CN107541134A

CN107541134A - 一种环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法

Info

Publication number: CN107541134A
Application number: CN201711052645.XA
Authority: CN
Inventors: 马翔宇; 王新征
Original assignee: Tianjin Meishibang Paint and Chemicals Co Ltd
Current assignee: Tianjin Meishibang Paint and Chemicals Co Ltd
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2018-01-05

Abstract

本发明提供了一种环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，向环氧树脂中进入溶剂、分散剂，搅拌均匀，得到混合物；向混合物中依次加入颜料、消泡剂后，搅拌均匀，经研磨机研磨得到研磨浆，将得到的研磨浆置于搅拌机中，缓慢加入锌粉、填料、流平剂，然后搅拌均匀，得到浆料；向浆料中再依次加入石墨烯分散液、流变助剂和剩余溶剂，搅拌均匀，即得到主剂；将主剂与固化剂、固化促进剂混合，得到环氧石墨烯锌粉涂料。本发明降低涂料的含锌量且能保证防腐性能，该涂料具有防腐效果好、使用寿命长、无毒无污染，且由于降低了锌粉用量，使得产品具有极高的性价比。

Description

一种环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其是涉及一种环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法。

背景技术

腐蚀是指因为环境或技术体系方面原因而产生的一种金属和所处环境之间的物理、化学相互作用，导致金属性质的变化及功能的损伤。据相关统计，在我国，每年由于腐蚀造成的损失约8000亿元，占GDP的3％左右。全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为7000～10000亿美元。

目前，采用重防腐涂料对金属进行保护仍然是最为有效的防腐蚀手段，而涂料的几种防腐机理中，有一类是利用电化学阴极保护作用的。这种涂料就是环氧富锌底漆。这种涂料中的锌粉含量较高，锌粉与钢铁表面又是紧密接触的。在这种情况下，当水分侵入涂膜后，锌粉与钢铁组成微电池，由于Zn的电化学电位比铁低，这时腐蚀电流就从锌流向铁，钢铁就受到了阴极保护。这也是环氧富锌底漆作为重防腐涂料的基本原理。另外，在形成的涂层内，锌粉也互相接触，其中一部分锌粉与空气中的CO2、SO2或盐分中的Cl-接触生成锌的盐类，这些盐类为难溶性的碱式盐，它们会填没涂层中的空隙，保护下层的锌粒难以进一步作用，进而保护钢铁表面。

在行业标准HG/T3668-2009《富锌底漆》中，明确指出了Ⅱ型富锌底漆(即有机类富锌底漆)的金属锌含量：

无机富锌底漆：金属锌含量≥80％、Ⅰ型1类；

无机富锌底漆：金属锌含量≥70％、Ⅰ型2类；

无机富锌底漆：金属锌含量≥60％、Ⅰ型3类；

环氧富锌底漆：金属锌含量≥80％、Ⅱ型1类；

环氧富锌底漆：金属锌含量≥70％、Ⅱ型2类；

环氧富锌底漆：金属锌含量≥60％、Ⅱ型3类。

虽然高锌含量的富锌底漆有着非常好的防腐蚀性能，但在锌粉价格不断走高的当下，市场对于高价产品接受较为困难。

石墨烯作为一种新型的由碳原子构成的单片层片状结构的二维材料，厚度只有1个碳原子，，并具有高导电性、高导热性。预测在航空航天、宇宙探测、海洋开发、国防工业、国民经济各方面具有不可估量的应用前景，研究热潮在全球突起，国内也起步不俗，发展极快。

石墨烯具有极高的径厚比(直径/厚度)，极少的添加量就能够在涂膜内部性能连续的屏蔽层，达到提高涂膜防腐性能的目的。但由于石墨烯属于纳米级别的材料，因此具有极大的比表面积，直接在涂料中很难使用。

因此，在重防腐行业急需要开发一种具有优异的防腐蚀性能，同时具有较低的成本以达到更高的市场接受度的新型环氧石墨烯锌粉防腐涂料。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，降低涂料的含锌量且能保证防腐性能，该涂料具有防腐效果好、使用寿命长、无毒无污染，且由于降低了锌粉用量，使得产品具有极高的性价比。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：向环氧树脂中进入溶剂、分散剂，搅拌均匀，得到混合物；

步骤二：向步骤一的混合物中依次加入颜料、消泡剂后，搅拌均匀，经研磨机研磨得到研磨浆，确保研磨浆细度小于35μm；

步骤三：将步骤二得到的研磨浆置于搅拌机中，在搅拌的状态下缓慢加入锌粉、填料、流平剂，然后搅拌均匀，得到浆料；

步骤四：向步骤三中得到的浆料中再依次加入石墨烯分散液、流变助剂和剩余溶剂，搅拌均匀，即得到主剂；

步骤五：将步骤四中得到的主剂与固化剂、固化促进剂混合，得到环氧石墨烯锌粉涂料。

优选的，包括如下质量份数的组分：环氧树脂25-35份、颜料和填料共5～25份、锌粉10～25份、石墨烯分散液1～5份、助剂1～5份、溶剂5～15份、固化剂10～15份和固化促进剂1～3份，助剂包括分散剂0.5～3份、流平剂0.1～2份、消泡剂0.1～2份及流变助剂0.5～3份。

