CN110577785A - 一种重防腐涂层的中间漆涂层、环氧树脂重防腐涂料及其制备方法、重防腐涂层 - Google Patents

一种重防腐涂层的中间漆涂层、环氧树脂重防腐涂料及其制备方法、重防腐涂层 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种防腐涂层的中间漆涂层，所述中间漆涂层中，包含云母氧化铁红和石墨烯。本发明在云母氧化铁中间漆涂层中加入了石墨烯，利用石墨烯超高的径厚比、极强的疏水性、片状结构二维材料等特有的性能，极大地提高了中间漆涂层对防腐介质的阻隔性能，而且鳞片状材料在涂层内形成的迷宫效应，延长腐蚀介质在涂层内的传输路径，以达到阻滞腐蚀介质在涂层中传输的目的，从而增强云母氧化铁中间漆的屏蔽效果，提高涂层的整体防腐效果，增加涂层的使用年限，同时降低了云母氧化铁红的用量，降低了涂层的厚度，减少了涂层的施工成本、人力成本以及产生的VOC量。

Description

一种重防腐涂层的中间漆涂层、环氧树脂重防腐涂料及其制 备方法、重防腐涂层
技术领域
本发明属于重防腐涂料技术领域，涉及一种防腐涂层的中间漆涂层、环氧树脂防腐涂料及其制备方法、防腐涂层，尤其涉及一种重防腐涂层的中间漆涂层、环氧树脂重防腐涂料及其制备方法、重防腐涂层。
背景技术
目前全球，所有材料每年因腐蚀损失约1％的重量，腐蚀带来的经济损失约占国家经济总量的4％，防腐道路任重道远。在国内，随着海洋工程、船舶制造及绿色海洋风能等产业迅猛发展，在新的国际形势和国家政策下，腐蚀防护的相关产业经济效益巨大，在此背景下大力发展防腐涂料势在必行。
在防腐涂料中，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料(heavy-dutycoating)是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料，其基本要求为，具有长效防腐寿命，在化工大气和海洋环境里，一般可使用10年或15年以上，即使在酸、碱、盐和溶剂介质里，并在一定温度条件下，也能使用5年以上。因而，在新兴海洋工程、现代交通运输、能源工业、大型工业企业和市政设施中有着广泛的应用和持续发展的前景。重防腐涂料与常规防腐涂料的主要区别在于其技术含量较高，技术难度较大，涉及许多方面的技术进步与产品开发，不再过分依赖涂料的知识和经验，而是取决于电子、物理、生态、机械、仪器和管理等多学科的知识与交汇等，都需要综合应用到重防腐涂料与涂装之中。所以，重防腐涂料的发展水平和性能，成为标志一个国家科学技术水平的标志，成为衡量防腐涂料先进技术的标志。
通常一个整体的防腐涂层由底漆、中间漆和面漆组成。重防腐涂料主要包括环氧树脂漆、氯乙烯油漆、氯化橡胶油漆、丙烯酸油漆、氟碳漆、醇酸油漆、有机硅耐高温油漆、无溶剂防腐涂料和特种防腐涂料等。因而，上述种类的漆料也都分别的作为底漆、中间漆和面漆，并且进行多种不同的组合，如厚膜型环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆、氯乙烯底漆、氯乙烯面漆、氯化橡胶各色面漆、聚氨酯面漆、乙烯磷化底漆、无机富锌底漆和水性无机富锌底漆等等。
目前金属材料最常用的保护方式就是涂料，其中中间漆目前以环氧云铁中间漆较多，环氧云铁中间漆在涂层中起到了承上启下的作用连接着底漆与面漆，其相容性以及屏蔽性对整个配套的防腐性能起到了至关重要的作用。同时厚膜(涂层)化也是重防腐涂料的重要标志。一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100μm或150μm左右，而为了达到更好的防腐效果，重防腐涂料干膜厚度则在200μm或300μm以上，还有500μm～1000μm，甚至高达2000μm，仅中间漆干膜厚度就在150μm左右。如传统的环氧云铁中间漆中使用大量的云母氧化铁红，通常添加量要大于30％以上才能起到较好的阻隔作用，但是大量的云母氧化铁红导致涂料的流变性、浸润性、结合力、柔韧性能等都出现大幅度的下降，极大的降低涂层的整体防腐效果。而且厚膜也就意味着使用量大，不仅增加了施工过程中的人力成本和材料成本，还会产生较多的挥发性气体危害环境。
此外，目前环氧云铁中间漆一般在环氧富锌底漆上使用，配套使用过程中传统环氧云铁中间漆的屏蔽效果较差，就只能通过增加中间漆的膜厚来增强其屏蔽效果，不仅具有上述问题，还造成了底漆与中间漆的层间结合力较差，都极大的降低了涂层的使用的年限。
因此，如何制备一种树脂防腐涂料，进一步提高涂料的性能，解决上述存在的缺陷，已成为诸多应用厂商和一线研发人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种防腐涂层的中间漆涂层、环氧树脂防腐涂料及其制备方法、防腐涂层，是一种重防腐涂层的中间漆涂层和环氧树脂重防腐涂料，本发明提供的中间漆涂层，利用石墨烯的独特性质，提高了环氧云铁中间漆的屏蔽作用，降低了中间漆的膜厚，从而减少了人力成本和使用成本，减少了VOC的排放量。
