CN106318155A - 高防腐型石墨烯粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防腐型粉末涂料的制备技术领域，特别是一种高防腐型石墨烯粉末涂料及其制备方法，该涂料包括如下组分：不饱和聚酯树脂、β‑烷基酰胺、环氧树脂E‑51、三甲基六亚甲基二胺、安息香、聚醚改性聚硅氧烷、苯并三唑类紫外吸收剂、复合填料和石墨烯。本发明的石墨烯粉末涂料具有较强的防腐性能，涂层与基材附着力较强、涂层硬度较高，压痕硬度达5H以上，涂层表面致密、光洁，抗划痕和耐摩擦性能较好，涂层具有良好的屏蔽紫外线功能，抗老化功能更加稳定持久，良好的导电性和导热性，适宜进一步推广应用。

Description

高防腐型石墨烯粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐型粉末涂料的制备技术领域，特别是一种高防腐型石墨烯粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是一种近年来逐渐流行起来的新型、不含溶剂、易于操作的100％固体粉末状的环保涂料，利用效率较高，一般是采用静电喷涂法涂装，具体为：粉末涂料通过摩擦或电晕放电而带电涂覆到工件上，通过静电力粘着在工件上，然后将涂覆有粉末涂料的工件加热到粉末涂料软化点以上的温度，粉末涂料开始熔化并在工件上形成连续膜，进一步加热后，就会引发粉末涂料的交联反应，冷却后，得到连续、耐久的涂层，因此粉末涂料逐渐广泛应用于家电、汽车、建筑、石油石化等行业；随着生产技术的不断进步，粉末涂料的个性化定制不断发展，耐腐蚀型粉末涂料、抗静电型粉末涂料、高导热性粉末涂料、高附着力型粉末涂料等研究报道也不断涌现，现有技术中，耐腐蚀型粉末涂料的制备一般是通过在组分中加入耐老化剂、抗氧剂、紫外屏蔽剂中的一种或多种的组合等来实现，添加量的多少在一定范围内与粉末涂料整体耐腐蚀性能成正比，如何在添加较少量添加剂的条件下获得较好的耐腐蚀性能是本领域技术人员要研究的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述技术问题，提供一种高防腐型石墨烯粉末涂料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高防腐型石墨烯粉末涂料，按重量份数计，该涂料包括如下组分：
所述的复合填料是由下述重量份的原料组成：纳米凹凸棒土30-45份、氟磷灰石5-10份、萤石粉3-5份、氮化铝粉3-4份、二硼化钒1-2份、2，6-二叔丁基对甲酚1-2份、聚乙二醇800 2-3份。
进一步，上述技术方案中所述石墨烯的制备方法包括以下步骤：
(1)将天然鳞片石墨与磷酸、双氧水按照1:0.8:3.5的质量比依次混合，在30-40℃条件下浸渍反应50-60min，然后在室温下过滤分离出固体物，将固体物洗涤至滤液pH为6-7，干燥后在惰性气氛条件下的400-650℃下膨化后自然冷却得前驱体；
(2)将前驱体放置于球磨罐交替球磨中，球磨时间为8-10h，球磨速度为200-400r/min，球磨结束后即得石墨烯。
进一步，上述技术方案中所述的复合填料的制备方法如下：将上述纳米凹凸棒土、氟磷灰石、萤石粉混合，在4500-500℃下煅烧3-4h，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得料a；将上述聚乙二醇800加入到4-5倍水中，加热到30-40℃，充分搅拌，加入氮化铝粉,100-200r/min搅拌分散3-4min，加入2，6-二叔丁基对甲酚，充分混合后与上述料a混合，球磨，烘干，过60-80目筛，即得所述复合填料。
进一步，上述技术方案中所述的一种高防腐型石墨烯粉末涂料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)将复合填料和石墨烯加入混料釜A中，高速搅拌，边混合边分散，搅拌30-50min后，依次加入β-烷基酰胺、安息香、苯并三唑类紫外吸收剂和聚醚改性聚硅氧烷，在混料釜夹套中加热升温至90-95℃；高速搅拌40-60min得预混料A；
(2)在混料釜B中依次加入不饱和聚酯树脂、环氧树脂E-51，高速搅拌，边混合边分散，搅拌30-50min后，加入三甲基六亚甲基二胺高速搅拌30-50min得预混料B；
