CN108531043B - 一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆 - Google Patents

一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及防腐涂料技术领域，具体涉及一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆，由稀土试剂、石墨烯粉体和水性富锌底漆经机械搅拌均匀混合而成，其中石墨烯粉体、稀土试剂、水性富锌底漆中的锌粉、水性富锌底漆中的水性底漆的质量百分比为1:3‑7:30:62‑66，在基体表面形成稀土成分的钝化膜，避免石墨烯与基体金属的直接接触，减弱电偶腐蚀，极大的提高了底漆的防腐性。

Description

一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆
技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，具体涉及一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆。
背景技术
金属构件大多采用碳钢、不锈钢等材料。金属的腐蚀给人类带来了巨大的经济损失，目前，每年由于金属腐蚀所造成的损失大约占世界生产总值的5％。为了防止和减缓腐蚀，相继开发了许多防腐蚀方法，其中防腐蚀材料保护最方便、经济。一般防腐材料，如氯化橡胶、环氧云铁及环氧涂料等涂料只具有屏蔽保护作用，而且，溶剂性涂料涂装后会带来VOC(挥发性有机化合物)的排放，污染环境，对人体健康造成危害。据资料显示，钢铁制品及其设施在涂装过程中挥发的VOC总量占全球VOC总量的20％以上，已经成为大气的主要污染之一，随着社会环保意识的增强以及环保法规的日益严格，而水性涂料以水作为溶剂，无毒，无溶剂气味，符合环保发展趋势。
随着石墨烯在重防腐底漆当中的应用越来越广，对石墨烯微片在底层涂料中起到的优势作用也得到了充分的发挥。石墨烯是一种仅有一个原子厚度的碳薄片，当接触到水或蒸汽时，含有石墨烯的涂层就扮演分子筛的角色，允许一定尺寸以下的小分子通过，内部拥有上千万个微小鳞片，无序地彼此堆叠在一起，之间留有纳米大小的毛细空隙，大大阻止了水或蒸汽与金属表面的接触，从而完全起到隔离的作用，达到对金属防护的效果。同时石墨烯涂料在力学上更为坚固，对气体、液体以及化学品都有完全的不透水性，使石黑烯涂层具有非常优异的耐强酸、强碱性能。
但是，在石墨烯作为涂料添加剂应用时，重防腐底漆使用的后期，锌粉的牺牲阳极作用发挥殆尽，高导电的石墨烯微片会起到促进电化学腐蚀的不利影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆，在基体表面形成稀土成分的钝化膜，避免石墨烯与基体金属的直接接触，减弱电偶腐蚀，极大的提高了底漆的防腐性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆，由稀土试剂、石墨烯粉体和水性富锌底漆经机械搅拌均匀混合而成，其中石墨烯粉体、稀土试剂、水性富锌底漆中的锌粉、水性富锌底漆中的水性底漆的质量百分比为1:3-7:30:62-66。
通过加入合适的成分的稀土试剂，使本底漆在使用后，可在基体表面形成稀土成分的钝化膜，在腐蚀作用后期，锌粉牺牲阳极作用发挥不佳时，稀土钝化膜隔绝石墨烯微片粉体与基体金属的直接接触，避免了两者之间产生电极电位差很大的电偶腐蚀，补充了石墨烯添加剂在涂料使用过程中的不足，排除了石墨烯微片粉体在重防腐涂料中应用过程中的缺点，满足广大工程应用的需求，极大的提高了防腐性。
进一步的，所述的稀土试剂为异辛酸稀土。
进一步的，所述的水性锌底漆的树脂成分为水性聚丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂。
进一步的，所述的异辛酸稀土中的稀土元素为稀土铈、稀土钇、稀土镧中的一种或多种混合物。
一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆的制作方法，
步骤一，在常温下，将石墨烯粉体加入到稀土试剂中，经机械搅拌充分混合后得到石墨粉体、稀土试剂混合溶液；
步骤二，在常温下，将步骤一得到的石墨粉体、稀土试剂混合溶液与水性富锌底漆混合，经机械搅拌充分混合后得到稀土改性石墨烯水性富锌底漆。
本发明的有益效果是：采用上述方案，通过加入合适的成分的稀土试剂，在基体表面形成稀土成分的钝化膜，稀土钝化膜隔绝石墨烯微片粉体与基体金属的直接接触，减弱了电偶腐蚀，补充了石墨烯添加剂在涂料使用过程中的不足，排除了石墨烯微片粉体在重防腐涂料中应用过程中的缺点，极大的提高了防腐性。
具体实施方式
稀土改性石墨烯水性富锌底漆的实施例：
实施例1：一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆，包括异辛酸稀土试剂、石墨烯微片粉体、水性富锌底漆，异辛酸稀土试剂中的稀土元素为稀土铈、稀土钇、稀土镧中的一种或多种混合物。
水性富锌底漆采用市售的水性底漆加市售锌粉充分的均匀混合制成，水性底漆为水溶性环保型金属防护底漆的简称，以水性树脂、无铅颜料、水等组成，具有干燥快、防护性能优等特点，可用于金属底材的底层保护用涂料，该涂料可采用浸涂、淋涂、喷涂等方法施工，适用于工业设备、交通工具和民用产品中金属底材的涂饰，特别适用于出口钢材表面的保护涂饰，水性底漆中的水性树脂采用市售的水性环氧树脂，其中，市售的意义为在普通市面上可以买到的。