本发明提供了一种防腐涂层的中间漆涂层，所述中间漆涂层中，包含云母氧化铁红和石墨烯。
优选的，所述中间漆涂层的厚度为40～60μm；
所述云母氧化铁红的含量为0.1％～0.6％；
所述石墨烯的含量为0.01％～2％；
所述防腐涂层为重防腐涂层；
所述中间漆涂层中还包括环氧树脂、填料和助剂中的一种或多种。
本发明提供了一种环氧树脂防腐涂料，以质量分数计，包括：
优选的，所述环氧树脂包括E20环氧树脂、E51环氧树脂、E44环氧树脂和E12环氧树脂中的一种或多种；
所述稀释剂包括甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚和甲基异丁基甲酮中的一种或多种；
所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种；
所述填料包括有机膨润土、滑石粉、钛白粉、碳酸钙、硫酸钡、高岭土、铝粉和氧化锌中的一种或多种；
所述防沉剂包括蜡浆、蒙脱土、缔合型聚氨酯、气相二氧化硅、改性氢化蓖麻油和聚烯烃蜡中的一种或多种。
优选的，所述环氧树脂防腐涂料与固化剂共同使用；
所述固化剂与所述环氧树脂防腐涂料的质量比为1：(5～20)；
所述环氧树脂防腐涂料为环氧树脂重防腐涂料。
本发明提供了一种环氧树脂防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将石墨烯、稀释剂、环氧树脂以及分散剂进行初次混合后，得到石墨烯树脂分散液；
2)将上述步骤得到的石墨烯树脂分散液、稀释剂和填料进行混合，再研磨后，得到浆料；
3)将上述步骤得到的浆料、防沉剂、云母氧化铁红和稀释剂再次混合后，得到环氧树脂防腐涂料。
优选的，所述石墨烯为石墨烯粉末；
所述石墨烯粉末的粒度为5～30μm；
所述初次混合为超声分散；
所述初次混合的时间为5～90min；
所述混合的转速为300～1300r/min；
所述混合的时间为5～90min。
优选的，所述研磨的时间为10～120min；
所述浆料的细度为2～30μm；
所述再次混合的转速为300～1300r/min；
所述再次混合的时间为5～90min。
本发明还提供了一种防腐涂层，所述防腐涂层包括底漆涂层、中间漆涂层和面漆涂层；
所述中间漆涂层为上述技术方案任意一项所述的中间漆涂层、上述技术方案任意一项所述的环氧树脂防腐涂料所产生的涂层或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的环氧树脂防腐涂料所产生的涂层。
优选的，所述底漆包括环氧富锌底漆、环氧底漆、环氧铁红底漆、沥青底漆和醇酸底漆中的一种或多种；
所述面漆包括聚氨酯面漆、丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面漆、聚酯-聚氨酯面漆和丙烯酸面漆中的一种或多种；
所述防腐涂层为重防腐涂层。
本发明提供了一种防腐涂层的中间漆涂层，所述中间漆涂层中，包含云母氧化铁红和石墨烯。与现有技术相比，本发明针对现有的环氧云铁中间漆，云母氧化铁红使用量大，导致涂料的流变性、浸润性、结合力、柔韧性能等都出现大幅度的下降，不仅极大的降低涂层的整体防腐效果，而且使用量大，增加了施工过程中的人力成本和材料成本，产生较多的挥发性气体危害环境的缺陷；还导致底漆与中间漆的层间结合力差，降低了涂层使用年限的问题。
本发明创造性的在云母氧化铁中间漆涂层中加入了石墨烯，利用石墨烯超高的径厚比、极强的疏水性、片状结构二维材料等特有的性能，极大地提高了中间漆涂层对防腐介质的阻隔性能，而且鳞片状材料在涂层内形成的迷宫效应，延长腐蚀介质在涂层内的传输路径，以达到阻滞腐蚀介质在涂层中传输的目的，从而增强云母氧化铁中间漆的屏蔽效果，提高涂层的整体防腐效果，增加涂层的使用年限，同时大大降低了云母氧化铁红的用量，也就降低了涂层的厚度，减少了涂层的施工成本、人力成本以及产生的VOC量。
实验结果表明，本发明制备的中间漆的膜厚在90μm的耐中性盐雾高达2800h，这样能极大的减少中间漆在配套体系中的使用量，降低了施工过程中的施工成本和人力成本，减少了VOC的排放量，而且具有更好的综合性能，进一步提高了涂层的整体防腐效果，增加涂层的使用年限。改变了以往中间漆膜厚高达120～250μm的缺点。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或防腐涂料领域使用的常规纯度。
本发明提供了一种防腐涂层的中间漆涂层，所述中间漆涂层中，包含云母氧化铁红和石墨烯。
