CN106519970A - 一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料及其制备方法，包括甲组分、乙组分；所述的甲组分，包括环氧聚硅氧烷树脂，3‑氨丙基三甲氧基硅烷，石墨烯，超细红金石钛白粉，气象二氧化硅，分散剂，消泡剂，流平剂，增稠剂，成膜助剂；所述的乙组分，包括乙基三乙氧基硅烷，丙基三乙氧基硅烷，腰果酚；最后，按甲组分、乙组分配比，制成石墨烯环保防腐涂料。所述的桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料的制备方法，包括如下工艺步骤：第一步：甲组分生产工艺；第二步：乙组分生产工艺；第三步：石墨烯环保防腐涂料成品制造。本发明桥梁金属构件防护，低表面张力，耐老化性，耐水性，柔韧性，耐盐水性及防腐。可广泛应用于桥梁金属构件防护中。

Description

一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料，可广泛应用于桥梁金属构件防护中。

背景技术

桥梁金属构件易受到温差、太阳暴晒、紫外线、潮气、酸雨、盐雾等不同因素造成金属构件及其涂层老化或腐蚀，需要防护剂。但是，目前，桥梁金属构件普遍裸露，未进行任何可靠防护，桥梁金属构件使用寿命短，严重影响到桥梁的安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁金属构件防护、低表面张力、耐老化性、耐水性、柔韧性、耐盐水性及防腐的桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料，按重量百分比计算，其特殊之处在于，包括甲组分、乙组分；

所述的甲组分，包括环氧聚硅氧烷树脂37.0-60.0份，3-氨丙基三甲氧基硅烷7.0-12.0份，石墨烯3.0-5.0份，超细红金石钛白粉10.0-30.0份，气象二氧化硅5.0-10.0份，分散剂0.4-1.0份，消泡剂0.2-1.0份，流平剂0.2-1.0份，增稠剂0.3-1.0份，成膜助剂2.0-4.0份；

所述的乙组分，包括乙基三乙氧基硅烷40.0-60.0份，丙基三乙氧基硅烷40.0-75.0份，腰果酚20.0-38.0份；

最后，按甲组分60.0-90.0份、乙组分10.0-40.0份配比，制成石墨烯环保防腐涂料。

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料，各组分原料的作用如下：

(1)所述的环氧聚硅氧烷树脂，是涂料成膜物的基础成分，它将所有涂料组分粘结在一起形成整体的涂层，同时对底材或底涂层发挥润湿、渗透和相互作用而产生必要的附着力。

(2)所述的3-氨丙基三甲氧基硅烷，用来偶联环氧聚硅氧烷树脂石墨烯、气象二氧化硅等粉体、改善颜料的分散性，增强其粘结性，提高产品的机械、电气、耐水、抗老化等性能。

(3)所述的石墨烯，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是又薄又硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光，导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低。本发明充分利用了石墨烯良好的遮盖性及导电性，使其防腐性能超过传统的防腐涂料，并且该涂料可以做到漆膜较薄、增加涂布面积及提高涂料使用率。片状石墨烯表面的超疏水性，及平行排列的片状石墨烯对腐蚀因子的阻隔作用，使石墨烯大大改善防腐涂料质量。

(4)所述的气象二氧化硅，起到触变剂和增稠剂的作用，防沉淀、防流挂，提高涂层耐腐蚀性，提高漆膜物理机械性能。

(5)所述的超细红金石钛白粉，能增强涂膜的机械强度和附着力，防止开裂或脱落，并且能够增强涂膜的厚度，阻止紫外线或水分的穿透，提高涂膜的抗老化和耐久性能，延长涂膜和被保护物体的使用寿命。

(6)所述的分散剂，主要成分是低分子量不饱和多元羧酸聚合物和聚硅氧烷共聚物溶液，能防止石墨烯和钛白粉、成膜物质分散不均匀。还有助于防止贝纳德漩涡和条纹，增进表面滑爽、流平。

