[发明专利]一种石墨烯型水性环氧富锌涂料及其制备方法

说明书

本发明属于涂料技术领域。本发明提供了一种石墨烯型水性环氧富锌涂料，包含质量比为1.5～3:1的A组分和B组分；A组分包含锌粉45～60份，聚酰胺类固化剂5～10份，消泡剂0.05～0.1份，分散剂0.1～0.5份，水8～12份；B组分包含水性环氧树脂乳液70～80份，水性石墨烯浆料3～7份，功能助剂0.8～1.5份。本发明还提供了一种石墨烯型水性环氧富锌涂料的制备方法。本发明的水性环氧富锌涂料具有良好的柔韧性、附着力、耐盐雾性能、耐水性和耐冲击性；在水中1300h无起泡、无起皱、不脱落、不生锈，耐盐雾时间≥2300h，柔韧性≤1mm，耐冲击性≥50cm。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种石墨烯型水性环氧富锌涂料及其制备方法。

背景技术

环氧富锌涂料是以环氧树脂、锌粉为主要原料，填料、助剂、溶剂等组成的特种涂料，其防腐性能优异，附着力强，具有阴极保护作用，适用于储罐、集装箱、钢结构、钢管、海洋平台、船舶、海港设施以及恶劣防腐蚀环境的涂层等。

目前，环氧富锌涂料多用于油性涂料，然而，油性的防腐涂料含有VOC的含量较高，会使涂层含有多孔结构，导致其性能变差。水性环氧富锌涂料因其环保型和高耐腐蚀性的优点，在重防腐蚀领域具有广阔的前景。石墨烯的原子之间连接柔韧性好，当碳原子面受到外力时变形弯曲，但碳原子的位置不发生重新排列。同时石墨烯的层层叠加可以形成致密的隔绝层，抑制外界水对漆膜的浸润和渗透，进而起到防腐的作用。但是，将石墨烯应用到水性环氧富锌涂料中，锌粉和石墨烯的密度存在较大差异，造成石墨烯在涂层结构中呈现梯度分布，不仅会影响涂料的附着力，更会影响涂料的抗水渗透能力，导致水性环氧富锌涂料的防腐性能不足。

因此，研究开发一种同时提升防腐性能、附着力、分散均匀性和柔韧性，并且降低锌含量和VOC含量的水性环氧富锌涂料，具有重要的经济价值和环保意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种石墨烯型水性环氧富锌涂料及其制备方法。本发明的水性环氧富锌涂料具有良好的柔韧性、附着力、耐盐雾性能、耐水性和耐冲击性；贮存稳定性和耐腐蚀性能显著提高，力学性能优异，使用寿命延长。本发明的水性环氧富锌涂料在水中1300h无起泡、无起皱、不脱落、不生锈，耐盐雾时间≥2300h，柔韧性≤1mm，耐冲击性≥50cm。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种石墨烯型水性环氧富锌涂料，包含质量比为1.5～3:1的A组分和B组分；

所述A组分包含如下质量份的组分：锌粉45～60份，聚酰胺类固化剂5～10份，消泡剂0.05～0.1份，分散剂0.1～0.5份，水8～12份；

所述B组分包含如下质量份的组分：水性环氧树脂乳液70～80份，水性石墨烯浆料3～7份，功能助剂0.8～1.5份。

作为优选，所述锌粉为片状锌粉和球状锌粉；所述片状锌粉和球状锌粉的质量比为2～3:10；所述锌粉的粒径为8～20μm。

作为优选，所述聚酰胺类固化剂的固含量为85～95％，活泼氢当量为220～280；所述水性环氧树脂乳液的固含量为55～60％，环氧当量为1200～1500。

作为优选，所述消泡剂为矿物油、甲基硅油、磷酸三丁酯或聚氧丙烯季戊四醇醚。

作为优选，所述分散剂为聚乙二醇、聚丙三醇和三聚磷酸钠中的一种或几种。

作为优选，所述水性石墨烯浆料中，石墨烯的质量分数为15～20％，石墨烯的粒径为0.05～0.3μm。

作为优选，所述功能助剂为2-氨基-2-甲基-1-戊醇、乙二醇乙醚、丙二醇丁醚和纤维素醚中的一种或几种。

本发明还提供了一种所述的水性环氧富锌涂料的制备方法，包含如下步骤：