(3)采用双螺杆挤出机在前端采用75℃-85℃对混料A挤压，将挤出机在中段将温度提高到110℃-120℃后加入混料B，并挤压成型，通过粉碎过筛后即得到粉末涂料。
有益效果：与现有技术相比，本发明的石墨烯粉末涂料具有较强的防腐性能，涂层与基材附着力较强、涂层硬度较高，压痕硬度达5H以上，涂层表面致密、光洁，抗划痕和耐摩擦性能较好，涂层具有良好的屏蔽紫外线功能，抗老化功能更加稳定持久，良好的导电性和导热性，适用于轨道交通(高铁、地铁、轻轨等)领域、油气水管道领域、船舶工业、户内户外金属结构件工程、电器金属工业等涉及人类生活与工业制造领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例一
一种高防腐型石墨烯粉末涂料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)按重量份数计，该涂料包括如下组分：不饱和聚酯树脂180份；β-烷基酰胺30份；环氧树脂E-51 70份；三甲基六亚甲基二胺10份；安息香5份；聚醚改性聚硅氧烷8份；苯并三唑类紫外吸收剂5份；复合填料15份；石墨烯7份；
所述的复合填料是由下述重量份的原料组成：纳米凹凸棒土45份、氟磷灰石10份、萤石粉5份、氮化铝粉4份、二硼化钒2份、2，6-二叔丁基对甲酚2份、聚乙二醇800 3份；
上述技术方案中所述石墨烯的制备方法包括以下步骤：
(1)将天然鳞片石墨与磷酸、双氧水按照1:0.8:3.5的质量比依次混合，在30-40℃条件下浸渍反应50-60min，然后在室温下过滤分离出固体物，将固体物洗涤至滤液pH为6-7，干燥后在惰性气氛条件下的600℃下膨化后自然冷却得前驱体；
(2)将前驱体放置于球磨罐中交替球磨，球磨时间为9h，球磨速度为200-400r/min，球磨结束后即得石墨烯。
所述的复合填料的制备方法如下：将上述纳米凹凸棒土、氟磷灰石、萤石粉混合，在450-500℃下煅烧3-4h，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得料a；将上述聚乙二醇800加入到4倍重量的水中，加热到30-40℃，充分搅拌，加入氮化铝粉,100-200r/min搅拌分散3-4min，加入2，6-二叔丁基对甲酚，充分混合后与上述料a混合，球磨，烘干，过60-80目筛，即得所述复合填料。
将复合填料和石墨烯加入混料釜A中，高速搅拌，边混合边分散，搅拌45min后，依次加入β-烷基酰胺、安息香、苯并三唑类紫外吸收剂和聚醚改性聚硅氧烷，在混料釜夹套中加热升温至90-95℃；高速搅拌50min得预混料A；
(2)在混料釜B中依次加入不饱和聚酯树脂、环氧树脂E-51，高速搅拌，边混合边分散，搅拌30-50min后，加入三甲基六亚甲基二胺高速搅拌30-50min得预混料B；
(3)采用双螺杆挤出机在前端采用75℃-85℃对混料A挤压，将挤出机在中段将温度提高到110℃-120℃后加入混料B，并挤压成型，通过粉碎过筛后即得到粉末涂料。
实施例二
一种高防腐型石墨烯粉末涂料的制备方法，该制备方法步骤同实施例一，其中，按重量份数计，该涂料包括如下组分：不饱和聚酯树脂120份；β-烷基酰胺18份；环氧树脂E-5140份；三甲基六亚甲基二胺5份；安息香2份；聚醚改性聚硅氧烷4份；苯并三唑类紫外吸收剂2份；复合填料7份；石墨烯2份；
所述的复合填料是由下述重量份的原料组成：纳米凹凸棒土30份、氟磷灰石5份、萤石粉3份、氮化铝粉3份、二硼化钒1份、2，6-二叔丁基对甲酚1份、聚乙二醇800 2份。
实施例三
一种高防腐型石墨烯粉末涂料的制备方法，该制备方法步骤同实施例一，其中，按重量份数计，该涂料包括如下组分：不饱和聚酯树脂130份；β-烷基酰胺23份；环氧树脂E-5150份；三甲基六亚甲基二胺6份；安息香3份；聚醚改性聚硅氧烷5份；苯并三唑类紫外吸收剂3份；复合填料8份；石墨烯2份；
所述的复合填料是由下述重量份的原料组成：纳米凹凸棒土35份、氟磷灰石8份、萤石粉4份、氮化铝粉3.5份、二硼化钒1.5份、2，6-二叔丁基对甲酚1.5份、聚乙二醇800 2.5份。
实施例四
一种高防腐型石墨烯粉末涂料的制备方法，该制备方法步骤同实施例一，其中，按重量份数计，该涂料包括如下组分：不饱和聚酯树脂150份；β-烷基酰胺26份；环氧树脂E-5160份；三甲基六亚甲基二胺9份；安息香4份；聚醚改性聚硅氧烷7份；苯并三唑类紫外吸收剂4份；复合填料10份；石墨烯5份；