本发明对所述防腐涂层的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于防腐的涂料产生的涂层即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述防腐涂层优选为针对金属的防腐涂层，更优选为重防腐涂层，即重防腐涂料涂刷后，得到的涂层。
本发明对所述云母氧化铁红的参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于防腐涂料的云母氧化铁红常规参数即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述云母氧化铁红优选为云母氧化铁红粉。本发明所述云母氧化铁红的粒径优选为20～300μm，更优选为70～250μm，更优选为120～200μm，更优选为150～180μm。
本发明在防腐涂层的中间漆涂层中加入了石墨烯，大大降低了环氧云母氧化铁中间涂层中云母氧化铁的含量，同时也降低了中间漆涂层的厚度。本发明所述云母氧化铁红的加入量优选为0.1％～0.6％，更优选为0.2％～0.5％，更优选为0.3％～0.4％。本发明所述中间漆涂层的厚度优选为40～60μm，更优选为42～58μm，更优选为45～55μm。
本发明对所述石墨烯的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的石墨烯类材料的定义即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述石墨烯优选为广义的石墨烯，也可称为石墨烯及其衍生物或石墨烯类材料，优选包括狭义石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯和改性石墨烯中的一种或多种，更优选为单层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或改性石墨烯，最优选为单层石墨烯、多层石墨烯或氧化石墨烯。
本发明对所述石墨烯的参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的石墨烯类材料的参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述石墨烯类材料中，优选包括单层石墨烯类材料、少层石墨烯类材料或多层石墨烯类材料，更优选为片层小于等于5层的石墨烯的占比优选大于等于80％，更优选为大于等于85％，更优选为大于等于90％。本发明所述石墨烯类材料片层的厚度优选为0.7～2nm，更优选为1.0～1.8nm，更优选为1.2～1.5nm。所述石墨烯类材料片层的片径优选为7～20μm，更优选为10～18μm，更优选为12～15μm。所述石墨烯类材料的比表面积优选为400～600m2/g，更优选为420～580m2/g，更优选为450～550m2/g。
本发明在防腐涂层的中间漆涂层中加入了少量石墨烯，即可大大降低了环氧云母氧化铁中间涂层中云母氧化铁的含量。本发明所述石墨烯的加入量优选为0.01％～2％，更优选为0.05％～1.5％，更优选为0.1％～1％，更优选为0.4％～0.8％。
本发明对所述中间漆涂层的定义和其他参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的重防腐涂料中间漆产生的涂层即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述中间漆涂层优选为石墨烯改性环氧云铁中间漆涂层，即改性环氧云铁中间漆涂刷后，得到的涂层。本发明所述中间漆涂层中优选还包括环氧树脂、填料和助剂中的一种或多种，更优选为含有环氧树脂、填料和助剂中的多种。
本发明为进一步明确技术方向，完整和细化技术方案，还提供了一种产生上述中间漆涂层的环氧树脂防腐涂料。
本发明提供了一种环氧树脂防腐涂料，以质量分数计，包括：
本发明对上述环氧树脂防腐涂料中所需原料的选择和组成，以及相应的优选原则，与前述防腐涂层的中间漆涂层中所对应原料的选择和组成，以及相应的优选原则均可以进行对应，在此不再一一赘述。本发明所述环氧树脂防腐涂料优选为环氧树脂重防腐涂料。
本发明对所述环氧树脂和石墨烯的状态有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规状态即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述环氧树脂和石墨烯可以以常规涂料中的混合的状态呈现，也可以以石墨烯/环氧树脂复合材料的状态呈现，更优选为石墨烯/环氧树脂复合材料。
