CN106085133A - 一种新型水性环氧石墨烯防腐涂料 - Google Patents

一种新型水性环氧石墨烯防腐涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种新型、环保、无助溶剂的水性环氧石墨烯防腐涂料。石墨烯具有优异的耐腐蚀特性，同时其多层片状结构也有利于提高涂层阻隔水和空气的能力，提高涂料耐腐蚀性。本发明将石墨烯用于一种无助溶剂、零VOC的水性环氧树脂涂料，通过合理的配方设计，解决石墨烯在水性涂料里的分散难题，从而配制出了石墨烯改性的水性环氧树脂防腐涂料。该水性防腐涂料为双组份防腐涂料，A组份为不含有任何助溶剂的水性环氧乳液和消泡剂组成；B组份为水性环氧固化剂（水溶性或者水分散型）、流平剂、钛白粉、磷酸锌、水分散型石墨烯、水组成。本发明的水性环氧石墨烯防腐涂料A、B组份都不含有助溶剂，VOC含量极低，环保、安全，使用时A、B组份按照一定配比混合均匀即可。

Description

一种新型水性环氧石墨烯防腐涂料
技术领域
本发明涉及水性防腐涂料领域，具体涉及一种水性环氧石墨烯防腐涂料的制备。
背景技术
目前在涂料防腐领域，总的来说水性防腐涂料的性能还比不上油性涂料，并且目前的水性防腐涂料一般仍然含有部分助溶剂，VOC含量不为0，存在污染环境的问题。随着新《环保法》的出台，消费税、排污税的征收，以及消费者对环境保护的重视，无有机助溶剂的环保型水性涂料将有巨大的发展机遇。然而由于水性漆在技术上的难度较大，绝大多数树脂、填料都是油性的，以水为溶剂很难均匀分散，另外，如果树脂做成乳液，又存在破乳的风险，稳定性差，其次水性涂料对施工环境敏感，这些都导致水性涂料的配方设计相对困难，施工条件比较苛刻。普通水性环氧防腐漆都含有有机助溶剂，防腐性能差。防腐性能极好的烯锌重防腐涂料又采用了二甲苯、正丁醇等作为溶剂，不够环保。在此背景下，如果能有效改善烯锌重防腐涂料的缺点，而又不降低其防腐性能，不失为一种较好的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明在对多种水性环氧乳液、水性固化剂、石墨烯和磷酸锌等原材料筛选情况下，获得了一种无需人为添加任何有机助溶剂，以水为分散介质，能发挥石墨烯、磷酸锌、以及环氧树脂防腐能力的水性环氧石墨烯防腐涂料。本发明的涂料与传统水性环氧防腐涂料成膜设计理念不同，传统的都是希望在涂料喷出过程中保持稳定，不破乳，然后由水和助溶剂的挥发，导致乳液粒子紧密堆积成膜，而本发明的配方组合，恰巧相反，希望在喷涂过程中尽快破乳，从而实现施工时水性，成膜时油性。本发明配方组合经过喷涂实验测试，在喷出的瞬间，在气流冲击下，涂料中的水分快速挥发破乳，在到达基材表面时已经实现由水性涂料转变为油性环氧的过程，因此喷涂施工时要注意调节气流。本发明的涂料环氧树脂破乳后，可形成和烯锌重防腐涂料具有相同组成结构的涂膜，保证了涂膜的防腐性能。本发明所制得的水性环氧防腐涂料虽然比不上烯锌重防腐涂料防腐性能，然而在环保性和制备工艺上相比烯锌重防腐涂料却具有突出优势。此外，本发明相比公开号为CN105086760 A（水性环氧石墨烯防腐底漆的制备方法）的专利中所述的水性环氧石墨烯防腐底漆涂料，制备工艺更加简单，无需研磨，成本相对较低，具备突出的应用价值和市场潜力。
一种水性环氧石墨烯防腐涂料，其包括A组分和B组分，所述A组分和B组分分别包含下列成分：
A组分：
水性环氧乳液（VOC含量为0） 99-100 %
水性消泡剂（有机硅类） 0-1 %
B组分：
水性环氧固化剂（改性脂肪胺类，具备自乳化功能） 20-25 %
磷酸锌（国标） 0.3-15 %
钛白粉（金红石型或818）0.5-30 %
石墨烯 0.01-5 %
流平剂 0-0.1 %
自来水 34.9-61 %