(7)所述的消泡剂，可起到消泡性能和平衡相容性作用，改善流平、分散性，防止缩孔。

(8)所述的流平剂，可降低涂料表面张力、对润湿困难的底材进行良好底材润湿。它可以有效防止涂料缩孔的发生，同时可增加表面滑爽以及耐划伤性和防粘连性、可让较高漆膜厚度留在垂直表面上，降低涂料中的气流敏感性。

(9)所述的增稠剂，能提高涂料的表观黏度并赋予涂料触变性，因而可改变涂料的流动性，可防止涂料在储存中沉淀分层，防止涂装时产生流挂，改进施工作业性，提高丰满度。

(10)所述的成膜助剂，能促进涂料塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，能在较广泛施工温度范围内成膜。

(11)所述的乙基三乙氧基硅，促进涂料固化成膜。

(12)所述的丙基三乙氧基硅烷，用来偶联涂料乙组分，增强其粘结性，提高产品的机械、电气、耐水、抗老化性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性，促进涂膜固化成膜。

(13)所述的腰果酚，是一种从天然腰果壳油中经先进技术提炼而成，在涂料配方中起到固化促进作用，对涂膜能提供体系良好的韧性，具有良好的憎水性、低渗透性及自干性。

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料的制备方法，其特殊之处在于，包括如下工艺步骤：

第一步：甲组分生产工艺

(1)首先，将环氧聚硅氧烷树脂投放反应釜中，搅拌加温至50℃，搅拌分散速度为1000r/min；

(2)然后，投入3-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌分散10min，在不断搅拌下依次加入分散剂、消泡剂、流平剂；

(3)在不断搅拌下加温至60℃，此时投入石墨烯，在密闭搅拌分散釜中进行，并抽真空，在负压下搅拌分散1h；

(4)通过在负压环境下进行，减少颗粒之间的摩阻力，降低涂料的粘度，使物料石墨烯分散均匀，待石墨烯分散均匀后，投入气象二氧化硅、超细红金石钛白粉、增稠剂、成膜助剂，再搅拌分散1h，降温至40℃以下，然后，经研磨机研磨至50微米即可；

第二步：乙组分生产工艺

将乙基三乙氧基硅烷投入反应釜中，搅拌升温至50℃，依次投入丙基三乙氧基硅烷、腰果酚，然后，搅拌升温至60℃，保持此温度搅拌30min，最后降温至40℃以下即可；

第三步：石墨烯环保防腐涂料成品制造

按甲组分60.0-90.0份，乙组分10.0-40.0份重量配比，进行搅拌，即可制得石墨烯环保防腐涂料成品。

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料及其制备方法，利用石墨烯优异的电学性能：石墨烯良好的遮盖性、力学性、热稳定性、导电性、耐辐射性、耐氧化性、生理惰性及防腐性，可获得性能卓越的防腐蚀效率和超薄的防腐蚀涂层，并且该涂料可以做到漆膜较薄、增加涂布面积及提高涂料使用率，可对桥梁金属构件提供防护。

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料及其制备方法，经实验验证证明：具有低表面张力、耐老化性、耐水性、柔韧性、耐盐水性及防腐的优良特性。

综上所述，本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料及其制备方法，桥梁金属构件防护，低表面张力，耐老化性，耐水性，柔韧性，耐盐水性及防腐。

具体实施方式

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料，其实施例如下：

实施例1

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料，按重量百分比计算，其特殊之处在于，包括甲组分、乙组分；

所述的甲组分，包括环氧聚硅氧烷树脂37.0份，3-氨丙基三甲氧基硅烷7.0份，石墨烯3.0份，超细红金石钛白粉10.0份，气象二氧化硅5.0份，分散剂0.4份，消泡剂1.0份，流平剂0.2份，增稠剂0.3份，成膜助剂2.0份；