本发明对所述石墨烯/环氧树脂的复合材料中的具体复合的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的复合的方式即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述复合优选包括喷涂、抹刷、掺杂、生长、沉积、嵌入、粘合、包覆和覆盖中的一种或多种，更优选为分散、喷涂、抹刷、掺杂、生长、沉积、嵌入、粘合、包覆或覆盖，最优选为分散或覆盖。所述复合的具体形式也可以为物理复合或化学复合形式。具体的，本发明所述石墨烯和环氧树脂的复合材料优选为表面均匀分散石墨烯的环氧树脂。
本发明对所述环氧树脂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的环氧树脂种类和型号即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述环氧树脂优选包括双酚A型环氧树脂，更具体优选为E20环氧树脂、E51环氧树脂、E44环氧树脂和E12环氧树脂中的一种或多种，更优选为E20环氧树脂、E51环氧树脂、E44环氧树脂或E12环氧树脂。本发明对所述环氧树脂的其他参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规环氧树脂的参数即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整。
本发明为保证环氧树脂防腐涂料作为重防腐涂料中间漆的性能，配合石墨烯的使用，进一步提升整体防腐性能，所述环氧树脂的加入量优选为20～30重量份，更优选为22～28重量份，更优选为24～26重量份。本发明所述石墨烯的加入量优选为0.01～2重量份，更优选为0.05～1.5重量份，更优选为0.1～1重量份，更优选为0.4～0.8重量份。
本发明对所述稀释剂的具体选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的环氧树脂防腐涂料用稀释剂即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述稀释剂优选包括甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚和甲基异丁基甲酮中的一种或多种，更优选为甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚或甲基异丁基甲酮。本发明所述稀释剂的加入量优选为10～20重量份，更优选为12～18重量份，更优选为14～16重量份。
本发明对所述分散剂的具体选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的环氧树脂防腐涂料用分散剂即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述分散剂优选包括表面活性剂，更具体优选为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种，更优选为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺或十二烷基苯磺酸钠。本发明所述分散剂的加入量优选为0.1～1重量份，更优选为0.3～0.8重量份，更优选为0.5～0.6重量份。
本发明对所述填料的具体选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的环氧树脂防腐涂料用填料即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述填料优选包括机膨润土、滑石粉、钛白粉、碳酸钙、硫酸钡、高岭土、铝粉和氧化锌中的一种或多种，更优选为机膨润土、滑石粉、钛白粉、碳酸钙、硫酸钡、高岭土、铝粉或氧化锌。本发明所述填料的总加入量优选为26～85重量份，更优选为36～75重量份，更优选为46～65重量份。
本发明所述有机膨润土的加入量优选为5～25重量份，更优选为8～23重量份，更优选为10～20重量份。本发明所述滑石粉的加入量优选为10～25重量份，更优选为13～23重量份，更优选为15～20重量份。本发明所述钛白粉的加入量优选为1～10重量份，更优选为3～8重量份，更优选为5～6重量份。本发明所述碳酸钙的加入量优选为10～25重量份，更优选为12～23重量份，更优选为15～20重量份。
