[发明专利]一种石墨烯防腐蚀中涂涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯防腐蚀中涂涂料及其制备方法，包括甲组分和乙组分，其中甲组分包括以下重量配比的成分：水性环氧树脂30～60份、水性聚氨酯树脂15～30份、氧化石墨烯8～15份、羟乙基纤维素4～6份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.8～1.5份、N‑异丙基丙烯酰胺0.5～1.3份、消泡剂0.3～0.5份、纳米助剂2～4份、颜填料10～18份、润湿剂0.5～1.5份、水40～60份；所述乙组分为六亚甲基二异氰酸酯固化剂；所述甲组分和乙组分的重量比为8～10:1。本发明还提供一种石墨烯防腐蚀中涂涂料的制备方法，极大地增强了涂层的防腐蚀性能和耐候性能，其机械强度也得到了极大的增强。

技术领域

本发明涉及涂料制备技术领域，特别涉及一种石墨烯防腐蚀中涂涂料及其制备方法。

背景技术

中涂层是黏附在底层涂料上的涂饰层，在涂料复合涂层中起到承上启下的作用，对面漆的丰满度、附着力以及复合涂层的耐候性、涂层的硬度起到至关重要的作用。目前的中涂涂料一般采用聚氨酯、丙烯酸酯等作为基体树脂，通过添加相应的助剂和填料，使其具有较佳的性能。

石墨烯是紧密堆积成二维六方蜂窝状晶格结构的单层碳原子，各碳原子之间以sp²杂化方式相连。微观上，单层石墨烯薄膜并非二维的扁平结构，而是具有“纳米尺度上”稳定的微波状的单层结构，是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体；宏观上，石墨烯可以翘曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。石墨烯独特的二维周期蜂窝状点阵结构中稳定的碳六元环的存在，赋予了其优异的性能：单层石墨烯的厚度仅为0.35nm，是目前已知最轻最薄的材料；它在室温下的电子迁移率为2×10⁵cm²·V^-1·s^-1，是光速的1/300，理论比表面积能够达到2630m²·g^-1，全波段光吸收只有2.3％，热导率高达5000W·m^-1·K^-1，杨氏模量超过1100GPa，抗拉强度超过130GPa，且韧性非常好，当施加外部机械力时，碳原子会通过弯曲变形来适应外力，而不必使碳原子重新排列，这样就保持了结构的稳定。因此，石墨烯是一种应用潜力非常广泛的碳材料，在新型反应分离、新材料、节能环保等众多产业中都有巨大的应用前景。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。

氧化石墨烯与石墨烯同样都具有优异的性能，且由于氧化石墨烯片层上含有各种含氧官能团，其更容易与其他化学物质产生反应，应用范围更广。但目前添加氧化石墨烯制成中涂涂料的产品较少，且制得的涂料产品中氧化石墨烯无法较为均匀的分散，涂料的防腐蚀性、耐候性、硬度等性能无法达到预期，同时目前常用的中涂涂料为了保证防腐性能，中间漆厚度一般高达300μm～500μm，造成涂料使用的成本上升。

发明内容

为解决上述提到的现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供一种石墨烯防腐蚀中涂涂料及其制备方法，采用环氧树脂作为主要树脂成分，同时在涂料体系中添加氧化石墨烯、表面活性剂和纤维素，使氧化石墨烯上的含氧基团与树脂上的羟基形成强作用力的氢键，从而使氧化石墨烯在涂层中的排布均匀，形成致密的屏蔽层，大大增强了涂层的防腐蚀性能、耐候性能和机械性能。

本发明采用如下技术方案：

一种石墨烯防腐蚀中涂涂料，包括甲组分和乙组分，其中甲组分包括以下重量配比的成分：

所述乙组分为六亚甲基二异氰酸酯固化剂；

所述甲组分和乙组分的重量比为8～10:1。