所述的复合填料是由下述重量份的原料组成：纳米凹凸棒土35份、氟磷灰石8份、萤石粉4份、氮化铝粉3.5份、二硼化钒1.5份、2，6-二叔丁基对甲酚1.5份、聚乙二醇800 2.5份。
实施例五
一种高防腐型石墨烯粉末涂料的制备方法，该制备方法步骤同实施例一，其中，按重量份数计，该涂料包括如下组分：不饱和聚酯树脂140份；β-烷基酰胺24份；环氧树脂E-5155份；三甲基六亚甲基二胺7.5份；安息香3.5份；聚醚改性聚硅氧烷6份；苯并三唑类紫外吸收剂3.5份；复合填料9份；石墨烯4份；
所述的复合填料是由下述重量份的原料组成：纳米凹凸棒土35份、氟磷灰石8份、萤石粉4份、氮化铝粉3.5份、二硼化钒1.5份、2，6-二叔丁基对甲酚1.5份、聚乙二醇800 2.5份。
将采用上述实施例的方法制备得到的粉末涂料加入到PGC-1静电喷枪的粉斗中，在喷涂电压为60kV，空气压力为100kPa的条件下将粉末涂料均匀地喷涂在经过预处理的15cm×10cm×0.8mm的铝板上，将喷涂好的铝板放入温度为200℃的烘箱中烘烤l0min然后将样板取出冷却，涂膜的厚度控制在80um，然后进行性能测试，附着力测试参照ISO2409法，抗冲击强度参照SY/T0442-97法，防腐性能采用45天，24℃，饱和氢氧化钙试验，涂层无起泡、软化、无微孔，盐雾试验1000h，涂膜无变化，表面电阻(Ω﹒m)参照GB/T1408.1，测试结果如下：
由上表可以看出，采用本发明的技术方案制得的石墨烯粉末涂料具有较强的防腐性能，涂层与基材附着力较强、涂层硬度较高，压痕硬度达5H以上，涂层表面致密、光洁，抗划痕和耐摩擦性能较好，涂层具有良好的导电性,抗老化功能稳定持久，适宜进一步推广应用。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高防腐型石墨烯粉末涂料，其特征是：按重量份数计，该涂料包括如下组分：
所述的复合填料是由下述重量份的原料组成：纳米凹凸棒土30-45份、氟磷灰石5-10份、萤石粉3-5份、氮化铝粉3-4份、二硼化钒1-2份、2，6-二叔丁基对甲酚1-2份、聚乙二醇800 2-3份。
2.根据权利要求1所述的一种高防腐型石墨烯粉末涂料，其特征是：按重量份数计，该涂料包括如下组分：
3.根据权利要求1所述的一种高防腐型石墨烯粉末涂料，其特征是：所述石墨烯的制备方法包括以下步骤：
(1)将天然鳞片石墨与磷酸、双氧水按照1:0.8:3.5的质量比依次混合，在30-40℃条件下浸渍反应50-60min，然后在室温下过滤分离出固体物，将固体物洗涤至滤液pH为6-7，干燥后在惰性气氛条件下的400-650℃下膨化后自然冷却得前驱体；
(2)将前驱体放置于球磨罐中交替球磨，球磨时间为8-10h，球磨速度为200-400r/min，球磨结束后即得石墨烯。
4.根据权利要求1所述的一种高防腐型石墨烯粉末涂料，其特征是：所述的复合填料的制备方法如下：将上述纳米凹凸棒土、氟磷灰石、萤石粉混合，在450-500℃下煅烧3-4h，出料冷却后与二硼化钒混合，充分球磨，得料a；将上述聚乙二醇800加入到4-5倍水中，加热到30-40℃，充分搅拌，加入氮化铝粉,100-200r/min搅拌分散3-4min，加入2，6-二叔丁基对甲酚，充分混合后与上述料a混合，球磨，烘干，过60-80目筛，即得所述复合填料。
5.根据权利要求1所述的一种高防腐型石墨烯粉末涂料的制备方法，其特征是：该制备方法包括如下步骤：
(1)将复合填料和石墨烯加入混料釜A中，高速搅拌，边混合边分散，搅拌30-50min后，依次加入β-烷基酰胺、安息香、苯并三唑类紫外吸收剂和聚醚改性聚硅氧烷，在混料釜夹套中加热升温至90-95℃；高速搅拌40-60min得预混料A；
(2)在混料釜B中依次加入不饱和聚酯树脂、环氧树脂E-51，高速搅拌， 边混合边分散，搅拌30-50min后，加入三甲基六亚甲基二胺高速搅拌30-50min得预混料B；
(3)采用双螺杆挤出机在前端采用75℃-85℃对混料A挤压，将挤出机在中段将温度提高到110℃-120℃后加入混料B，并挤压成型，通过粉碎过筛后即得到粉末涂料。
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