CN109233565A

CN109233565A - 一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料及其制作方法

Info

Publication number: CN109233565A
Application number: CN201810957093.5A
Authority: CN
Inventors: 王正
Original assignee: Weifang Dingsheng Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Weifang Dingsheng Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2019-01-18

Abstract

本发明公开了一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料，由以下重量百分比的原料制成：环氧树脂18~25wt%，防沉剂1.5~3wt%，有机溶剂12~16wt%，包膜型铝银浆1~3wt%，功能性填料10~25wt%，纳米级石墨烯助剂0.1~0.5wt%，功能性助剂0.2~0.5wt%，改性脂肪胺固化剂12~16wt%，剩余为锌粉。本发明通过树脂的冷拼改性及助剂的添加，改善涂料的易粉化性，提高附着力，并大幅度延长涂料的耐盐雾性。

Description

一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料及其制作方法

技术领域

本发明属于钢结构重防腐涂料技术领域，具体涉及一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料及其制备方法。

背景技术

现有市售环氧富锌涂料，因环氧树脂本身特性决定，其耐紫外线性能差，从而造成涂层长时间未涂配套性涂料，而造成粉化，影响层间附着力，对综合涂层的物化指标造成影响；这类环氧富锌涂料的耐盐雾性能极限1000h，达不到特殊重防腐场合对耐盐雾性、长效性的要求；常规富锌涂料已经具备优异的附着力，但是较差的表面处理，氧化皮会阻碍富锌涂料与钢铁的接触，影响电化学防腐性能，太过光滑的表面，附着力亦有不达标现象。

石墨烯在2004年首次被英国科学家发现可以单独使用，并且其具有的独特性能引起了世界各国研究人员的极大关注和研究热点。石墨烯作为一种新型碳纳米材料，因其片测层能有效的阻隔气体原子通过，具有优异的热稳定性，化学稳定性，强度和摩擦性能，其电子迁移率高，导电性能优异。研究发现，石墨烯应用于重防腐涂料中，能赋予涂料功能性，提升涂层的性能，取得较好的应用效果。迄今为止，市场上的石墨烯涂料，大致配方组成：环氧树脂15~25wt%，有机溶剂15~25wt%，锌粉30~60wt%，石墨烯浆料1~5wt%，防沉剂1~3wt%，填料10~30wt%，复配聚酰胺固化剂。其选用的石墨烯助剂大多为不达标产品，亦有石墨粉做浆充当石墨烯的，性能提升有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种既具有良好的附着力，又具有极好耐盐雾性的长效防腐冷喷涂膜镀锌涂料。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料，由以下重量百分比的原料制成：环氧树脂18~25wt%，防沉剂1.5~3wt%，有机溶剂12~16wt%，包膜型铝银浆1~3wt%，功能性填料10~25wt%，纳米级石墨烯助剂0.1~0.5wt%，功能性助剂0.2~0.5wt%，改性脂肪胺固化剂12~16wt%，剩余为锌粉。

上述一种冷喷涂锌涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将配方量的有机溶剂与环氧树脂加入反应釜，搅拌均匀，搅拌机转速400~600转/min，搅拌时间为10~30min；

（2）投入配方量的防尘剂，高速搅拌均匀，成浆状，搅拌机装束1500~2000转/min，搅拌时间为30~60min；

（3）降低搅拌机转速，加入配方量的功能性助剂，搅拌均匀；将配方量的纳米级石墨烯助剂用二甲苯开稀成1%，添加至反应釜，搅拌均匀；搅拌机转速500~1000转/min，搅拌时间为30~60min；

（4）投入配方量的功能性填料，高速分散均匀；搅拌机转速800~1000转/min，搅拌时间为30~60min；

（5）投入配方量的锌粉，升高温度至45~60℃，进行搅拌，高速分散至涂料细度≤35μm；搅拌机转速为300~500转/min，搅拌时间为60~90min；

（6）将包裹型铝银浆用有机溶剂1:1搅拌均匀后投入至反应釜，搅拌均匀，搅拌机转速为300~500转/min，搅拌时间为60~90min；得到所述重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料。

