CN106833285A - 一种水性石墨烯防腐粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水性石墨烯防腐粉末涂料，以质量百分比计，其原料包括：水性环氧固化剂20～46；颜填料20～40；助剂1～6；去离子水10～36；石墨烯0.5～5；环氧树脂20～40；活性稀释剂1～6。本发明还公开了其制备方法，包括如下步骤：取一份水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中搅拌混合均匀；加入适量颜填料，先高速搅拌，再经砂磨机研磨；在搅拌状态下向其中加入一份水性环氧固化剂，搅拌均匀；再加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀，过滤、包装得到甲组分；取适量环氧树脂和活性稀释剂相混合，搅拌均匀，再过滤、包装得到乙组分。本发明使用安全、健康、环保，可提供持久稳定的防腐作用，并能抑制腐蚀的扩散。

Description

一种水性石墨烯防腐粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料组合物领域，尤其涉及一种基于环氧树脂的水性石墨烯防腐涂料及其制备方法。
背景技术
腐蚀是金属、混凝土、木材等物体受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的现象。根据相关统计，全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为7000亿-10000亿美元，约是地震、水灾、台风等自然灾害造成经济损失总和的6倍。在我国，每年由于腐蚀造成的损失约为8000亿元，占GDP的3％左右。长期以来，人们一直采用多种技术，减缓腐蚀发生的速度。
目前，最主要的几种防腐涂料，主要为环氧类、聚氨酯类和富锌底漆类涂料。其中环氧类防腐涂料具有优异的附着力、优良的力学性能、良好的抗碱性和耐化学介质腐蚀性、固体组分含量高等优点，但是漆膜初期硬度高，柔韧性差，沥青类和铬酸盐类的环氧防腐漆，对环境具有很大的破坏性，同时危害人类健康。聚氨酯涂料具有附着力强、耐水、耐油、耐溶剂、耐腐蚀、弹性好、强度高、耐低温、涂膜光亮、坚硬、柔韧、丰满、耐磨和耐划伤的优点，但其保光保色性差，有较大的刺激性和毒性，稳定性差和施工麻烦等不足。富锌底漆类涂料具有屏蔽作业、电化学防护作用、涂膜自修复和钝化作用，但防腐性能是以牺牲锌粉为代价，且在焊接时会产生大量氧化锌雾气，危害作业人员生命健康。
2015年8月12日，天津塘沽危险品爆炸事件发生后，全国对危险化学品厂家、仓库、运输更加严格，同样也更进一步加速了水性漆市场的发展，同时，通过新《环保法》，“消费税”，“排污税”，以及相应城市出台为了治理PM2.5禁止油性油漆的生产和使用，同样可以看出，国家间接的大力度的支持和鼓励水性漆、无溶剂涂料的发展。但是水性漆目前即使在很大程度上仍然比不上油性漆所带来的性能和效果，比如防腐体系的环氧防腐底漆，水性环氧防腐漆的防腐性能远不如油性环氧防腐漆，如何突破这一水性防腐性差的难点，还需更深入的研究。
《水性环氧防腐涂料的研制》(钟鸥等，现代涂料与涂装，2010年8月第13卷第8期第4-6页)一文中公开了一种水性环氧防腐涂料及其制备方法，其具有耐腐蚀性和耐化学品性优异、漆膜收缩小、硬度高等优点，但其在实际使用中也有不足之处，具体为，一旦在涂覆的金属表面出现刮痕，则该刮痕所产生的锈迹和腐蚀则会较快的扩散到其他涂料覆盖区，即其不能有效抑制腐蚀的扩散。
石墨烯是近些年新发现的由单层碳原子紧密堆积成的具有二维片层结构的一种碳质新材料，以其独特的性能吸引了世界各国科学家的关注，除了在电子、储能等领域外，石墨烯在防腐领域也大有可以为。石墨烯具有优异的电性能和高的径厚比(＞200)以及薄的片层结构(＜1nm)，因此可以设想具有比目前常用的云母粉、铝粉、玻璃薄片等具有更优良的物理防腐作用。因此如果将聚苯胺负载在石墨烯表面并将其作为填料将同时提供优良物理防腐和化学防腐，从而显著提高涂料的防腐性能。首先，石墨烯具有稳定的杂化结构，使其能在活性介质与金属间形成物理阻隔层，阻止了扩散渗透的进行；其次，石墨烯也拥有良好的化学稳定性和热稳定性，无论是在腐蚀性的气体、液体环境中或高温条件下均能保持稳定；最后，石墨烯有优异的机械性能，有着其他涂料所不具备的耐刮擦性和高强度。
中国专利申请文件(申请号CN201210066163.0)公布了一种基于聚苯胺与石墨烯复合材料的防腐涂料及制备方法，其中所述防腐涂料的组分包括：成膜物质20-90；聚苯胺与石墨烯复合材料0.1-20；颜料1-10；填料1-10；防流挂剂0.1-3；分散剂0.1-4；流平剂0.01-2；消泡剂0.01-2；溶剂1-50，其中溶剂为甲苯、二甲苯、丁醇、丁酮或环己酮等有机溶剂。其所制得的涂料可以实现金属基材的钝化和缓蚀，同时避免了可以导致环境污染的铬等重金属的使用。但其缺点在于，由于其采用的是有机溶剂，因此所得涂料为油性涂料，其所用的有机溶剂均具有一定毒性，易挥发，极易对人体健康造成损害；且该有机溶剂大多易燃，因此这种油性涂料也存在极大的安全隐患。
