[发明专利]石墨烯环氧防腐涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯环氧防腐涂料及其制备方法，属于防腐涂料技术领域。

背景技术

重防腐涂料通常是指在严苛环境下使用，腐蚀防护期效在十年以上的防腐涂料。与常规防腐涂料相比，重防腐涂料具有更长防腐保护时效，一般在化工和海洋环境等苛刻条件下使用寿命长达十年以上，因而广泛应用于腐蚀问题突出和不便于短期维修的工程领域，如高端装备、大型钢结构、石化电力，管道防腐等等。作为涂料工业中发展潜力巨大的涂料品种，其具有科技含量高、工程应用领域广等特点，国内外都将某个国家重防腐涂料发展技术水平的高低作为衡量该国家涂料工业技术先进程度的标志。

结构完整的二维石墨烯晶体表面呈惰性状态，化学稳定性高，与其他介质的相互作用较弱，并且石墨烯片之间有较强的范德华力，容易产生聚集，使其难溶于水及常用的有机溶剂。在高分子树脂中不易分散开且易再次团聚，这在一定程度上限制了石墨烯在涂料中的应用。石墨烯纳米材料在高分子树脂中的均匀分散且稳定存储，是实现高性能石墨烯防腐涂料的技术关键。

球磨法是粉末工业生产中的一种常用的技术，是一种很好的产生剪切力的方法。在大多数球磨设备中，有两种方法可以达到剥离和粉碎的效果。第一种是剪应力，这种方法可以制得大尺寸的石墨烯薄片。第二种是球在碾压作用下发生碰撞和垂直冲击作用，这种方法可以粉碎石墨烯薄片，有时甚至可以将晶体结构粉碎成非晶形的或不平衡相，从而制得高质量和大尺寸的石墨烯。在剪切的同时，粉碎的石墨烯薄片边缘生产活性自由基可以与介质发生化学反应。因此，选择合适的条件，有希望将石墨烯的功能化与复合材料生产的工艺相结合，在制备过程中解决石墨烯的功能化以及分散性问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种石墨烯环氧防腐涂料及其制备方法，运用球磨的方式将石墨烯的功能化与其在环氧树脂中分散同步一体化，在解决分散性问题的同时，缩减石墨烯产品的生产工艺流程，降低工业生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：石墨烯环氧防腐涂料，包括A组分和B组分，按质量份计，所述A组分包括环氧树脂30-40份、石墨原料0.5-2份、分散剂1-3份和第一混合溶剂8-10份；所述B组分包括第二混合溶剂25-35份和固化剂65-75份。

进一步地，所述A组分包括环氧树脂35份、0.5-2份石墨原料、分散剂1-3份和第一混合溶剂8-10份；所述B组分包括第二混合溶剂30份和固化剂70份。

所述A组分还包括锌粉20～30份、滑石粉15～25份、铝浆2～4份、钛白粉2-4份和聚酰胺腊2～4份。进一步地，A组分还包括锌粉25份、滑石粉20份、铝浆3份、钛白粉2-4份和聚酰胺腊3份。

所述环氧树脂包括NPEL144和E40两种牌号的环氧树脂，NPEL144和E40的质量比为3～5:2～4，进一步优选为4:3。

所述固化剂为酰胺类固化剂。

所述石墨原料包括鳞片石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨中的一种或多种。

基于同一个发明构思，本发明还提供一种如上所述的石墨烯环氧防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

如上所述的石墨烯环氧防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按A组分的组成，称取环氧树脂总量的1/4-3/4、分散剂总量的1/4-3/4、第一混合溶剂总量的1/2-3/4及全部石墨原料，混合，得混合液；

S2、将S1中的混合液倒入球磨罐中，球磨，获得石墨烯环氧分散液；

S3、向S2中石墨烯环氧分散液中加入A组分中剩余的第一混合溶剂、钛白粉、滑石粉，研磨，获得第一分散液，备用；

S4、称取A组分中剩余的环氧树脂，向称取的环氧树脂中加入剩余的分散剂、锌粉、铝浆、聚酰胺腊，搅拌分散，获得第二分散液，备用；

S5、将S3中的第一分散液和S4中的第二分散液混合并搅拌，获得A组分；

S6、按B组分组成称取固化剂和第二混合溶剂，分散均匀后获得B组分。

进一步地，如上所述的石墨烯环氧防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按质量份计，称取环氧树脂20份，向称取的环氧树脂内加入1份分散剂与4份第一混合溶剂，高速搅拌分散5min后，再加入A组分中全部石墨原料，高速分散若干分钟，获得混合液；

S2、将S1中的混合液倒入球磨罐中，球磨，获得石墨烯环氧分散液；

S3、向S2中石墨烯环氧分散液中加入A组分中剩余的第一混合溶剂、3份钛白粉、20份滑石粉，充分搅拌后，倒入研磨机，研磨2-3h，获得第一分散液，备用；