所述的乙组分，包括乙基三乙氧基硅烷40.0份，丙基三乙氧基硅烷40.0份，腰果酚20.0份；

最后，按甲组分60.0份、乙组分10.0份配比，制成石墨烯环保防腐涂料。

实施例2

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料，按重量百分比计算，其特殊之处在于，包括甲组分、乙组分；

所述的甲组分，包括环氧聚硅氧烷树脂60.0份，3-氨丙基三甲氧基硅烷12.0份，石墨烯5.0份，超细红金石钛白粉30.0份，气象二氧化硅10.0份，分散剂1.0份，消泡剂1.0份，流平剂1.0份，增稠剂1.0份，成膜助剂4.0份；

所述的乙组分，包括乙基三乙氧基硅烷60.0份，丙基三乙氧基硅烷75.0份，腰果酚38.0份；

最后，按甲组分90.0份、乙组分40.0份配比，制成石墨烯环保防腐涂料。

实施例3

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料，按重量百分比计算，其特殊之处在于，包括甲组分、乙组分；

所述的甲组分，包括环氧聚硅氧烷树脂48.5份，3-氨丙基三甲氧基硅烷9.5份，石墨烯4.0份，超细红金石钛白粉20.0份，气象二氧化硅7.5份，分散剂0.7份，消泡剂0.6份，流平剂0.6份，增稠剂0.65份，成膜助剂3.0份；

所述的乙组分，包括乙基三乙氧基硅烷50.0份，丙基三乙氧基硅烷57.5份，腰果酚29.0份；

最后，按甲组分75.0份、乙组分25.0份配比，制成石墨烯环保防腐涂料。

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料的制备方法，其实施例如下：

实施例1

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料的制备方法，其特殊之处在于，包括如下工艺步骤：

第一步：甲组分生产工艺

(1)首先，将环氧聚硅氧烷树脂投放反应釜中，搅拌加温至50℃，搅拌分散速度为1000r/min；

(2)然后，投入3-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌分散10min，在不断搅拌下依次加入分散剂、消泡剂、流平剂；

(3)在不断搅拌下加温至60℃，此时投入石墨烯，在密闭搅拌分散釜中进行，并抽真空，在负压下搅拌分散1h；

(4)通过在负压环境下进行，减少颗粒之间的摩阻力，降低涂料的粘度，使物料石墨烯分散均匀，待石墨烯分散均匀后，投入气象二氧化硅、超细红金石钛白粉、增稠剂、成膜助剂，再搅拌分散1h，降温至40℃以下，然后，经研磨机研磨至50微米即可；

第二步：乙组分生产工艺

将乙基三乙氧基硅烷投入反应釜中，搅拌升温至50℃，依次投入丙基三乙氧基硅烷、腰果酚，然后，搅拌升温至60℃，保持此温度搅拌30min，最后降温至40℃以下即可；

第三步：石墨烯环保防腐涂料成品制造

按甲组分60.0份，乙组分10.0份重量配比，进行搅拌，即可制得石墨烯环保防腐涂料成品。

实施例2

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料的制备方法，其特殊之处在于，包括如下工艺步骤：

第一步：甲组分生产工艺

(1)首先，将环氧聚硅氧烷树脂投放反应釜中，搅拌加温至50℃，搅拌分散速度为1000r/min；

(2)然后，投入3-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌分散10min，在不断搅拌下依次加入分散剂、消泡剂、流平剂；

(3)在不断搅拌下加温至60℃，此时投入石墨烯，在密闭搅拌分散釜中进行，并抽真空，在负压下搅拌分散1h；

(4)通过在负压环境下进行，减少颗粒之间的摩阻力，降低涂料的粘度，使物料石墨烯分散均匀，待石墨烯分散均匀后，投入气象二氧化硅、超细红金石钛白粉、增稠剂、成膜助剂，再搅拌分散1h，降温至40℃以下，然后，经研磨机研磨至50微米即可；