本稀土改性石墨烯水性富锌底漆中石墨烯微片粉体、异辛酸稀土试剂、锌粉、水性底漆按照质量百分比，石墨烯微片粉体：异辛酸稀土试剂：锌粉：水性底漆＝1:3:30:66。
实施例2：本实施例和实施例1的区别在于，本实施例重中石墨烯微片粉体、异辛酸稀土试剂、锌粉、水性底漆的成分按照质量百分比，石墨烯微片粉体：异辛酸稀土试剂：锌粉：水性底漆＝1:4:30:65。
实施例3：本实施例和实施例1的区别在于，本实施例重中石墨烯微片粉体、异辛酸稀土试剂、锌粉、水性底漆的成分按照质量百分比，石墨烯微片粉体：异辛酸稀土试剂：锌粉：水性底漆＝1:5:30:64。
实施例4：本实施例和实施例1的区别在于，本实施例重中石墨烯微片粉体、异辛酸稀土试剂、锌粉、水性底漆的成分按照质量百分比，石墨烯微片粉体：异辛酸稀土试剂：锌粉：水性底漆＝1:6:30:63。
实施例5：本实施例和实施例1的区别在于，本实施例重中石墨烯微片粉体、异辛酸稀土试剂、锌粉、水性底漆的成分按照质量百分比，石墨烯微片粉体：异辛酸稀土试剂：锌粉：水性底漆＝1:7:30:62。
实施例6：本实施例和实施例1的区别在于，本实施例水性富锌底漆中的水性树脂选用市售的水性聚丙烯酸树脂。
实施例7：本实施例和实施例1的区别在于，本实施例水性富锌底漆中的水性树脂选用水性聚氨酯树脂。
稀土改性石墨烯水性富锌底漆的制作方法的实施例：
实施例1：一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆的制作方法，
步骤一，在常温下，即20℃左右，将异辛酸稀土试剂置入搅拌容器中，再将石墨烯微片粉体加入到异辛酸稀土试剂中，使用机械搅拌装置进行充分才搅拌，使石墨烯微片粉体与异辛酸稀土试剂充分的均匀混合，得到石墨微片粉体均匀弥散在异辛酸稀土试剂中的混合溶液，使石墨烯微片粉体表面包裹一层异辛酸稀土试剂；
步骤二，选用市售的水性底漆、市售的锌粉经机械搅拌混匀后得到水性富锌底漆；
步骤三，在常温下，即20℃左右，将步骤一得到的石墨微片粉体均匀弥散在异辛酸稀土试剂中的混合溶液与步骤二得到的水性富锌底漆放置在混合容器内，混合，通过机械搅拌装置进行搅拌，充分混合后得到稀土改性石墨烯水性富锌底漆，其中石墨烯微片粉体、异辛酸稀土试剂、锌粉、水性底漆的质量百分比为1:3-7:30:62-66。
在底涂料水性树脂使用时加入异辛酸稀土这种化学试剂，能够在基体表面形成稀土成分的钝化膜，在腐蚀作用后期，锌粉牺牲阳极作用发挥不佳时，稀土钝化膜隔绝石墨烯微片粉体与基体金属的直接接触，避免了两者之间产生电极电位差很大的电偶腐蚀，补充了石墨烯添加剂在涂料使用过程中的不足，排除了石墨烯微片粉体在重防腐涂料中应用过程中的缺点，先将石墨烯微片粉体与稀土试剂进行混合，使石墨烯微片粉体表面形成一层完整的稀土试剂膜，避免石墨烯微片粉体与水性富锌底漆混合后表面的稀土试剂膜破损，有效的保证了石墨烯微片粉体与基体金属间的相互隔绝，减弱电偶腐蚀，提高底漆的抗腐蚀能力。
实施例2：一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆的制作方法，步骤一，选用市售的水性底漆、市售的锌粉经机械搅拌混匀后得到水性富锌底漆；
步骤二，在常温下，约25℃，将异辛酸稀土试剂置入搅拌容器中，再将石墨烯微片粉体加入到异辛酸稀土试剂中，使用机械搅拌装置进行充分才搅拌，使石墨烯微片粉体与异辛酸稀土试剂充分的均匀混合，得到石墨微片粉体均匀弥散在异辛酸稀土试剂中的混合溶液，使石墨烯微片粉体表面包裹一层异辛酸稀土试剂；
步骤三，在常温下，约25℃，将步骤二得到的石墨微片粉体均匀弥散在异辛酸稀土试剂中的混合溶液与步骤一得到的水性富锌底漆放置在混合容器内，混合，通过机械搅拌装置进行搅拌，充分混合后得到稀土改性石墨烯水性富锌底漆，其中石墨烯微片粉体、异辛酸稀土试剂、锌粉、水性底漆的质量百分比为1:3-7:30:62-66。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种稀土改性石墨烯水性富锌底漆，其特征在于：由稀土试剂、石墨烯粉体和水性富锌底漆经机械搅拌均匀混合而成，其中石墨烯粉体、稀土试剂、水性富锌底漆中的锌粉、水性富锌底漆中的水性底漆的质量百分比为1:3-7:30:62-66；
所述的稀土试剂为异辛酸稀土，所述的异辛酸稀土中的稀土元素为稀土铈、稀土钇、稀土镧中的一种或多种；
先将石墨烯粉体加入到稀土试剂中，经机械搅拌充分混合后得到石墨粉体、稀土试剂混合溶液，使石墨烯微片粉体表面形成一层完整的稀土试剂膜；
所述的水性富 锌底漆的树脂成分为水性聚丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂。
2.一种如权利要求1所述稀土改性石墨烯水性富锌底漆的制作方法，其特征在于：
步骤一，在常温下，将石墨烯粉体加入到稀土试剂中，经机械搅拌充分混合后得到石墨粉体、稀土试剂混合溶液；
步骤二，在常温下，将步骤一得到的石墨粉体、稀土试剂混合溶液与水性富锌底漆混合，经机械搅拌充分混合后得到稀土改性石墨烯水性富锌底漆。
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