本发明对所述防沉剂的具体选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的环氧树脂防腐涂料用防沉剂即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述防沉剂优选包括蜡浆、蒙脱土、缔合型聚氨酯、气相二氧化硅、改性氢化蓖麻油和聚烯烃蜡中的一种或多种，更优选为蜡浆、蒙脱土、缔合型聚氨酯、气相二氧化硅、改性氢化蓖麻油或聚烯烃蜡。本发明所述防沉剂的加入量优选为0.5～6重量份，更优选为1.5～5重量份，更优选为2.5～5重量份，更优选为3.5～4重量份。
本发明对所述云母氧化铁红的具体参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的环氧树脂防腐涂料用云母氧化铁红即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述云母氧化铁红优选包括云母氧化铁红粉。本发明所述云母氧化铁红的加入量优选为0.5～6重量份，更优选为1.5～5重量份，更优选为2.5～5重量份，更优选为3.5～4重量份。
本发明为进一步提高实用性，完整和细化技术方案，所述环氧树脂防腐涂料与固化剂共同使用，即如本领域技术人员公知的，在环氧树脂防腐涂料使用时，需加入固化剂进行固化。本发明对所述固化剂的具体选择和用量没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于防腐涂料固化的常规选择和用量即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述固化剂优选包括三甲基六亚甲基二胺、腰果酚改性酚醛胺、乙二胺、三乙烯四胺、二甲氨基丙胺和聚酰胺中的一种或多种。本发明所述固化剂与所述环氧树脂防腐涂料的质量比优选为1：(5～20)，更优选为1：(8～18)，更优选为1：(10～15)。
本发明还提供了一种环氧树脂防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将石墨烯、稀释剂、环氧树脂以及分散剂进行初次混合后，得到石墨烯树脂分散液；
2)将上述步骤得到的石墨烯树脂分散液、稀释剂和填料进行混合，再研磨后，得到浆料；
3)将上述步骤得到的浆料、防沉剂、云母氧化铁红和稀释剂再次混合后，得到环氧树脂防腐涂料。
本发明对上述制备过程中所需原料的选择和组成，以及相应的优选原则，与前述环氧树脂防腐涂料中所对应原料的选择和组成，以及相应的优选原则均可以进行对应，在此不再一一赘述。
本发明首先将石墨烯、稀释剂、环氧树脂以及分散剂进行初次混合后，得到石墨烯树脂分散液。
本发明对所述石墨烯的加入方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的加入方式即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述石墨烯优选为石墨烯粉末。本发明所述石墨烯粉末的粒度优选为5～30μm，更优选为10～25μm，更优选为15～20μm。
本发明对所述初次混合的方式和参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于防腐涂料的混合方式和参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明为进一步保证石墨烯材料在环氧树脂中的均匀分散，所述初次混合优选为超声分散。本发明所述初次混合的时间优选为5～90min，更优选为25～70min，更优选为45～50min。
本发明上述步骤得到了石墨烯/环氧树脂复合材料，随后将上述步骤得到的石墨烯树脂分散液、稀释剂和填料进行混合，再研磨后，得到浆料。
本发明对所述混合的方式和参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于防腐涂料的混合方式和参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明为进一步保证环氧树脂防腐涂料中各成分的均匀分散，所述混合优选为搅拌混合。本发明所述混合的时间优选为5～90min，更优选为25～70min，更优选为45～50min。本发明所述混合的转速优选为300～1300r/min，更优选为500～1200r/min，更优选为700～1000r/min。
本发明为提高树脂涂料中各成分的均匀性，保证最终产品的防腐性能，所述混合后还包括研磨步骤。本发明对所述研磨的方式和参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于防腐涂料的研磨方式和参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述研磨优选为篮式砂磨机研磨。本发明所述研磨的时间优选为10～120min，更优选为30～100min，更优选为50～80min。本发明所述研磨的转速优选为600～1800r/min，更优选为800～1600r/min，更优选为1000～1400r/min。本发明所述研磨后的细度，即所述浆料的细度优选为2～30μm，更优选为7～25μm，更优选为12～20μm。
