CN108329797A - 一种石墨烯水性涂料及制备方法 - Google Patents

一种石墨烯水性涂料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种石墨烯水性涂料及制备方法，涉及涂料技术领域。其中，该涂料包括如下质量份的组分：改性环氧树脂30～40、乙二醇单丁醚4～7、石墨烯6～10、Tego757W分散剂8～10、乙烯基硅烷1～2、助溶剂5～8、颜料20～25、填料7～11、聚氨酯增稠剂1～2、消泡剂1～2、润湿剂1～2、去离子水40～50。采用水性涂料可以避免对环境的污染。此外，涂料中包含的乙烯基硅烷可以在涂料固化成膜前减缓镁合金基材与水的反应速度，减少水对镁合金的腐蚀。此外，涂料中的聚氨酯增稠剂、消泡剂和润滑剂可以提高铝合金的表面张力，增加表面的润湿性，起到对铝合金表面的封闭作用，从而提高涂层外观的一致性。

Description

一种石墨烯水性涂料及制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种石墨烯水性涂料及制备方法。
背景技术
随着我国经济的发展，各行各业均出现了蓬勃的发展势头，例如航空航天、汽车工业及电子工业等。镁合金材料由于其密度低、比强度高、抗电磁屏蔽能力强、热导电性能好等优点，被广泛的应用于上述行业。但是，由于镁合金材料第二相或杂志元素在导电介质或薄液膜的作用下容易引起电偶腐蚀，腐蚀产物疏松多孔，不能形成稳定的保护膜，从而使得镁合金材料的抗腐蚀性能较差。
为提高抗腐蚀性能，会在镁合金材料的表面涂覆涂料。现有的镁合金防腐涂料均为油性涂料，但油性涂料在排放时会对环境造成污染。此外，应用于其它领域的水性涂料，其中的水对裸镁的腐蚀较大，导致其防腐效果较差，另外喷涂后，会出现铝合金表面外观不一致的问题。
发明内容
本发明提供一种石墨烯水性涂料及制备方法，旨在解决应用于铝合金表面的油性涂料会造成环境污染的问题，以及其它的水性涂料防腐效果差，喷涂后外观不一致的问题。
本发明提供的一种石墨烯水性涂料，包括如下质量份的组分：
改性环氧树脂30～40
乙二醇单丁醚4～7
石墨烯6～10
Tego757W分散剂8～10
乙烯基硅烷1～2
助溶剂5～8
颜料20～25
填料7～11
聚氨酯增稠剂1～2
消泡剂1～2
润湿剂1～2
去离子水40～50。
本发明提供的一种石墨烯水性涂料的制备方法，包括：
按照质量份将改性环氧树脂10～20、乙二醇单丁醚4～7、水10～30、助溶剂5～8和石墨烯浆12～21混合，搅拌至少30min；
加入填料7～11和颜料20～25搅拌至少30min；
加入聚氨酯增稠剂1～2、消泡剂0.5～1、润湿剂0.5～1、Tego757W分散剂5～7和乙烯基硅烷0.5～1搅拌至少30min；
其中，石墨烯浆包括：改性环氧树脂20～30、石墨烯6～10、Tego757W分散剂3～5、乙烯基硅烷0.5～1、聚氨酯增稠剂0.5～1、消泡剂0.5～1、润湿剂0.5～1及去离子水20～30。
本发明提供的一种石墨烯水性涂料及制备方法，采用水性涂料可以避免对环境的污染。此外，涂料中包含的乙烯基硅烷可以在涂料固化成膜前减缓镁合金基材与水的反应速度，减少水对镁合金的腐蚀。此外，涂料中的聚氨酯增稠剂、消泡剂和润湿剂可以提高铝合金的表面张力，增加表面的润湿性，起到对铝合金表面的封闭作用，从而提高涂层外观的一致性。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种涂料，包括如下质量份的组分：
改性环氧树脂30～40
乙二醇单丁醚4～7
石墨烯6～10
Tego757W分散剂8～10
乙烯基硅烷1～2
助溶剂5～8
颜料20～25
填料7～11
聚氨酯增稠剂1～2
消泡剂1～2
润湿剂1～2
去离子水40～50。
本发明提供的一种石墨烯水性涂料及制备方法，采用水性涂料可以避免对环境的污染。此外，涂料中包含的乙烯基硅烷可以在涂料固化成膜前减缓镁合金基材与水的反应速度，减少水对镁合金的腐蚀。此外，涂料中的聚氨酯增稠剂、消泡剂和润湿剂可以提高铝合金的表面张力，增加表面的润湿性，起到对铝合金表面的封闭作用，从而提高涂层外观的一致性。
具体地，改性环氧树脂的型号为E-D2。
具体地，助溶剂为丙二醇甲醚和丙甲醇中的至少一种。颜料为钛白粉和碳黑中的至少一种，填料为硫酸钡和滑石粉中的至少一种。
具体地，石墨烯为片状结构，其粒径不高于15um。
具体地，聚氨酯增稠剂可以为Tego3000，消泡剂可以为Tego840，润湿剂为Tego650。
本发明提供一种石墨烯水性涂料的制备方法，该方法包括：
步骤一、按照质量份将改性环氧树脂10～20、乙二醇单丁醚4～7、去离子水10～30、助溶剂5～8和石墨烯浆12～21混合，搅拌至少30min；
步骤二、加入填料7～11和颜料20～25搅拌至少30min；
步骤三、加入聚氨酯增稠剂1～2、消泡剂0.5～1、润湿剂0.5～1、Tego757W分散剂5～7和乙烯基硅烷0.5～1搅拌至少30min；
其中，石墨烯浆包括：改性环氧树脂20～30、石墨烯6～10、Tego757W分散剂3～5、乙烯基硅烷0.5～1、聚氨酯增稠剂0.5～1、消泡剂0.5～1、润湿剂0.5～1及去离子水20～30。
进一步地，石墨烯浆的制备方法包括：
