[发明专利]一种环氧树脂-氧化石墨烯复合涂料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种环氧树脂-氧化石墨烯复合涂料及其使用方法，利用该涂料能够制得具有高耐腐蚀性的环氧树脂-氧化石墨烯复合涂层。

背景技术

环氧树脂是一种具有高强度，高模量，低固化收缩率和良好的耐热性、耐化学药品性和耐腐蚀性的热固性树脂，广泛应用于航空、汽车、建筑和海洋工业。其中，最具代表性、应用最广的是作为防腐涂料的应用，每年世界上超过40％的环氧树脂用于生产防腐涂料。

但是，随着现代工业的迅速发展，传统的防腐涂料已经不能够满足当今工业应用中的实际要求，尤其是当基体处于高腐蚀环境中时，其防护作用大大减弱，降低了基体的使用寿命。因此，对环氧树脂改性以提高其防腐蚀性能是现今的重大课题之一，对在高腐蚀等恶劣环境中作业的基体防护，提高其使用寿命具有重要意义。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种环氧树脂涂料，其具有优异的防腐蚀性能，将其涂覆在基体表面得到的涂层能够有效防护基体被腐蚀，提高基体的使用寿命。

本发明所采用的技术方案为：一种具有优异防腐性能的环氧树脂-氧化石墨烯复合涂料，由A、B两种组分组成；其中，A组分包括环氧树脂、有机溶剂与氧化石墨烯，氧化石墨烯均匀分散在环氧树脂中，并且占环氧树脂质量的0.1～20％；B组分为固化剂；使用时，将A组分与B组分混合均匀后涂覆在基体表面。

所述的环氧树脂不限，包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂酚醛型环氧树脂和溴代环氧树脂等中的一种或几种的混合树脂。

所述的有机溶剂不限，包括乙醇、丙酮、二甲苯、正丁醇等溶剂中的一种或两种以上溶剂组合的混合溶剂。

所述的B组份固化剂不限，包括胺类固化剂、酸酐类固化剂等中的一种或几种混合。胺类固化剂包括但不限于二乙烯三胺、酚醛改性胺和改性异佛尔酮二胺等；酸酐类固化剂包括但不限于甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、二苯醚四酸二酐等。

作为优选，所述的涂料中氧化石墨烯的质量占环氧树脂质量的0.1～10％。更优选，所述的涂料中氧化石墨烯的含量为0.1～5％。最优选，所述的涂料中氧化石墨烯的含量为0.1～1％。

作为优选，所述的A组分中还包括消泡剂等。所述的消泡剂包括但不限于BYK-28。

为避免氧化石墨烯在环氧树脂中发生团聚，使氧化石墨烯均匀地分散在环氧树脂中，所述的氧化石墨烯优选为经硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯。所述的硅烷偶联剂不限，包括KH550、KH560、KH570、KH580、KH590等中的一种或几种的混合。

所述的硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯的一种制备方法是：将硅烷偶联剂溶于第一溶剂中，搅拌均匀后，加入氧化石墨烯，分散均匀后在40～90℃水浴环境中机械搅拌，使氧化石墨烯与硅烷偶联剂充分反应，然后用丙酮超声清洗未反应的硅烷偶联剂，再离心分散，干燥后得到经硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯。所述的机械搅拌时间优选为1～10小时。所述的未反应的硅烷偶联剂的清洗时间优选为30～120分钟。所述的离心分散时间优选为30～120分钟。

上述硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的制备方法中，作为优选，所述的氧化石墨烯与硅烷偶联剂的质量比为1:5～1:100，进一步优选为1:10～1:30。所述的第一溶剂为去离子水和乙醇的混合溶液，其质量比优选为1:1～1:50，更优选为1:10～1:20。

本发明还提供了一种制备上述具有优异防腐性能的环氧树脂-氧化石墨烯复合涂料A组分的方法，具体为：将氧化石墨烯或者经硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯与第二溶剂混合，超声分散均匀后加入环氧树脂，继续超声分散均匀，然后机械搅拌，得到具有优异防腐性能的环氧树脂复合涂料的A组分。

所述的第二溶剂不限，包括丙酮、乙醇、二甲苯、正丁醇等中的一种或两种以上溶剂组合的混合溶剂。

使用本发明中具有优异防腐蚀性能的环氧树脂-氧化石墨烯复合涂料在基体表面制备防护涂层的方法是：在所述的A组分中加入B组份固化剂，搅拌均匀后将其涂覆在经清洗处理的基体表面，固化后得到具有高耐腐蚀性的环氧树脂-氧化石墨烯复合涂层。

作为优选，复合涂层A、B组份混合后，在室温下抽真空5～20分钟。

作为优选，所述的固化温度为室温～120℃，固化时间为2～24小时。