使用时A组分和B组分按照质量比为1:4-7配制，搅拌均匀后根据施工粘度在加水稀释即可用于喷涂。本发明的水性环氧石墨烯防腐涂料经过试验测试不适用于刷涂，适用于喷涂。
相比其它公开的水性防腐涂料专利，如公开号为CN105086760 A的专利，本发明中A组分和B组分在制备过程中都不需要高速分散和研磨，仅仅按照配方配制并搅拌均匀即可包装，工艺简单。其次与其它水性环氧防腐涂料专利最大的区别还在于本发明的A组分和B组分都不人为添加有机助溶剂，其分散介质仅为水，更加环保安全。
具体实施方式
实施例1：
水性环氧石墨烯防腐涂料：
A组分：水性环氧乳液（JB-EP-44-FLZ）：100份（乳液VOC含量0，固含量61%）
B组分：水性环氧固化剂（固含量50% H228）：20份；磷酸锌（国标）：3份；钛白粉（恒泽化工818）：27份；石墨烯（山西大同大学炭材料研究所HRGO-L）：0.5份；水性流平剂（石东新材3305）：0.1份；自来水：49.4份
B组分混合搅拌均匀即可包装。使用时A、B组分按照1:5的比例混合均匀，加水调节粘度，即可进行喷涂。该防腐涂料耐水、耐盐雾、耐盐水、耐酒精。该涂料性能测试符合行业标准HG/T 4759-2014对水性环氧防腐涂料复合涂层的要求，经盐雾测试，其中性盐雾时间在500-580小时之间，远超行业标准。
实施例2：
水性环氧石墨烯防腐涂料：
A组分：水性环氧乳液（JB-EP-44-FLZ）：100份（乳液VOC含量0，固含量61%）
B组分：水性环氧固化剂（固含量50%，JB-44-B）：20份；磷酸锌（国标）：4份；钛白粉（恒泽828）：8份；石墨烯（山西大同大学炭材料研究所HRGO-L）：0.2份；水性流平剂（石东新材3305）：0.1份；自来水：67.7份
B组分混合搅拌均匀即可包装。使用时A、B组分按照1:5的比例混合均匀，加水调节粘度，即可进行喷涂。
本发明可以通过磷酸锌、钛白粉、石墨烯之间的比例来调节涂膜的耐盐雾特性，可以通过调节A组分和B组分的比例来调节涂膜的硬度和耐水性。在一定范围内A组分用量越多，涂膜韧性越好，耐水性越好。
以上所述仅为本发明的常用实施案例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内做等同替换和改进的，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于：该防腐涂料为双组份环氧防腐涂料，由A、B两组分组成，其中：A组份由水性环氧乳液和消泡剂组成；B组份由具有自乳化功能的水性环氧固化剂、石墨烯、磷酸锌、钛白粉、流平剂、水组成。
2.如权利要求1中所述A组份，其特征在于：水性环氧乳液的VOC为0，优选甘肃景邦环保科技有限公司的JB-EP-44环氧乳液、上海富朗化工科技发展有限公司的MU618水性环氧乳液和壳牌公司的水性环氧乳液；所述消泡剂为水性消泡剂。
3.如权利要求1中所述B组分中的水性环氧固化剂，其特征在于：固化剂为水性固化剂，且为改性的脂肪胺型水性固化剂，其VOC含量为0，固化剂的固含量为50-60%，优选上海汉中（H228/H225）、甘肃景邦(JB44-B)、上海富朗化工的水性固化剂。
4.如权利要求1中所述B组分，其特征在于：采用了石墨烯、磷酸锌、钛白粉复配组成防腐填料。
5.如权利要求1中所述B组分，其特征在于：水性固化剂质量分数为20-25%，石墨烯为0.01-5%，磷酸锌为0.3-15%，钛白粉为0.5-30%，流平剂为0-0.1%，其余为自来水。
6.如权利要求1中所述水性环氧石墨烯防腐涂料，其特征在于A、B组分搭配使用，A组分和B组分的质量比为1:4-7，使用时A组分和B组分混合均匀后根据施工需要加水调节粘度即可用于喷涂。
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