中国专利CN102702959A公布了一种改进的耐高温金属防腐涂料，按质量百分比含量由以下组分组成：GHNK耐高温粘结剂30-40份，聚苯胺/石墨烯复合材料为15-20份，着色颜料为15-20份，超细滑石粉为5-10份，超细云母粉为5-10份，高岭土为5-10份，SN-612流平剂为0.2-0.5份，润湿剂X-405为0.3-0.5份，二甲基乙醇胺为0.1-0.3份，防腐剂981为0.1-0.3份，GHP101增稠剂为0.5-1份，磷酸三丁酯为0.1-0.3份，水为4-13份。该发明制得的涂料具有较好的防水防腐蚀性、耐高温、耐碱性、耐候性、耐擦洗性和耐人工老化等优点，可以实现金属基材的钝化和缓蚀，同时避免了可以导致环境污染的铬等重金属的使用。但是其主要成分聚苯胺和石墨烯复合材料的制备工艺复杂，且其中主要利用的是聚苯胺高导电性、原料便宜、易于合成等特性，但研究表明聚苯胺和石墨烯并没有相互促进的防腐作用，聚苯胺和石墨烯并没有实现其真正的作用。
在众多涂料品种中环氧树脂在防腐涂料中占据重要地位，是被广泛作为金属防腐用的一种涂层材料，具有优异的粘结力、耐化学药品、耐腐蚀和耐水性能，其产量日增，新品种相继出现，是极有发展前途的涂料品种，通过添加不同的填料和调整固化剂的品种，可以制成性能各异的环氧树脂防腐涂料，适用于不同场合的防腐需要，达到良好的保护效果。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种水性石墨烯防腐粉末涂料及其制备方法，其不仅使用安全、更加环保，且能够提供更加持久、稳定的防腐作用，可有效抑制金属腐蚀的扩散。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种水性石墨烯防腐粉末涂料，以质量百分比计，其原料包括以下组分：
甲组分：水性环氧固化剂20～46；颜填料20～40；助剂1～6；去离子水10～36；石墨烯0.5～5；
乙组分：环氧树脂20～40；活性稀释剂1～6。
进一步地，所述颜填料中的颜料包括无机颜料或其水性色浆，所述填料包括硫酸钡、滑石粉或云母粉。
进一步地，所述石墨烯包括本征态石墨烯、氧化石墨烯、改性的功能化石墨烯中的一种或几种组合；改性的功能化石墨烯是表面含氨基、疏基或类似功能基团的石墨烯。
进一步地，所述助剂包括抑泡剂、消泡剂、流平剂、脱气剂、分散剂、改性剂、增韧剂、抗氧化剂、促进剂、松散剂或紫外光吸收剂中的一种或多种组合。
进一步地，所述水性环氧固化剂为WC-200水性环氧固化剂(60％)。
进一步地，以质量百分比计，所述水性石墨烯防腐粉末涂料的原料包括以下组分：
甲组分：WC-200水性环氧固化剂(60％)22～30；颜填料25～30；抑泡剂0.2～0.5；润湿分散剂0.4～0.8；消泡剂0.2～0.5；流平剂0.4～0.8；去离子水18～25；石墨烯1～2；
乙组分：环氧树脂(100％)21～23；活性稀释剂1.5～3。
进一步地，以质量百分比计，所述水性石墨烯防腐粉末涂料的原料包括以下组分：
甲组分：WC-200水性环氧固化剂(60％)22；颜填料28；抑泡剂0.4；润湿分散剂0.6；消泡剂0.5；流平剂0.6；去离子水23；石墨烯1；
乙组分：环氧树脂(100％)22；活性稀释剂1.9。
本发明还公开了上述一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、分别称取适量的WC-200水性环氧固化剂(60％)、去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯，将WC-200水性环氧固化剂分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌，然后将物料经砂磨机研磨得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、称取适量环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
进一步地，所述S2中高速搅拌的时间为10～15min，对物料研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明以水为分散介质，VOC含量极低、气味小、环保，使用安全方便，更加健康、环保，漆膜耐腐蚀性和耐化学品性优异，漆膜收缩小、硬度高，可应用于原油储罐浮顶浮仓防腐工程，且施工适应性、配套性较好，能够提供更加持久、稳定的防腐作用，可有效抑制金属腐蚀的扩散。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