第二步：乙组分生产工艺

将乙基三乙氧基硅烷投入反应釜中，搅拌升温至50℃，依次投入丙基三乙氧基硅烷、腰果酚，然后，搅拌升温至60℃，保持此温度搅拌30min，最后降温至40℃以下即可；

第三步：石墨烯环保防腐涂料成品制造

按甲组分90.0份，乙组分40.0份重量配比，进行搅拌，即可制得石墨烯环保防腐涂料成品。

实施例3

本发明一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料的制备方法，其特殊之处在于，包括如下工艺步骤：

第一步：甲组分生产工艺

(1)首先，将环氧聚硅氧烷树脂投放反应釜中，搅拌加温至50℃，搅拌分散速度为1000r/min；

(2)然后，投入3-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌分散10min，在不断搅拌下依次加入分散剂、消泡剂、流平剂；

(3)在不断搅拌下加温至60℃，此时投入石墨烯，在密闭搅拌分散釜中进行，并抽真空，在负压下搅拌分散1h；

(4)通过在负压环境下进行，减少颗粒之间的摩阻力，降低涂料的粘度，使物料石墨烯分散均匀，待石墨烯分散均匀后，投入气象二氧化硅、超细红金石钛白粉、增稠剂、成膜助剂，再搅拌分散1h，降温至40℃以下，然后，经研磨机研磨至50微米即可；

第二步：乙组分生产工艺

将乙基三乙氧基硅烷投入反应釜中，搅拌升温至50℃，依次投入丙基三乙氧基硅烷、腰果酚，然后，搅拌升温至60℃，保持此温度搅拌30min，最后降温至40℃以下即可；

第三步：石墨烯环保防腐涂料成品制造

按甲组分75.0份，乙组分25.0份重量配比，进行搅拌，即可制得石墨烯环保防腐涂料成品。

Claims (2)

1.一种桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料，按重量百分比计算，其特征在于，包括甲组分、乙组分；

所述的甲组分，包括环氧聚硅氧烷树脂37.0-60.0份，3-氨丙基三甲氧基硅烷7.0-12.0份，石墨烯3.0-5.0份，超细红金石钛白粉10.0-30.0份，气象二氧化硅5.0-10.0份，分散剂0.4-1.0份，消泡剂0.2-1.0份，流平剂0.2-1.0份，增稠剂0.3-1.0份，成膜助剂2.0-4.0份；

所述的乙组分，包括乙基三乙氧基硅烷40.0-60.0份，丙基三乙氧基硅烷40.0-75.0份，腰果酚20.0-38.0份；

最后，按甲组分60.0-90.0份、乙组分10.0-40.0份配比，制成石墨烯环保防腐涂料。

2.一种权利要求1所述的桥梁金属构件用石墨烯环保防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：

第一步：甲组分生产工艺

(1)首先，将环氧聚硅氧烷树脂投放反应釜中，搅拌加温至50℃，搅拌分散速度为1000r/min；

(2)然后，投入3-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌分散10min，在不断搅拌下依次加入分散剂、消泡剂、流平剂；

(3)在不断搅拌下加温至60℃，此时投入石墨烯，在密闭搅拌分散釜中进行，并抽真空，在负压下搅拌分散1h；

(4)通过在负压环境下进行，减少颗粒之间的摩阻力，降低涂料的粘度，使物料石墨烯分散均匀，待石墨烯分散均匀后，投入气象二氧化硅、超细红金石钛白粉、增稠剂、成膜助剂，再搅拌分散1h，降温至40℃以下，然后，经研磨机研磨至50微米即可；

第二步：乙组分生产工艺

将乙基三乙氧基硅烷投入反应釜中，搅拌升温至50℃，依次投入丙基三乙氧基硅烷、腰果酚，然后，搅拌升温至60℃，保持此温度搅拌30min，最后降温至40℃以下即可；

第三步：石墨烯环保防腐涂料成品制造

按甲组分60.0-90.0份，乙组分10.0-40.0份重量配比，进行搅拌，即可制得石墨烯环保防腐涂料成品。