本发明最后将上述步骤得到的浆料、防沉剂、云母氧化铁红和稀释剂再次混合后，得到环氧树脂防腐涂料。
本发明对所述再次混合的方式和参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于防腐涂料的混合方式和参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明为进一步保证石墨烯材料在防腐涂料中的均匀分散，所述再次混合优选为超声分散。本发明所述再次混合的时间优选为5～90min，更优选为25～70min，更优选为45～50min。本发明所述再次混合的转速优选为300～1300r/min，更优选为500～1200r/min，更优选为700～1000r/min。
本发明为进一步提高最终产品的防腐性能，完整和优化制备工艺，上述制备步骤具体可以为：
1】将石墨烯水溶液进行喷雾干燥，得到石墨烯干粉，将干粉与环氧树脂以及分散剂按一定的比例进行超声分散4h，得到石墨烯树脂分散液。
2】将石墨烯树脂分散液、环氧稀释以及助剂加入生产缸中，采用600r/min进行充分的分散5min；
3】在2】中采用800r/min边搅拌边加入钛白粉、有机膨润土、滑石粉以及碳酸钙，加入完搅拌5min采用篮式研磨机将细度研磨至50μm。
4】将步骤3】中得到的浆料加入蜡浆以及云母氧化铁红，采用环氧稀释进行粘度与固含量的调整。
5】样板实现：将A:B＝6:1比例混合均匀(B组分为100％的环氧固化剂)，加入一定量的稀释剂将喷涂粘度调整为30-40S(T-4杯，25℃)，在3mm的碳钢板上喷涂90±10μm，室温下自然养护7天后，就可以进行耐化学性能、耐盐雾性能、耐冷热循环性能测试。
本发明还提供了一种防腐涂层，是一种综合防腐涂层，所述防腐涂层包括底漆涂层、中间漆涂层和面漆涂层；所述中间漆涂层为上述技术方案任意一项所述的中间漆涂层、上述技术方案任意一项所述的环氧树脂防腐涂料所产生的涂层或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的环氧树脂防腐涂料所产生的涂层。
本发明对所述防腐涂层没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于防腐的综合涂层即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述防腐涂层是一种综合防腐涂层，优选针对金属材料的防腐涂层，更优选为重防腐涂层。
本发明所述的防腐涂层，由底漆涂层、中间漆涂层和面漆涂层组成。本发明对所述形成底漆涂层的底漆没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于形成防腐综合涂层的底漆涂层的底漆可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述底漆优选包括环氧富锌底漆、环氧底漆、环氧铁红底漆、沥青底漆和醇酸底漆中的一种或多种，更优选为环氧富锌底漆、环氧底漆、环氧铁红底漆、沥青底漆或醇酸底漆。本发明对所述形成面漆涂层的面漆没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于形成防腐综合涂层的面漆涂层的面漆可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述面漆优选包括聚氨酯面漆、丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面漆、聚酯-聚氨酯面漆和丙烯酸面漆中的一种或多种，更优选为聚氨酯面漆、丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面漆、聚酯-聚氨酯面漆或丙烯酸面漆。
本发明提供了一种重防腐涂层的中间漆涂层、环氧树脂重防腐涂料及其制备方法、重防腐涂层。本发明提供的石墨烯改性环氧云铁中间漆涂层中，在云母氧化铁中间漆涂层中加入了石墨烯，利用石墨烯超高的径厚比、极强的疏水性、片状结构二维材料等特有的性能，极大地提高了中间漆环氧涂层对防腐介质的阻隔性能，又基于鳞片状材料在涂层内形成的迷宫效应，延长腐蚀介质在涂层内的传输路径，以达到阻滞腐蚀介质在涂层中传输的目的，从而增强云母氧化铁中间漆的屏蔽效果，提高了涂层配套体系整体的耐盐雾性能，增加涂层的使用年限，同时大大降低了云母氧化铁红的用量，也就降低了涂层的厚度，减少了涂层的施工成本、人力成本以及产生的VOC量，有效的解决了现有环氧云母中间漆屏蔽效果差、涂装较厚、施工人力成本高、VOC挥发量较高的缺点，能在涂料领域内广泛应用。