实施例1
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)200g，颜填料200g，抑泡剂1g，润湿分散剂4g，消泡剂1g，流平剂4g，去离子水125g，石墨烯5g，环氧树脂400g，活性稀释剂60g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌10min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例2
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)220g，颜填料250g，抑泡剂2g，润湿分散剂4g，消泡剂2g，流平剂4g，去离子水100g，石墨烯10g，环氧树脂363g，活性稀释剂45g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌11min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例3
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)220g，颜填料280g，抑泡剂4g，润湿分散剂6g，消泡剂5g，流平剂6g，去离子水230g，石墨烯10g，环氧树脂220g，活性稀释剂19g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌12min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例4
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)220g，颜填料280g，抑泡剂4g，润湿分散剂6g，消泡剂5g，流平剂7g，去离子水230g，石墨烯20g，环氧树脂210g，活性稀释剂18g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌12min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例5
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)270g，颜填料300g，抑泡剂5g，润湿分散剂8g，消泡剂4g，流平剂8g，去离子水180g，石墨烯15g，环氧树脂200g，活性稀释剂10g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌14min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例6
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)300g，颜填料350g，抑泡剂5g，润湿分散剂8g，消泡剂4g，流平剂8g，去离子水100g，石墨烯15g，环氧树脂200g，活性稀释剂10g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌15min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例7
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)460g，颜填料200g，抑泡剂2g，润湿分散剂8g，消泡剂2g，流平剂8g，去离子水100g，石墨烯10g，环氧树脂200g，活性稀释剂10g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌15min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例8
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)250g，颜填料400g，抑泡剂4g，润湿分散剂6g，消泡剂4g，流平剂6g，去离子水100g，石墨烯20g，环氧树脂200g，活性稀释剂10g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌15min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例9
