[发明专利]二维复合材料改性水性环氧富锌复合涂料、其制法与应用

说明书

本发明公开了一种二维复合材料改性水性环氧富锌复合涂料、其制法与应用。所述涂料包括Ti₃C₂改性氧化石墨烯二维复合材料、水性环氧树脂、锌粉及固化剂，所述Ti₃C₂改性氧化石墨烯二维复合材料均匀分散于水性环氧树脂中。所述制法包括：以Ti₃C₂对氧化石墨烯进行改性处理，获得Ti₃C₂改性氧化石墨烯二维复合材料，之后将其和锌粉均匀分散于水性环氧树脂中，再加入固化剂混合，获得二维复合材料改性水性环氧富锌复合涂料。本发明的水性环氧富锌复合涂料及相应的涂层具有良好的防水渗透性和耐盐雾性及防腐能力，可作为重防腐涂料应用于船舶、桥梁等苛刻的腐蚀环境中，并且，本发明的涂层制备工艺简单，经济实用，适用于工业化推广。

技术领域

本发明涉及一种防腐涂料，尤其涉及一种二维复合材料Ti₃C₂-GO改性的水性环氧富锌复合涂料及其制备方法，以及相应涂层的制备方法与应用，属于金属防腐技术领域。

背景技术

环氧富锌涂层是一种典型的有机涂层，它可以对长期浸泡在苛刻海水环境中的金属起到保护作用。即使环氧富锌涂层有一定的机械损伤，它仍然可以对金属提供防腐保护作用。通常环氧富锌防腐涂层含有大量的锌粉，含量一般不低于干膜质量的77％。在早期，锌粉是通过阴极保护作用机制保护钢结构；随着时间的延续，由于锌粉被迅速氧化，锌粉之间以及锌粉与钢基体之间的电子转移效率明显下降。因此，大量的锌粉含量不能确保涂层起到长期的阴极保护作用，并且增加了涂层的孔隙率，因而腐蚀介质更易扩散到涂层内部，导致涂层中锌粉与钢基体的电子转移效率大幅下降。

氧化石墨烯(GO)拥有和石墨烯类似的独特二维层状结构，在涂层中均匀分散的氧化石墨烯可以起到物理阻隔效果，使外界腐蚀介质渗透至钢结构表面的路径变得复杂，提高涂层的抗渗透性。其次。氧化石墨烯片层上含有羟基、羧基环氧基及酮基等大量含氧官能团，这些官能团可以提升其与树脂之间的界面相容性。但是氧化石墨烯应用于水性环氧富锌涂层后倾向于表面聚集，不能发挥出自身的优异性能。公开号为CN109593439A的中国发明专利提供了一种改性氧化石墨烯水性环氧富锌底漆及其制备方法，通过对氧化石墨烯进行改性，使其具有大量丰富的离子键，并且具有优异的亲水性和分散性，改善了氧化石墨烯在涂层中梯度分布和表面聚集的问题。但是，氧化石墨烯上大量含氧官能团的存在打破了石墨烯片层上原有的sp²杂化碳原子结构，因此它不再具有导电性，继而不能有效地提升锌粉之间、锌粉与钢基体之间的电子转移效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种二维复合材料改性水性环氧富锌复合涂料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的在于提供一种二维复合材料改性水性环氧富锌复合涂层及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述二维复合材料改性水性环氧富锌复合涂料或涂层的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种二维复合材料改性水性环氧富锌复合涂料，其包括：Ti₃C₂改性氧化石墨烯二维复合材料、水性环氧树脂、锌及固化剂，所述Ti₃C₂改性氧化石墨烯二维复合材料均匀分散于所述水性环氧树脂中。

在一些实施例中，所述Ti₃C₂改性氧化石墨烯二维复合材料是由氧化石墨烯经Ti₃C₂改性处理制得的，其中氧化石墨烯与Ti₃C₂通过共价键而复合。

本发明实施例还提供了一种二维复合材料改性水性环氧富锌复合涂料的制备方法，其包括：