优选的，环氧树脂为双酚A型环氧树脂YD-128和YD-011X75中一种或两种的混合物。

优选的，固化剂为聚酰胺固化剂SUNMIDE 305，固化促进剂为DMP-30。

优选的，分散剂为BYK-163和BYK-P104S中的一种或几种混合物。

优选的，颜料为钛白粉和氧化锌中一种或两种的混合物；填料为滑石粉、硫酸钡或长石粉中的一种或几种的混合物。

优选的，消泡剂为BYK-052和BYK-066N中的一种或两种的混合物。

优选的，流平剂为BYK-354和BYK-333中的一种或两种的混合物。

优选的，步骤一中的搅拌转速为800rpm，搅拌时间30min。

优选的，步骤三中的搅拌转速为800～1200rpm，搅拌时间30～50min。

锌粉为江苏科创公司生产的600目锌粉。

石墨烯分散液为山东欧铂新材料有限公司生产，即含量为1％的石墨烯-二甲苯分散液。

相对于现有技术，本发明所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法具有以下优势：

本发明所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，采用环氧树脂和胺类固化剂作为主要的成膜物质，依靠锌粉牺牲阳极的阴极保护起到防腐作用，辅以石墨烯分散液提高产品的防腐性能，同时大大降低锌粉用量，该涂料制备工艺简单，具有优异的超长的防腐蚀性能和较低的成本，低成本环氧石墨烯锌粉涂料涂于基材表面，可在常温下短时间内固化完全，覆涂间隔短，由于其VOC含量低，可达到250g/L以下，因此具有一次成膜厚度高的优势，该产品能够为被涂物提供长达20年以上的防腐蚀保护。

具体实施方式

下面结合对比例和实施例来详细说明本发明。

对比例：

步骤一：向环氧树脂25份中进入溶剂5份、分散剂1份，搅拌均匀，得到混合物；

步骤二：向步骤一的混合物中依次加入颜料5份、消泡剂1份后，搅拌均匀，经研磨机研磨得到研磨浆，确保研磨浆细度小于35μm；

步骤三：将步骤二得到的研磨浆置于搅拌机中，在搅拌的状态下缓慢加入锌粉23份、填料10份、流平剂0.8份，然后搅拌均匀，得到浆料；

步骤四：向步骤三中得到的浆料中再依次加入流变助剂0.8份和剩余溶剂9份，搅拌均匀，即得到主剂；

步骤五：将步骤四中得到的主剂与固化剂14份、固化促进剂1份混合，得到环氧锌粉涂料。

实施例1

步骤二：向步骤一的混合物中依次加入颜料7份、消泡剂1份后，搅拌均匀，经研磨机研磨得到研磨浆，确保研磨浆细度小于35μm；

步骤四：向步骤三中得到的浆料中再依次加入石墨烯分散液3份、流变助剂1份和剩余溶剂份，搅拌均匀，即得到主剂；

步骤五：将步骤四中得到的主剂与固化剂14份、固化促进剂1份混合，得到环氧石墨烯锌粉涂料。

实施例2

步骤一：向环氧树脂25份中进入溶剂6份、分散剂1份，搅拌均匀，得到混合物；

步骤三：将步骤二得到的研磨浆置于搅拌机中，在搅拌的状态下缓慢加入锌粉15份、填料10份、流平剂0.8份，然后搅拌均匀，得到浆料；

步骤四：向步骤三中得到的浆料中再依次加入石墨烯分散液2份、流变助剂1份和剩余溶剂份，搅拌均匀，即得到主剂；

实施例3

步骤一：向环氧树脂25份中进入溶剂8份、分散剂1份，搅拌均匀，得到混合物；

步骤三：将步骤二得到的研磨浆置于搅拌机中，在搅拌的状态下缓慢加入锌粉18份、填料10份、流平剂0.8份，然后搅拌均匀，得到浆料；

步骤四：向步骤三中得到的浆料中再依次加入石墨烯分散液4份、流变助剂1.2份和剩余溶剂份，搅拌均匀，即得到主剂；

将对比例和实施例1～3中得到的涂料进行性能测试。检测方法见表1，检测结果见表2。

表1：涂料测试

表2：涂料测试结果

由表2可以看出，本发明提供的环氧石墨烯锌粉涂料，能够有效降低含锌量，同时具有良好的附着力，耐盐雾性能不差于高锌含量的富锌底漆，同时具有更加好的硬度和柔韧性。

另外，本发明提供的环氧石墨烯锌粉涂料在降低了涂膜内锌粉含量的同时，也避免了涂料在焊接过程中产生有害气体的危害，因此是一种环境友好的新型防腐料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：包括如下质量份数的组分：环氧树脂25-35份、颜料和填料共5～25份、锌粉10～25份、石墨烯分散液1～5份、助剂1～5份、溶剂5～15份、固化剂10～15份和固化促进剂1～3份，助剂包括分散剂0.5～3份、流平剂0.1～2份、消泡剂0.1～2份及流变助剂0.5～3份。

3.根据权利要求2所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：环氧树脂为双酚A型环氧树脂YD-128和YD-011X75中一种或两种的混合物。

4.根据权利要求2所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：固化剂为聚酰胺固化剂SUNMIDE 305，固化促进剂为DMP-30。

5.根据权利要求2所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：分散剂为BYK-163和BYK-P104S中的一种或几种混合物。

6.根据权利要求2所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：颜料为钛白粉和氧化锌中一种或两种的混合物；填料为滑石粉、硫酸钡或长石粉中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求2所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：消泡剂为BYK-052和BYK-066N中的一种或两种的混合物。

8.根据权利要求2所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：流平剂为BYK-354和BYK-333中的一种或两种的混合物。

9.根据权利要求1所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：步骤一中的搅拌转速为800rpm，搅拌时间30min。

10.根据权利要求1所述的环氧石墨烯锌粉涂料的制备方法，其特征在于：步骤三中的搅拌转速为800～1200rpm，搅拌时间30～50min。