CN107556836A - 一种石墨烯高效重防腐水性涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种石墨烯高效重防腐水性涂料及其制备方法，解决了现有技术中涂料防腐性能低、对金属的防锈效果差的问题，一种石墨烯高效重防腐水性涂料，由甲组分、乙组份的原料构成，其中甲组分包含以下重量份的原料，石墨烯0.1～1份，二氧化钛5～20份，碳酸钙10～20份，三聚磷酸铝1～10份，磷酸锌1～10份，分散剂1～2份，去离子水20～50份；乙组份包含以下重量份的原料，防腐剂0.1～1份，丙烯酸乳液20～50份，二丙二醇单甲醚1～3份，调节剂0.1～1份，去离子水5～10份，CMIT/MIT与N‑(2‑苯并咪唑基)‑氨基甲酸甲酯以2∶1的方式复配，以便优势互补，达到扩大抗菌谱、减少甲醛用量目的，二者有协同作用，使得本发明配方较好的防腐性能，又由于在原料中增加了石墨烯原料，其强度硬、附着力强。

Description

一种石墨烯高效重防腐水性涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是指一种石墨烯高效重防腐水性涂料。
背景技术
防腐涂料是一种常用的金属表面保护材料，可阻隔金属与氧气、盐雾、酸碱等各种腐蚀物体的接触，从而阻止或减缓对金属的腐蚀，起到保护作用。但是目前，金属的腐蚀现象非常普遍。如铁制品生锈(Fe2O3·xH2O)，铝制品表面出现白斑(Al2O3)，铜制品表面产生铜绿[Cu2(OH)2CO3]，银器表面变黑(Ag2S，Ag2O)等都属于金属腐蚀，其中用量最大的金属——铁制品的腐蚀最为常见。同时，腐蚀还可能成为生产发展和科技进步的障碍。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。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。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，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，为目前世上电阻率最小的材料。目前，也有报道称石墨烯无论是直接在铜或镍上制备，或转移到其他金属上，都可提供防腐蚀保护。铜涂层培育单层石墨烯，采用化学气相沉积法，腐蚀会比裸铜慢七倍，镍涂层培育多层石墨烯，腐蚀比裸镍慢20倍以上。单层石墨烯具有相同的防腐蚀保护作用，就像常规有机涂料，但后者要厚五倍以上。
发明内容
本发明提出一种石墨烯高效重防腐水性涂料及其制备方法，解决了现有技术中涂料防腐性能低、对金属的防锈效果差的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种石墨烯高效重防腐水性涂料，
由甲组分、乙组份的原料构成，其中甲组分包含以下重量份的原料，
石墨烯0.1～1份，二氧化钛5～20份，碳酸钙10～20份，三聚磷酸铝1～10份，磷酸锌1～10份，分散剂1～2份，去离子水20～50份；
乙组份包含以下重量份的原料，防腐剂0.1～1份，丙烯酸乳液20～50份，二丙二醇单甲醚1～3份，调节剂0.1～1份，去离子水5～10份。
作为优选的技术方案，所述防腐剂为CMIT/MIT与质量分数为35％～50％的N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯，以2∶1的方式复配而成。
CMIT/MIT是甲基氯异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮，是一种性价比较高的常用防腐剂，CMIT/MIT的优点是广谱杀菌，高效，不释放甲醛，不挥发，相容性好。
作为优选的技术方案，所述分散剂为碳酸铵、聚羧酸铵盐中的一种或两种。
作为优选的技术方案，所述调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
本发明又提出一种石墨烯高效重防腐水性涂料的制备方法，包含以下步骤：
1)取石墨烯0.1～1份，二氧化钛5～20份，碳酸钙10～20份，三聚磷酸铝1～10份，磷酸锌1～10份，分散剂1～2份，去离子水20～50份依次加入高速搅拌机中，搅拌25min，后再用研磨机，研磨至细度为10微米以下的石墨烯料；
2)取防腐剂0.1～1份，丙烯酸乳液20～50份，二丙二醇单甲醚1～3份，调节剂0.1～1份，去离子水5～10份，依次加入分散机中，以400r/min的速度搅拌25min，得分散料液；
3)将步骤1)中的所述石墨烯料缓慢的加入步骤2)中，均匀搅拌30min，后调节pH为8～9，过滤即得。
CMIT/MIT与甲醛水溶液以2∶1的方式复配，以便优势互补，达到扩大抗菌谱、减少甲醛用量、降低成本和提高环境友好性等目的，二者有协同作用，污染小，使得本专利配方较好的防腐性能，又由于在原料中增加了石墨烯原料，其强度硬、附着力强，则涂层很薄即可达到高效重防腐、防锈的效果，且附着力极强，不易脱落，抗划擦。
本发明的制备方法简单、易操作，可扩大流水线生产。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种石墨烯高效重防腐水性涂料，由甲组分、乙组份的原料构成，其中甲组分包含以下重量份的原料，
石墨烯0.1～1份，二氧化钛5～20份，碳酸钙10～20份，三聚磷酸铝1～10份，磷酸锌1～10份，分散剂1～2份，去离子水20～50份；
乙组份包含以下重量份的原料，防腐剂0.1～1份，丙烯酸乳液20～50份，二丙二醇单甲醚1～3份，调节剂0.1～1份，去离子水5～10份。
作为优选的技术方案，所述防腐剂为CMIT/MIT与质量分数为35％～50％的N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯，以2∶1的方式复配而成。
作为优选的技术方案，所述分散剂为碳酸铵、聚羧酸铵盐中的一种或两种。
作为优选的技术方案，所述调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
本发明又提出一种石墨烯高效重防腐水性涂料的制备方法，包含以下步骤：
1)取石墨烯0.1～1份，二氧化钛5～20份，碳酸钙10～20份，三聚磷酸铝1～10份，磷酸锌1～10份，分散剂1～2份，去离子水20～50份依次加入高速搅拌机中，搅拌25min，后再用研磨机，研磨至细度为10微米以下的石墨烯料；
2)取防腐剂0.1～1份，丙烯酸乳液20～50份，二丙二醇单甲醚1～3份，调节剂0.1～1份，去离子水5～10份，依次加入分散机中，以400r/min的速度搅拌25min，得分散料液；
3)将步骤1)中的所述石墨烯料缓慢的加入步骤2)中，均匀搅拌30min，后调节pH为8～9，过滤即得。
下面以3个具体实施例来详细解释本发明创造。
实施例一
本发明提出一种石墨烯高效重防腐水性涂料的制备方法，包含以下步骤：
1)取石墨烯0.1份，二氧化钛5份，碳酸钙10份，三聚磷酸铝1份，磷酸锌1份，碳酸铵1份，去离子水20份依次加入高速搅拌机中，搅拌25min，后再用研磨机，研磨至细度为10微米以下的石墨烯料；
2)取防腐剂0.1份，所述防腐剂为CMIT/MIT与质量分数为35％～50％的N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯，以2∶1的方式复配而成，丙烯酸乳液20份，二丙二醇单甲醚1份，2-氨基-2-甲基-1-丙醇调节剂0.1份，去离子水5份，依次加入分散机中，以400r/min的速度搅拌25min，得分散料液；
3)将步骤1)中的所述石墨烯料缓慢的加入步骤2)中，均匀搅拌30min，后调节pH为8～9，过滤即得。
实施例二
本发明提出一种石墨烯高效重防腐水性涂料的制备方法，包含以下步骤：
1)取石墨烯0.5份，二氧化钛12份，碳酸钙15份，三聚磷酸铝6份，磷酸锌5份，聚羧酸铵盐1.5份，去离子水35份依次加入高速搅拌机中，搅拌25min，后再用研磨机，研磨至细度为10微米以下的石墨烯料；
2)取防腐剂0.4份，所述防腐剂为CMIT/MIT与质量分数为35％～50％的N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯，以2∶1的方式复配而成，丙烯酸乳液40份，二丙二醇单甲醚2份，2-氨基-2-甲基-1-丙醇调节剂0.6份，去离子水7份，依次加入分散机中，以400r/min的速度搅拌25min，得分散料液；
3)将步骤1)中的所述石墨烯料缓慢的加入步骤2)中，均匀搅拌30min，后调节pH为8～9，过滤即得。
实施例三
本发明提出一种石墨烯高效重防腐水性涂料的制备方法，包含以下步骤：
1)取石墨烯1份，二氧化钛20份，碳酸钙20份，三聚磷酸铝10份，磷酸锌10份，聚羧酸铵盐2份，去离子水50份依次加入高速搅拌机中，搅拌25min，后再用研磨机，研磨至细度为10微米以下的石墨烯料；
2)取防腐剂1份，所述防腐剂为CMIT/MIT与质量分数为35％～50％的N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯，以2∶1的方式复配而成，丙烯酸乳液50份，二丙二醇单甲醚3份，2-氨基-2-甲基-1-丙醇调节剂1份，去离子水10份，依次加入分散机中，以400r/min的速度搅拌25min，得分散料液；
3)将步骤1)中的所述石墨烯料缓慢的加入步骤2)中，均匀搅拌30min，后调节pH为8～9，过滤即得。
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 (5)