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)250g，颜填料250g，抑泡剂10g，润湿分散剂20g，消泡剂10g，流平剂20g，去离子水200g，石墨烯20g，环氧树脂200g，活性稀释剂20g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌13min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例10
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)200g，颜填料200g，抑泡剂5g，润湿分散剂7g，消泡剂5g，流平剂8g，去离子水360g，石墨烯5g，环氧树脂200g，活性稀释剂10g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌10min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例11
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)260g，颜填料280g，抑泡剂4g，润湿分散剂6g，消泡剂4g，流平剂6g，去离子水180g，石墨烯35g，环氧树脂210g，活性稀释剂15g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌14min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
实施例12
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)210g，颜填料230g，抑泡剂4g，润湿分散剂6g，消泡剂4g，流平剂6g，去离子水250g，石墨烯50g，环氧树脂220g，活性稀释剂20g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌10min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
对比实施例1
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)220g，颜填料280g，抑泡剂4g，润湿分散剂6g，消泡剂4g，流平剂6g，去离子水230g，环氧树脂230g，活性稀释剂20g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌12min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
对比实施例2
一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
S1、称取WC-200水性环氧固化剂(60％)220g，颜填料220g，抑泡剂4g，润湿分散剂6g，消泡剂4g，流平剂6g，去离子水230g，石墨烯60g，环氧树脂230g，活性稀释剂20g；将WC-200水性环氧固化剂平分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌15min，然后将物料经砂磨机研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、将环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
将上述实施例1～实施例12以及对比实施例1、对比实施例2中所得到的甲组分和乙组分分别混合并搅拌均匀，然后分别在多个钢板上涂覆形成漆膜，并在各漆膜上划上长度为2CM的十字形划痕，再将各钢板进行盐雾试验，其结果如下表：
本发明中的WC-200是一种高相对分子质量的水溶性好的胺加成物，含有表面活性基团，与环氧树脂有良好的相容性，可直接乳化环氧树脂配成稳定的水性环氧树脂体系，对颜填料有良好的润湿分散作用，因此选择了将颜填料加到水性环氧固化剂组分中进行研磨，且在研磨过程中不受温度的影响，也不受研磨道数的限制，易于研磨和调漆，可用水进行稀释，稀释过程中不会出现类似于水性聚酰胺固化剂稀释时由于胶束的形成和聚酰胺与水之间的氢键作用而产生的“水峰”现象；该固化剂在湿钢材基面也有很好的固化性能，防腐性能优越，解决了油性环氧防腐涂料湿面施工困难的问题。因此选用WC-200为水性环氧防腐涂料的固化剂。
考虑到水性环氧固化剂呈弱碱性，水性环氧防腐涂料应当避免使用酸性和吸水性高的颜填料，其产品着色宜选用耐化学品性和耐候性较好的无机颜料或其水性色浆，如金红石型钛白粉等。填料选择低吸油量、细度适中、性能稳定的填料，如硫酸钡、滑石粉、云母粉等。
