[发明专利]一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂及制备方法和应用

说明书

本发明公开一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂及其制备方法和应用，即首先将改进Hummers方法制备的氧化石墨烯分散在水中得到氧化石墨烯水分散液；然后加入带端氨基的表面改性剂并混合均匀，微波加热使氧化石墨烯与表面改性剂反应，得到的石墨烯衍生物水溶液加入到水性环氧涂料固化剂中，混合均匀后得到石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂。该石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂在制备双组分水性环氧涂料中的应用，应用后所形成的防腐涂层中性盐雾试验时间可达185‑252小时。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂及制备方法和其在制备双组份水性环氧涂料中的应用，属于化工技术领域。

背景技术

传统的溶剂型防腐涂料中含有大量的挥发物有机物(VOC)，这些有机挥发物大多数为易燃易爆的有毒物质以及致癌物。随着人们环保意识的增强，和政府对VOC(挥发性有机物)排放税征收力度的不断加大，水性防腐蚀涂料替代传统的溶剂型涂料已成为涂料行业必然的发展趋势。然而，与溶剂型工业涂料相比，水性涂料产品的防腐蚀性能还有一定的差距，这也成为水性涂料应用推广过程中的一个技术难点。而石墨烯作为新型的二维纳米材料具有其它纳米材料或涂料添加物所不可比拟的优异性能，如物理阻隔性能、超大比表面积、柔性、机械性能等。通过石墨烯材料的添加能够有效地提高水性涂料的耐蚀性和耐候性，使水性涂料性能与溶剂型涂料性能相当。

重防腐涂料是工业涂料中的高端产品，常用于腐蚀条件相对苛刻的场合，如户外钢结构，近海设备，化工装备等。环氧树脂涂料是重防腐涂料领域中最常用的材料。由于腐蚀条件苛刻，水性环氧涂料涂料的耐腐蚀性能是其面临的主要瓶颈。石墨烯及其衍生物的添加可以提高涂层的耐腐蚀性能，解决涂料水性化过程中遇到的性能下降的问题。然而，将石墨烯及其衍生物加入到水性环氧涂料中，通常有两大难点：1)石墨烯及其衍生物在涂料中的团聚和复叠；2)由于石墨烯及其衍生物的加入导致的水性环氧乳液的破乳。从而无法达到有效的提高水性环氧涂层的耐蚀性能的目的。

现有技术CN201510240769.5采用碳化二亚胺(EDC)介导的缩合反应将沸石与石墨烯一体化，再将一体化的沸石与石墨烯填充到水性环氧涂料中制得水性环氧复合防腐涂料。因此，该水性环氧复合防腐涂料中添加了沸石和石墨烯两种固体颗粒。

相比之下，本发明提出将石墨烯及其衍生物分散在水性环氧固化剂(B组份)中，能有效地避免石墨烯衍生物与A组份相互作用后导致的破乳问题，并提高石墨烯的分散稳定性，更适合大规模涂料施工的需要。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的水性环氧涂料耐蚀性差等技术问题而提出了一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂，该石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂可以提高双组份水性环氧涂料所形成的涂层的耐蚀性。

本发明的目的之二是提供上述一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂的制备方法，该制备方法中石墨烯与水性环氧涂料固化剂有良好的相容性，因此解决了传统双组份水性环氧涂料中石墨烯团聚、复叠的问题。

本发明的目的之三是提供上述一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂在制备双组份水性环氧涂料中的应用。

本发明的技术原理