1.一种石墨烯高效重防腐水性涂料，其特征在于：
由甲组分、乙组份的原料构成，其中甲组分包含以下重量份的原料，
石墨烯0.1～1份，二氧化钛5～20份，碳酸钙10～20份，三聚磷酸铝1～10份，磷酸锌1～10份，分散剂1～2份，去离子水20～50份；
乙组份包含以下重量份的原料，防腐剂0.1～1份，丙烯酸乳液20～50份，二丙二醇单甲醚1～3份，调节剂0.1～1份，去离子水5～10份。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯高效重防腐水性涂料，其特征在于：
所述防腐剂为CMIT/MIT与质量分数为35％～50％的N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯，以2∶1的方式复配而成。
3.如权利要求1所述的一种石墨烯高效重防腐水性涂料，其特征在于：
所述分散剂为碳酸铵、聚羧酸铵盐中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的一种石墨烯高效重防腐水性涂料，其特征在于：
所述调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
5.制备权利要求1至4中任一项所述的一种石墨烯高效重防腐水性涂料方法，其特征在于，包含以下步骤：
1)取石墨烯0.1～1份，二氧化钛5～20份，碳酸钙10～20份，三聚磷酸铝1～10份，磷酸锌1～10份，分散剂1～2份，去离子水20～50份依次加入高速搅拌机中，搅拌25min，后再用研磨机，研磨至细度为10微米以下的石墨烯料；
2)取防腐剂0.1～1份，丙烯酸乳液20～50份，二丙二醇单甲醚1～3份，调节剂0.1～1份，去离子水5～10份，依次加入分散机中，以400r/min的速度搅拌25min，得分散料液；
3)将步骤1)中的所述石墨烯料缓慢的加入步骤2)中，均匀搅拌30min，后调节pH为8～9，过滤即得。
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