水性环氧防腐涂料中的环氧树脂普遍采用双酚A型环氧树脂，这是因为双酚A型环氧树脂分子中含有极性高而不易水解的醚键，使其在潮湿状态下对钢材也有较高的附着力，而且耐化学品性能也高。双酚A型环氧树脂按相对分子质量的不同可分为固体环氧树脂和液体环氧树脂，高相对分子质量的环氧树脂黏度大，需较多的助溶剂溶解，VOC含量较高，并且不易被水性环氧固化剂乳化，不应选用。环氧值大的环氧树脂固化后的交联密度大，涂膜的渗透指数较小，抵挡介质渗透扩散的能力较优，耐化学介质性强，因此宜选用环氧值高的环氧树脂，可优先选用如E-51、E-44两种牌号树脂的混合物为水性环氧防腐涂料的主要成膜物质。另外，由于过高的交联密度容易使漆膜发脆，在环氧树脂组分中加入了少量活性稀释剂，用量不超过环氧树脂用量的15％。
水性环氧防腐涂料以水为稀释剂，由于水的表面张力较高，降低了水性涂料对地才的润湿能力，因此可能导致严重缩孔等表面缺陷发生，影响漆膜的防腐能力，加入润湿剂则可降低其表面张力。水性环氧防腐涂料在生产及施工过程中易带入空气，因此加入抑泡剂及消泡剂，可有效消除气泡。同时，加入流平剂可提高涂料的防缩孔性能及流平效果，以得到平整光滑的漆膜，层间附着力好。
通过上述实施例的盐雾试验结果可看出，加入适量的石墨烯能够形成类似迷宫状结构，不仅可以对涂层起到增强作用，提高其附着力，而且其独特的二维片层结构和疏水特性能够抑制水对涂层的浸润和渗透，从而使得渗透因子渗透到基材表面的阻力增加，极大地增加了涂料的防腐蚀性能，从盐雾试验48h和900h的结果可看出，未加入石墨烯的对比实施例1得到的漆膜，其无论划痕处还是无划痕处的锈蚀现象均较为严重，而其他加入石墨烯的实施例的漆膜，其无划痕处则能完全没有锈蚀现象发生；从盐雾试验900h的结果可看出，若加入过多石墨烯，过量的石墨烯在涂层中聚集，产生大量的缺陷，从而降低材料的防腐性能，则划痕处的锈蚀现象则依然会出现较为明显的扩散。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种水性石墨烯防腐粉末涂料，其特征在于，以质量百分比计，其原料包括以下组分：
甲组分：水性环氧固化剂20～46；颜填料20～40；助剂1～6；去离子水10～36；石墨烯0.5～5；
乙组分：环氧树脂20～40；活性稀释剂1～6。
2.如权利要求1所述的一种水性石墨烯防腐粉末涂料，其特征在于：所述颜填料中的颜料包括无机颜料或其水性色浆，所述填料包括硫酸钡、滑石粉或云母粉。
3.如权利要求1所述的一种水性石墨烯防腐粉末涂料，其特征在于：所述石墨烯包括本征态石墨烯、氧化石墨烯、改性的功能化石墨烯中的一种或几种组合。
4.如权利要求1所述的一种水性石墨烯防腐粉末涂料，其特征在于：所述助剂包括抑泡剂、消泡剂、流平剂、脱气剂、分散剂、改性剂、增韧剂、抗氧化剂、促进剂、松散剂或紫外光吸收剂中的一种或多种组合。
5.如权利要求4所述的一种水性石墨烯防腐粉末涂料，其特征在于：所述水性环氧固化剂为WC-200水性环氧固化剂(60％)。
6.如权利要求5所述的一种水性石墨烯防腐粉末涂料，其特征在于：以质量百分比计，其原料包括以下组分：
甲组分：WC-200水性环氧固化剂(60％)22～30；颜填料25～30；抑泡剂0.2～0.5；润湿分散剂0.4～0.8；消泡剂0.2～0.5；流平剂0.4～0.8；去离子水18～25；石墨烯1～2；
乙组分：环氧树脂(100％)21～23；活性稀释剂1.5～3。
7.如权利要求6所述的一种水性石墨烯防腐粉末涂料，其特征在于：以质量百分比计，所述水性石墨烯防腐粉末涂料的原料包括以下组分：
甲组分：WC-200水性环氧固化剂(60％)22；颜填料28；抑泡剂0.4；润湿分散剂0.6；消泡剂0.5；流平剂0.6；去离子水23；石墨烯1；
乙组分：环氧树脂(100％)22；活性稀释剂1.9。
8.一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1、分别称取适量的WC-200水性环氧固化剂(60％)、去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯，将WC-200水性环氧固化剂分成两份，取其中一份WC-200水性环氧固化剂与去离子水、抑泡剂、润湿分散剂和石墨烯加到调漆缸中，搅拌混合均匀得到混合物Ⅰ。
S2、向混合物Ⅰ中加入适量颜填料，先高速搅拌，然后将物料经砂磨机研磨得到混合物Ⅱ。
S3、在搅拌状态下，向混合物Ⅱ中缓慢加入剩余的一份WC-200水性环氧固化剂，然后搅拌均匀得到混合物Ⅲ。
S4、向混合物Ⅲ中加入消泡剂及流平剂，搅拌均匀后，再过滤、包装得到甲组分。
S5、称取适量环氧树脂(100％)和活性稀释剂相混合，经搅拌均匀后，再过滤、包装得到乙组分。
9.如权利要求8所述的一种水性石墨烯防腐粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述S2中高速搅拌的时间为10～15min，对物料研磨至细度小于40μm为止得到混合物Ⅱ。
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