[发明专利]基于石墨烯的耐长效重防腐水性环氧富锌涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于石墨烯的耐长效重防腐水性环氧富锌涂料及其制备方法，以解决现有的水性环氧富锌涂料贮存稳定性差，防腐时间短，附着力差，施工困难以及现有的石墨烯在涂料体系中易团聚等技术难题；通过含酰氧基的硅烷偶联剂对石墨烯进行表面修饰，提高石墨烯在涂料中的分散性，减少团聚现象，同时能够提高涂料的防腐性能；选择环氧树脂E44经过特殊改性的水性环氧树脂微乳液作主要成膜物质，使得涂料耐水性、耐盐雾性能得到明显提高。

技术领域

本发明涉及一种涂料，具体涉及一种基于石墨烯的耐长效重防腐水性环氧富锌涂料及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着环保法规的制定，加之针对溶剂型涂料征收VOC排放税政策的执行，给涂料生产企业、涂料使用者带来大量人力、生产成本增加，因此研发水性涂料势在必然。

早在上世纪六十年代就开始了水性防腐涂料相关技术的研究，其以水作溶剂，节约大量资源，由于水性防腐涂料所选用的助剂基本为低毒性醇醚类化合物，不仅能够降低大气污染，而且在涂料施工过程中改善作业环境、消除火灾危险，但长期以来水性涂料除有利于降低大气中VOC排放外，其性能仍然不及溶剂型防腐涂料，并且水性防腐涂料对施工环境依赖性强。目前较为前沿的方式就是在水性防腐涂料中添加石墨烯，这是由于石墨烯具有较高的比表面积，优良的电子传输性能，片层较薄(仅有一个碳原子厚度)，片层之间由于共轭化学键的存在能够形成致密的保护膜，能够有效的阻止水分子渗透到涂层内部，从而达到延长涂层防腐时效的目的。经对现有文献资料检索发现，蓝席建等人在期刊上海涂料上报道了题为“石墨烯导电海洋重防腐蚀涂料的研制”，该文通过石墨烯纳米粉添加量、硅烷偶联剂添加量来研究防腐涂料防腐性能的影响，最终发现在石墨烯纳米粉添加量为0.6％时防腐性能最佳，盐雾试验可达4800h；与前者不同的是，高延敏等人专利号CN105838195A报道了一种含有氧化石墨烯的水性环氧防腐涂料及其制备方法，通过氨基硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行表面修饰提高在涂料中的分散性，达到改善防腐性能的目的。

综合以上这些报道可以得出，限制水性防腐涂料综合性能的因素较多，仅解决石墨烯在涂料中的分散问题不能达到最终目的，为此，获得性能优良的水性防腐涂料需综合考虑成膜物质、石墨烯分散以及助溶剂问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于石墨烯的耐长效重防腐水性环氧富锌涂料及其制备方法，以解决现有的水性环氧富锌涂料贮存稳定性差，防腐时间短，附着力差，施工困难以及现有的石墨烯在涂料体系中易团聚等技术难题。

本发明的技术方案是：一种基于石墨烯的耐长效重防腐水性环氧富锌涂料，由A、B两组分按照质量比4～5:1混合而成；

所述A组分按质量百分含量，由以下组分组成：水性环氧固化剂8～15％、界面润湿剂1～3％、防锈剂1～2％、催干剂1～2％、成膜助剂2～4％、锌粉60～80％，消泡剂1～2％、填料4～15％、分散剂0.5～2％、功能性助剂1～3％；

所述B组分按质量百分含量，由以下组分组成：水性环氧树脂微乳液97～99％、改性石墨烯分散液1～3％。

进一步的，由A、B两组分按照质量比4.5:1混合而成。

进一步的，所述改性石墨烯分散液是由含酰氧基的硅烷偶联剂在温度为75～85℃条件下反应1.5～2.5h获得。

进一步的，所述含酰氧基的硅烷偶联剂分子结构为：

其中，n为3～6之间整数。

进一步的，所述水性环氧固化剂是由壬二酸、二苯基甲烷二胺在温度为110～130℃条件下缩聚而成的酰胺类化合物。