，解決了石墨烯的分散和在涂料中的穩(wěn)定問題，使石墨烯在該產(chǎn)品中能充分可靠地發(fā)揮作用，在I年的貯存期內(nèi)產(chǎn)品性能保持穩(wěn)定。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0016]若未特別指明，實(shí)施例中所采用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所采用的試劑和產(chǎn)品也均為可商業(yè)獲得的。所用試劑的來源、商品名以及有必要列出其組成成分者，均在首次出現(xiàn)時(shí)標(biāo)明。
[0017]實(shí)施例一一種基于石墨烯分散體的含鋅石墨烯防腐蝕底漆，由組分一和組分二組成，所述組分一由以下重量份的各原料組成:雙酚A環(huán)氧樹脂2份、雙酚F環(huán)氧樹脂3份、溶劑5份、含胺基高分子嵌段共聚物0.1份、鋁粉20份、鋅粉20份、防沉劑I份、石墨烯0.1份;所述組分二由以下重量份的各原料組成:聚酰胺40份、氨基硅烷5份、溶劑5份。所述雙酚A環(huán)氧樹脂與雙酚F環(huán)氧樹脂的固含100%，環(huán)氧值為0.27。所述石墨烯片層直徑為15微米，層數(shù)<10層，氧含量小于 15% 0
[0018]其制備方法，包括對(duì)組分一和組分二的制備，所述組分一的制備步驟為:(I)準(zhǔn)備如下物料:雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、溶劑、含胺基高分子嵌段共聚物、鋁粉、鋅粉、防沉劑、石墨烯；(2)按順序?qū)㈦p酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、溶劑、含胺基高分子嵌段共聚物加入攪拌缸中，攪拌下緩慢均勻加入石墨烯，高速分散均勻；(3)把以上物料采用研磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨細(xì)度<20微米，獲得石墨烯分散體；(4)把研磨后的石墨烯分散體加入到攪拌缸中，開啟低速攪拌，控制在300r/min，分批加入其它涂料攪拌均勻，加完后攪拌30分鐘即可；(5)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后過濾、包裝，過濾篩網(wǎng)目數(shù)為120目；所述組分二的制備步驟為:(I)準(zhǔn)備如下物料:聚酰胺40份、氨基硅烷5份、溶劑5份；(2)按順序?qū)⒕埘０窐湓轮?、溶劑、偶?lián)劑加入攪拌缸中，攪拌均勻;接著對(duì)組分一和組分二進(jìn)行混合制備成涂膜，涂膜表面電阻為17Ω。
[0019]實(shí)施例二
一種基于石墨烯分散體的含鋅石墨烯防腐蝕底漆，其特征在于:由組分一和組分二組成，所述組分一由以下重量份的各原料組成: