CN109337424A - 一种油性石墨烯防腐浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油性石墨烯防腐浆料，包括以下重量百分比的组分：石墨烯10‑20％，活性稀释剂76‑88％，分散剂0.15‑2％，和改性硅烷偶联剂0.5‑2％。本发明的油性石墨烯防腐浆料中添加了环氧改性硅烷偶联剂和氨基改性有机酸偶联剂，改善了石墨烯的分散性，可以将石墨烯在浆料中的添加量调整至20％，大大提高了浆料的防腐性能，耐中性盐雾性能可到3200H以上，性能远远超越传统重防腐涂料；采用活性稀释剂作为分散介质，可以制成99.5％固含量的石墨烯浆料，适应目前高含量防腐涂料的市场，更加环保。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种油性石墨烯防腐浆料及其制备方法，以及包含该油性石墨烯防腐浆料的油性石墨烯防腐涂料。
背景技术
近年来，重防腐涂料的研究十分迅速，人们在传统的常规防腐涂料的基础上，研究出了众多性能优异的重防腐涂料品种。在重防腐涂料中，环氧富锌涂料为用量最大的产品之一，环氧富锌涂料具有常规防腐涂料所不可比拟的优越性，但是其耐中性盐雾的测试也仅仅有1000H-1500H的时长，且富锌涂料的高成本以及环保性，也成为其应用的瓶颈。
石墨烯防腐浆料，是通过对石墨烯进行改性，将石墨烯制成石墨烯防腐浆料。可以将防腐浆料作为助剂直接添加到涂料体系中，形成一种新型重防腐涂料。相比较于传统重防腐涂料，石墨烯防腐涂料的耐盐雾性能在基础涂料的性能上有2-3倍的提升。
发明内容
本发明的目的在于克服传统的高端重防腐油性涂料的耐中性盐雾性能只有1000H-1500H的缺点，提出一种新的石墨烯防腐浆料和包含该浆料的石墨烯涂料。在石墨烯涂料中，添加5％的油性石墨烯浆料，石墨烯涂料耐的中性盐雾性能可到3200H以上，性能远远超越传统重防腐涂料。
本发明采用的技术方案是：一种油性石墨烯防腐浆料，包括以下重量百分比的组分：
更优选的，油性石墨烯防腐浆料，包括以下重量百分比的组分：
优选的，所述活性稀释剂选自腰果酚缩水甘油醚、腰果酚改性酯类树脂和腰果酚改性醇醚类树脂中的一种或几种。与常见的烷基缩水甘油醚相比，添加选用的活性稀释剂后，能够降低体系的粘度，提高加工性能，增大固含量，为后端开发高固含的涂料奠定了良好的基础。
优选的，所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、丙二醇甲醚醋酸酯和氨基改性丙烯酸酯中的一种或几种。
优选的，所述改性硅烷偶联剂选自环氧改性硅烷偶联剂和氨基改性有机酸偶联剂中的一种或几种。更优选的，选用的环氧改性硅烷偶联剂为UM503，氨基改性有机酸偶联剂为UM603。选用环氧改性硅烷偶联剂和氨基改性有机酸偶联剂可以将石墨烯很好地分散于浆料中，使浆料中的石墨烯的质量分数增加到20％以上。
本发明还提供了油性石墨烯防腐浆料的制备方法，包括以下步骤：
1)将石墨烯、活性稀释剂、分散剂和改性硅烷偶联剂进行搅拌分散，得到预分散液；
2)将预分散液研磨，即得到油性石墨烯防腐浆料。
优选的，步骤1)中，搅拌分散的转速为800-1500r/min，时间为15-40min。更优选的，搅拌分散的转速为1000r/min，时间为20min。
优选的，步骤2)中，将预分散液放入胶体磨中研磨5-10min，至细度达到30-50μm。
本发明还提供了一种石墨烯防腐涂料，所述石墨烯防腐涂料包括油性石墨烯防腐浆料，其中，按重量百分比计，所述油性石墨烯防腐浆料的重量占石墨烯防腐涂料的重量的5％-15％。
更具体的，石墨烯防腐涂料包括以下重量百分比的组分：
在该石墨烯防腐涂料的配方中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或酚醛型环氧树脂。
所述固化剂为聚酰胺固化剂、腰果壳改性酚醛胺固化剂和芳香胺三乙烯四氨中的一种或几种。
所述填料为云母片、沉淀硫酸钡、钛白粉、滑石粉和轻质碳酸钙中的一种或几种。
所述助剂为流平剂和防腐剂。
所述活性稀释剂为腰果酚缩水甘油醚、腰果酚改性酯类树脂和腰果酚改性醇醚类树脂中的一种或几种。
所述硅烷偶联剂选自环氧改性硅烷偶联剂UM-503和氨基改性有机酸偶联剂。
所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、丙二醇甲醚醋酸酯和氨基改性丙烯酸酯中的一种或几种。
本发明还提供了石墨烯防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将锌粉、填料、固化剂、环氧树脂、活性稀释剂、硅烷偶联剂、分散剂和助剂加入石墨烯防腐浆料中，得到混合物料；
2)将混合物料研磨，细度达到40-60um，即得到石墨烯防腐涂料。
本发明的有益效果是：(1)本发明添加了环氧改性硅烷偶联剂和氨基改性有机酸偶联剂，改善了石墨烯的分散性，可以将石墨烯在浆料中的添加量调整至20％，大大提高了浆料的防腐性能，耐中性盐雾性能可到4100H以上，性能远远超越传统重防腐涂料；(2)采用活性稀释剂作为分散介质，可以制成100％固含量的石墨烯浆料，适应目前高含量防腐涂料的市场，更加环保；(3)将该石墨烯浆料添加于涂料中，可以大大提高涂料的耐盐雾性能和冲击强度。
具体实施方式
实施例1
一种油性石墨烯防腐浆料，包括以下重量百分比的组分：
油性石墨烯防腐浆料的制备方法，包括以下步骤：
1)根据配方量称量好石墨烯、活性稀释剂、分散剂和环氧改性硅烷偶联剂；
2)将石墨烯、活性稀释剂、分散剂和环氧改性硅烷偶联剂进行机械搅拌分散，转速为1000r/min，时间为20min，得到预分散液；
3)将预分散液加入胶体磨中，调节胶体磨的间隙至所需间隙，研磨5-10min，至细度达到30-50μm，即得到油性石墨烯防腐浆料。
实施例2
一种油性石墨烯防腐浆料，包括以下重量百分比的组分：
油性石墨烯防腐浆料的制备方法与实施例1的油性石墨烯防腐浆料的制备方法相同。
实施例3
一种油性石墨烯防腐浆料，包括以下重量百分比的组分：
油性石墨烯防腐浆料的制备方法与实施例1的油性石墨烯防腐浆料的制备方法相同。
实施例4
一种油性石墨烯防腐浆料，包括以下重量百分比的组分：
油性石墨烯防腐浆料的制备方法与实施例1的油性石墨烯防腐浆料的制备方法相同。
实施例5
一种油性石墨烯防腐浆料，包括以下重量百分比的组分：
油性石墨烯防腐浆料的制备方法与实施例1的油性石墨烯防腐浆料的制备方法相同。
实施例6
一种油性石墨烯防腐浆料，包括以下重量百分比的组分：
油性石墨烯防腐浆料的制备方法与实施例1的油性石墨烯防腐浆料的制备方法相同。
具体的，实施例1-6的各组分的重量百分比含量如表1所示。
表1实施例1-6的各组分的重量百分比含量
| 成分(％) | 改性硅烷偶联剂 | 分散剂 | 石墨烯 | 活性稀释剂 |
| 实施例1 | 1.5 | 0.5 | 20 | 78 |
| 实施例2 | 1.5 | 0.5 | 15 | 83 |
| 实施例3 | 1.5 | 0.5 | 10 | 88 |
| 实施例4 | 1 | 0.5 | 20 | 78.5 |
| 实施例5 | 2 | 0.5 | 20 | 77.5 |
| 实施例6 | 0.5 | 0.5 | 20 | 79 |
应用评估：
将本发明制备的油性石墨烯防腐浆料、市场上购买的防腐涂料和固化剂按一定比例充分混合，调节达到合适的粘度后，调节好喷枪的出气量及压力，喷涂厚度为90μm的样板，常温自干，在65％湿度，25℃的环境下养护10天后进行物化测试。
物化测试中，实施例7-13的各组分的重量份数如表2所示，其中，实施例7-12中的石墨烯防腐浆料分别采用的是实施例1-6制备的石墨烯防腐浆料，而实施例13不添加石墨烯防腐浆料，用作对比例。
表2实施例7-13的各组分的重量份数
| 组分(重量份数) | 石墨烯防腐浆料 | 重防腐涂料 | 固化剂 |
| 实施例7 | 5 | 100 | 5 |
| 实施例8 | 5 | 100 | 5 |
| 实施例9 | 5 | 100 | 5 |
| 实施例10 | 5 | 100 | 5 |
| 实施例11 | 5 | 100 | 5 |
| 实施例12 | 5 | 100 | 5 |
| 实施例13 | 0 | 100 | 5 |
实施例7-13的物化测试方法和测试结果分别如下表3和表4所示。
表3实施例7-13的物化测试方法
表4实施例7-13的物化测试结果
由表4的数据可以看出，根据本发明实施例7至12所制备的石墨烯防腐涂料：(1)采用活性稀释剂，可将浆料的固含量提升至99.5％以上，应用于涂料中不会影响涂料的固含量；(2)环氧改性硅烷偶联剂的加入，不仅优化了石墨烯的添加量，也优化了石墨烯的分散性，片层的分散效果较好，增强了漆膜的防腐性能。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种油性石墨烯防腐浆料，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：
2.根据权利要求1所述的油性石墨烯防腐浆料，其特征在于，所述活性稀释剂选自腰果酚缩水甘油醚、腰果酚改性酯类树脂和腰果酚改性醇醚类树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的油性石墨烯防腐浆料，其特征在于，所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、丙二醇甲醚醋酸酯和氨基改性丙烯酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的油性石墨烯防腐浆料，其特征在于，所述改性硅烷偶联剂选自环氧改性硅烷偶联剂和氨基改性有机酸偶联剂中的一种或几种。
5.权利要求1-4中任一项所述的油性石墨烯防腐浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将石墨烯、活性稀释剂、分散剂和改性硅烷偶联剂进行搅拌分散，得到预分散液；
2)将预分散液研磨，即得到油性石墨烯防腐浆料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，搅拌分散的转速为800-1500r/min，时间为15-40min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，将预分散液放入胶体磨中研磨5-10min，至细度达到30-50μm。
8.一种石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯防腐涂料包括权利要求1-4中任一项所述的油性石墨烯防腐浆料，其中，按重量百分比计，所述油性石墨烯防腐浆料的重量占石墨烯防腐涂料的重量的5％-15％。
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