原材料优选：环氧树脂选用E20/44,三木601-75、南亚128；锌粉，锌威凌、汨罗市；纳米级石墨烯助剂，苏州高通新材料；功能性助剂，迈图偶联剂；增稠剂可以选用优质有机土或聚酰胺蜡；功能性填料选用河南汇金和泰的磷锌白、云母粉，包裹型铝银浆选用族兴防腐铝银浆；有机溶剂以二甲苯、丁醇为主。改性脂肪胺固化剂选用美国空气化学。

本发明具有以下有益效果：

1、包膜型铝银浆、片状云母粉的加入，形成强有力的物理屏蔽层，金属Al相对于Zn、Fe在化学元素周期表中显示更活泼，如果有腐蚀会优先反应，达到保护涂料中Zn的作用，延长使用实效性。配合石墨烯的二维片状结构形成的强效物理屏蔽层，在耐候性这方面性能上有实质性的提升，可延缓环氧涂层的粉化，从而延长的配套涂料的复涂时间，使涂料具有了更好的操作性与施工性。

2、专用偶联剂的选择，作为中间体，分子一端与树脂反应铆合，分子另一端与金属基材紧密铆合，从而提升涂膜在光面金属基材的附着力；优选改性脂肪胺固化剂，可保证低温干燥型及在高潮湿的情况下具有优异的性能，突出的耐化学品性及湿膜附着力；高效磷锌白的加入，可与基材及金属氧化物发生钝化反应，形成致密钝化膜，可起到缓蚀作用，对处理不良的表面亦有优秀的附着力。

3、纳米级石墨烯的二维片层结构，使其在涂料中层层重叠，配合包膜型铝银浆、片状云母粉形成强有力的物理屏蔽层，屏蔽了水、氧、氯等腐蚀性电解质的渗透；同时石墨烯的共轭结构使之具有很高的电子迁移率和优异的电学性能，可使涂层具有优异的导电性能，配合高纯锌粉，形成立体微电池结构，这样的金属锌导电网络，为基材、涂层本身缺陷部位提供了更优异的阴极保护；同时石墨烯与锌单元形成的微电池立体导电涂层，提高了锌粉的利用率，故无需大量堆积锌粉，即可使涂层发挥长久的使用性。

实施例1

一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料，由以下重量百分比的原料制成：环氧树脂20kg，防沉剂2kg，有机溶剂14kg，包膜型铝银浆2kg，云母粉18kg，纳米级石墨烯助剂0.5kg，偶联剂0.5kg，改性脂肪胺固化剂14kg，剩余为锌粉29kg。

上述一种冷喷涂锌涂料的制备方法，包括以下步骤：

实施例2

一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料，由以下重量百分比的原料制成：环氧树脂20kg，防沉剂2kg，活性稀释剂14kg，包膜型铝银浆2kg，云母粉18kg，纳米级石墨烯助剂0.5kg，偶联剂0.5kg，改性脂肪胺固化剂14kg，剩余为锌粉29kg。

上述一种冷喷涂锌涂料的制备方法，包括以下步骤：

按照照实施例1 和实施例2 以及选用目前市场上常规的涂料作为对比设计测试各项性能指标，结果如下：

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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

1.一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：环氧树脂18~25wt%，防沉剂1.5~3wt%，有机溶剂12~16wt%，包膜型铝银浆1~3wt%，功能性填料10~25wt%，纳米级石墨烯助剂0.1~0.5wt%，功能性助剂0.2~0.5wt%，改性脂肪胺固化剂12~16wt%，剩余为锌粉。

2.如权利要求1所述的一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料，其特征在于：所述有机溶剂采用活性稀释剂代替。

3.如权利要求1或2所述的一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料，其特征在于：所述功能性填料为磷锌白、云母粉的一种或多种。

4.如权利要求1或2所述的一种重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料，其特征在于：所述功能性助剂为偶联剂。

5.一种如权利要求1或2任一所述的冷喷涂锌涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（6）将包裹型铝银浆用有机溶剂1:1搅拌均匀后投入至反应釜，搅拌均匀，搅拌机转速为300~500转/min，搅拌时间为60~90min；得到所述所述重防腐石墨烯改性环氧富锌涂料。