本发明提供的树脂防腐涂料，即改性环氧云母中间漆，制备方法简单，易于工业化大生产，而且本发明采用更加简易的制备方式，将石墨烯添加到环氧云铁中间漆中，石墨烯与树脂复合程度高，成功实现了石墨烯在环氧树脂中的均匀分散，极大地提高了环氧云铁中间漆的屏蔽作用，极少的石墨烯添加量就能大大的提高了环氧云铁中间漆的屏蔽作用，在配套体系中减少了中间漆的使用量，并且耐盐雾性能得到极大地提高。同时还使用了低危害的环境友好型材料，减少对环境的危害。
实验结果表明，本发明制备的中间漆的膜厚在90μm的耐中性盐雾高达2800h，这样能极大的减少中间漆在配套体系中的使用量，降低了施工过程中的施工成本和人力成本，减少了VOC的排放量，而且进一步提高了涂层的整体防腐效果，增加涂层的使用年限。改变了以往中间漆膜厚高达120～250μm的缺点。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种防腐涂层的中间漆涂层、环氧树脂防腐涂料及其制备方法、防腐涂层进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1～4
E20环氧树脂(台塑集团)
有机膨润土(中森珍珠岩有限公司)
环氧稀释剂(安徽新远)
分散剂(南通市晗泰化工有限公司)
石墨烯(山东欧铂新材料有限公司或市售购买)
云母氧化铁红(安徽四环有限公司)
滑石粉(江阴市德毓杰贸易有限公司)
碳酸钙(江阴市德毓杰贸易有限公司)
蜡浆(上海明典化工贸易有限公司)
参见表1，表1为本发明实施例1～4提供的配方明细。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
环氧树脂 21 25 20 17
石墨烯 0.02 0.05 0.1 0.2
稀释剂 18 10 18 15
分散剂 0.3 1.5 0.15 1
有机膨润土 10 20 18 17
滑石粉 21.68 18.45 19.75 23.8
碳酸钙 21 18 18 15
钛白粉 2 1 2 3
蜡浆 2 2 1 3
云母氧化铁红 3 4 3 5
合计 100 100 100 100
1】将山东欧铂新材料有限公司生产的石墨烯与环氧稀释剂、环氧树脂以及分散剂按一定的比例进行超声分散4h，得到石墨烯树脂分散液。
2】将石墨烯树脂分散液、环氧稀释以及助剂加入生产缸中，采用600r/min进行充分的分散5min；
3】在2】中采用800r/min边搅拌边加入钛白粉、有机膨润土、滑石粉以及碳酸钙，加入完搅拌5min采用蓝式研磨机将细度研磨至50μm。
4】将步骤3】中得到的浆料加入蜡浆以及云母氧化铁红，采用环氧稀释进行粘度与固含量的调整。
5】样板实现：将A:B＝6:1比例混合均匀(B组分为100％的环氧固化剂)，，加入一定量的稀释剂将喷涂粘度调整为30～40S(T-4杯，25℃)，在3mm的碳钢板上喷涂90±10μm，室温下自然养护7天进行耐化学性能、耐盐雾性能、耐冷热循环性能测试。
参见表2，表2为本发明实施例1～4得到的防腐涂层的中间漆涂层的性能测试结果。
表2
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 标准
表干/min 20 20 20 20 GB/T1728
实干/h 10 10 10 10 GB/T1728
附着力(拉拔法)/Mpa 15 17 17 18 GB/T5210
冲击性/mm 70 70 70 70 GB/T1732
韧性/mm 1 1 1 1 GB/T1731
耐30％硫酸溶液/h 1000 1000 720 840 GB/T9274
耐30％氢氧化钠溶液/h 1000 1000 720 840 GB/T9275
耐30％氯化钠溶液/h 1000 1000 1000 1000 GB/T9276
耐冷热循环性能测试/h 10 10 10 10 GB/T9268
耐中性盐雾实验测试/h ≥2800 ≥2500 ≥2000 ≥2100 GB/T1771
打磨性 优 优 优 优 GB/T1770
对比例1
现有云铁中间漆的膜厚大约为120～240、云铁含量为25％～40％
E20环氧树脂(台塑集团)
有机膨润土(中森珍珠岩有限公司)
环氧稀释剂(安徽新远)
分散剂(南通市晗泰化工有限公司)
云母氧化铁红(安徽四环有限公司)
滑石粉(江阴市德毓杰贸易有限公司)
碳酸钙(江阴市德毓杰贸易有限公司)
蜡浆(上海明典化工贸易有限公司)
参见表3，表3为本发明对比例1提供的配方明细。
表3
1】将环氧树脂、环氧稀释以及助剂加入生产缸中，采用600r/min进行充分的分散5min；
2】在1】中采用800r/min边搅拌边加入钛白粉、有机膨润土、滑石粉以及碳酸钙，加入完搅拌5min采用蓝式研磨机将细度研磨至50μm。