按质量份将改性环氧树脂20～30、石墨烯6～10、Tego757W分散剂3～5、乙烯基硅烷0.5～1、聚氨酯增稠剂0.5～1、消泡剂0.5～1、润湿剂0.5～1及去离子水20～30混合，搅拌至少60min；
放入研磨机中研磨至少30min，得到石墨烯浆。
具体地，助溶剂为丙二醇甲醚和丙甲醇中的至少一种。颜料为钛白粉和碳黑，填料为硫酸钡和滑石粉中的至少一种。
具体地，石墨烯为片状结构，其粒径不高于15um。
具体地，聚氨酯增稠剂可以为Tego3000，消泡剂可以为Tego840，润湿剂为Tego650。
实施例1
1、将改性环氧树脂E-D220g、石墨烯6g、Tego757W分散剂3g、乙烯基硅烷0.5g、聚氨酯增稠剂0.5g、消泡剂1g、润湿剂0.5g及去离子水20g混合，搅拌60min，放入研磨机中研磨30min，得到石墨烯浆。
2、取改性环氧树脂E-D20g、乙二醇单丁醚4g、去离子水20g、丙二醇甲醚2g和丙甲醇4g和上述制备得到的石墨烯浆12g混合，搅30min；
3、加入滑石粉7g和颜料20g搅拌30min，加入聚氨酯增稠剂1g、消泡剂0.5g、润湿剂0.5g、Tego757W分散剂5g和乙烯基硅烷0.5g搅拌30min，得到涂料。
将实施例1制备得到的涂料涂覆于铝合金上，其中涂层厚度为50um，将铝合金置于5％的氯化钠溶液中，经过1000小时，涂层表面没有起泡，说明该涂料的防腐效果较好。
实施例2
1、将改性环氧树脂E-D2 40g、石墨烯10g、Tego757W分散剂5g、乙烯基硅烷1g、聚氨酯增稠剂1g、消泡剂0.5g、润湿剂1g及去离子水40g混合，搅拌120min，放入研磨机中研磨60min，得到石墨烯浆。
2、取改性环氧树脂E-D10g、乙二醇单丁醚6g、去离子水30g、丙二醇甲醚5g和丙甲醇7g和上述制备得到的石墨烯浆19g混合，搅拌120min；
3、加入滑石粉10g和颜料25g搅拌60min，加入聚氨酯增稠剂0.5g、消泡剂0.8g、润湿剂0.9g、Tego757W分散剂9g和乙烯基硅烷1g搅拌60min，得到涂料。
实施例3
1、将改性环氧树脂E-D2 30g、石墨烯12g、Tego757W分散剂8g、乙烯基硅烷0.8g、聚氨酯增稠剂1g、消泡剂0.5g、润湿剂1g及去离子水30g混合，搅拌120min，放入研磨机中研磨60min，得到石墨烯浆。
2、取改性环氧树脂E-D13g、乙二醇单丁醚6g、去离子水30g、丙二醇甲醚8g和丙甲醇10g和上述制备得到的石墨烯浆20g混合，搅拌120min；
3、加入滑石粉10g和颜料25g搅拌60min，加入聚氨酯增稠剂0.5g、消泡剂0.9g、润湿剂0.7g、Tego757W分散剂10g和乙烯基硅烷1.2g搅拌120min，得到涂料。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯水性涂料，其特征在于，所述涂料包括如下质量份的组分：
改性环氧树脂30～40
乙二醇单丁醚4～7
石墨烯6～10
Tego757W分散剂8～10
乙烯基硅烷1～2
助溶剂5～8
颜料20～25
填料7～11
聚氨酯增稠剂1～2
消泡剂1～2
润湿剂1～2
去离子水40～50。
2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述助溶剂为丙二醇甲醚和丙甲醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述颜料为钛白粉和碳黑。
4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述填料为硫酸钡和滑石粉中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，石墨烯的粒径不高于15um。
6.一种石墨烯水性涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
按照质量份将改性环氧树脂10～20、乙二醇单丁醚4～7、去离子水10～30、助溶剂5～8和石墨烯浆12～21混合，搅拌至少30min；
加入填料7～11和颜料20～25搅拌至少30min；
加入聚氨酯增稠剂1～2、消泡剂0.5～1、润湿剂0.5～1、Tego757W分散剂5～7和乙烯基硅烷0.5～1搅拌至少30min；
其中，石墨烯浆包括：改性环氧树脂20～30、石墨烯6～10、Tego757W分散剂3～5、乙烯基硅烷0.5～1、聚氨酯增稠剂0.5～1、消泡剂0.5～1、润湿剂0.5～1及去离子水20～30。
7.根据权利要求6所述涂料，其特征在于，所述石墨烯浆的制备方法包括：
按质量份将改性环氧树脂20～30、石墨烯6～10、Tego757W分散剂3～5、乙烯基硅烷0.5～1、聚氨酯增稠剂0.5～1、消泡剂0.5～1、润湿剂0.5～1及去离子水20～30混合，搅拌至少60min；
放入研磨机中研磨至少30min，得到石墨烯浆。
8.根据权利要求6所述的涂料，其特征在于，所述助溶剂为丙二醇甲醚和丙甲醇中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的涂料，其特征在于，石墨烯的粒径不高于15um。
10.根据权利要求6所述的涂料，其特征在于，所述填料为硫酸钡和滑石粉中的至少一种。
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