3】将步骤2】中得到的浆料加入蜡浆以及云母氧化铁红，采用环氧稀释进行粘度与固含量的调整。
4】样板实现：将A:B＝6:1比例混合均匀(B组分为100％的环氧固化剂)，，加入一定量的稀释剂将喷涂粘度调整为30～40S(T-4杯，25℃)，在3mm的碳钢板上喷涂150±10μm，室温下自然养护7天进行耐化学性能、耐盐雾性能、耐冷热循环性能测试。
参见表4，表4为本发明对比例1得到的防腐涂层的中间漆涂层的性能测试结果。
表4
表干/min 20 GB/T1728
实干/h 10 GB/T1728
附着力(拉拔法)/Mpa 13 GB/T5210
冲击性/mm 60 GB/T1732
韧性/mm 1 GB/T1731
耐30％硫酸溶液/h 670 GB/T9274
耐30％氢氧化钠溶液/h 720 GB/T9275
耐30％氯化钠溶液/h 870 GB/T9276
耐冷热循环性能测试/h 10 GB/T9268
耐中性盐雾实验测试/h ≥1100 GB/T1771
打磨性 良 GB/T1770
以上对本发明提供的一种重防腐涂层的中间漆涂层、环氧树脂重防腐涂料及其制备方法、重防腐涂层进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种防腐涂层的中间漆涂层，其特征在于，所述中间漆涂层中，包含云母氧化铁红和石墨烯。
2.根据权利要求1所述的中间漆涂层，其特征在于，所述中间漆涂层的厚度为40～60μm；
所述云母氧化铁红的含量为0.1％～0.6％；
所述石墨烯的含量为0.01％～2％；
所述防腐涂层为重防腐涂层；
所述中间漆涂层中还包括环氧树脂、填料和助剂中的一种或多种。
3.一种环氧树脂防腐涂料，其特征在于，以质量分数计，包括：
4.根据权利要求3所述的环氧树脂防腐涂料，其特征在于，所述环氧树脂包括E20环氧树脂、E51环氧树脂、E44环氧树脂和E12环氧树脂中的一种或多种；
所述稀释剂包括甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚和甲基异丁基甲酮中的一种或多种；
所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种；
所述填料包括有机膨润土、滑石粉、钛白粉、碳酸钙、硫酸钡、高岭土、铝粉和氧化锌中的一种或多种；
所述防沉剂包括蜡浆、蒙脱土、缔合型聚氨酯、气相二氧化硅、改性氢化蓖麻油和聚烯烃蜡中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的环氧树脂防腐涂料，其特征在于，所述环氧树脂防腐涂料与固化剂共同使用；
所述固化剂与所述环氧树脂防腐涂料的质量比为1：(5～20)；
所述环氧树脂防腐涂料为环氧树脂重防腐涂料。
6.一种环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将石墨烯、稀释剂、环氧树脂以及分散剂进行初次混合后，得到石墨烯树脂分散液；
2)将上述步骤得到的石墨烯树脂分散液、稀释剂和填料进行混合，再研磨后，得到浆料；
3)将上述步骤得到的浆料、防沉剂、云母氧化铁红和稀释剂再次混合后，得到环氧树脂防腐涂料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯为石墨烯粉末；
所述石墨烯粉末的粒度为5～30μm；
所述初次混合为超声分散；
所述初次混合的时间为5～90min；
所述混合的转速为300～1300r/min；
所述混合的时间为5～90min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述研磨的时间为10～120min；
所述浆料的细度为2～30μm；
所述再次混合的转速为300～1300r/min；
所述再次混合的时间为5～90min。
9.一种防腐涂层，其特征在于，所述防腐涂层包括底漆涂层、中间漆涂层和面漆涂层；
所述中间漆涂层为权利要求1～2任意一项所述的中间漆涂层、权利要求3～5任意一项所述的环氧树脂防腐涂料所产生的涂层或权利要求6～8任意一项所述的制备方法所制备的环氧树脂防腐涂料所产生的涂层。
10.根据权利要求9所述的防腐涂层，其特征在于，所述底漆包括环氧富锌底漆、环氧底漆、环氧铁红底漆、沥青底漆和醇酸底漆中的一种或多种；
所述面漆包括聚氨酯面漆、丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面漆、聚酯-聚氨酯面漆和丙烯酸面漆中的一种或多种；
所述防腐涂层为重防腐涂层。
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