CN111961362A - 水性环氧锌烯底漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水性环氧锌烯底漆及其制备方法,该水性环氧锌烯底漆包括组分A和组分B,所述组分A和所述组分B的质量比为1‑4:1,其中,按质量百分比计,所述组分A包括水性环氧固化剂7.5‑30.0%、成膜助剂15.0‑23.0%、防沉剂2.0‑2.2%、填料7.5‑11.5%、分散剂1.0‑1.2%、消泡剂0.3‑0.4%、脱泡剂0.2‑0.3%、流平剂0.2‑0.4%以及锌粉35.0‑60.0%;所述组分B包括水性环氧树脂乳液80.0‑88.5%、防流挂剂0.2‑1.0%、防闪锈剂0.2‑0.4%、水性石墨烯分散液2.0‑2.5%以及去离子水6.0‑10.5%。本发明将高浓度稳定分散的水性石墨烯分散液添加到水性防腐涂料体系中,可以在较低锌粉含量的情况下达到传统溶剂型环氧富锌底漆的性能指标,并具有节能、环保、综合性价比高的优势,突破了国内传统产品性能难以满足重防腐领域应用的瓶颈,具有很高的应用价值和社会经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业防腐底漆,具体而言,涉及一种水性环氧锌烯底漆及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的发展和人民生活水平的进一步提高,国家在基础建设、交通运输、石油石化、桥梁船舶等领域的投入也在逐年加大,这些领域对金属材料尤其是钢铁的需求量巨大,然而由于钢铁易于锈蚀的特点,钢铁的腐蚀防护一直是金属防护领域的重点和难点。通常钢铁的防腐蚀方法就是在钢铁表面涂装防腐蚀涂料,通过隔绝钢铁与空气、水及化学物质的接触,进而达到保护钢铁不受腐蚀的目的。
传统的防腐涂料,尤其是重防腐涂料通常采用的是溶剂型涂料,由于含有大量的有机溶剂,这些溶剂会在生产和施工过程中释放出来,对环境和作业人员产生极大的危害,随着环保法规的日趋严格和人们环保意识的增强,无溶剂涂料、粉末涂料、水性涂料等环境友好型涂料越来越受到关注,其中以水性涂料施工简便安全、对身体健康危害小、对环境污染极低,受到了更为广泛地关注;尽管如此,在重防腐领域仍旧是溶剂涂料和无溶剂涂料的天下,由于水性涂料的耐盐雾性能、机械性能、表面光泽度和长效防腐性能还同这两种涂料存在一定差距,因此急需研发一款具备长效防腐功能的水性防腐涂料用于重防腐领域。
石墨烯是目前世界上已知的最薄、强度最高的二维碳纳米材料,具有优异的导电导热性能,同时其超高的比表面积和良好的化学稳定性使得其在防腐涂料领域拥有广阔的应用前景。石墨烯的二维片层结构可以在防腐涂层中产生屏蔽效应,阻止腐蚀性介质的渗透和扩散,同时其优异的导电性能可以在较低锌粉含量的情况下将不接触的锌粉连接起来,达到活化锌粉的作用,进而大大延长阴极保护时间,进而达到长效防腐的目的。
由于石墨烯的高比表面积,既不亲水也不亲油,极易在溶液中发生团聚,难以长时间稳定分散在溶液中,因此,在水性涂料中如何将石墨烯均匀地引入涂料体系中并保持分散稳定性尤为重要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种水性环氧锌烯底漆及其制备方法,以解决低锌粉含量的条件下水性含锌防腐涂料的长效防腐问题。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种水性环氧锌烯底漆,包括组分A和组分B,所述组分A和所述组分B的质量比为1-4:1,其中,按质量百分比计,所述组分A包括水性环氧固化剂7.5-30.0%、成膜助剂15.0-23.0%、防沉剂2.0-2.2%、填料7.5-11.5%、分散剂1.0-1.2%、消泡剂0.3-0.4%、脱泡剂0.2-0.3%、流平剂0.2-0.4%以及锌粉35.0-60.0%;所述组分B包括水性环氧树脂乳液80.0-88.5%、防流挂剂0.2-1.0%、防闪锈剂0.2-0.4%、水性石墨烯分散液2.0-2.5%以及去离子水6.0-10.5%。
在一些实施例中,所述水性环氧固化剂为改性多元胺类水性环氧固化剂,所述成膜助剂选自乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇甲醚中的一种或多种,所述防沉剂选自有机膨润土、气相二氧化硅和聚酰胺蜡中的一种或多种,所述填料选自滑石粉、云母粉、氧化铝、氧化锌、氮化硼、碳化硅、硫酸钡和碳酸钙中的一种或多种,所述分散剂为混合聚合物型分散剂,所述消泡剂为聚合物型消泡剂,所述脱泡剂为聚醚硅氧烷共聚合物型脱泡剂,所述流平剂为有机硅流平剂。
在一些实施例中,所述水性环氧树脂乳液为改性固体双酚A型环氧树脂的非离子型水性分散液,所述防流挂剂为聚酰胺蜡胺盐,所述防闪锈剂选自质量分数为10-20%的亚硝酸钠水溶液、有机酸盐及其衍生物溶液和胺衍生物溶液中的一种或多种。
在一些实施例中,所述水性石墨烯分散液中石墨烯的质量分数为3.0-5.0%。
另一方面,本发明还提供上述水性环氧锌烯底漆的制备方法,包括如下步骤:将所述水性环氧固化剂和所述成膜助剂混合,向其中依次加入所述分散剂、所述消泡剂、所述脱泡剂和所述流平剂并搅拌,之后加入所述防沉剂并进行第一次分散,再加入所述填料和锌粉后进行第二次分散,将所得物料研磨后过滤,再加入所述成膜助剂,得到所述组分A;以及将水性环氧树脂乳液、去离子水、防流挂剂和防闪锈剂混合分散均匀,之后加入所述水性石墨烯分散液进行分散,再加入去离子水,得到所述组分B。
在一些实施例中,所述搅拌的速度为500-800rpm,所述搅拌的时间为15-20分钟;所述第一次分散的速度为800-1000rpm,所述第一次分散的时间为5-10分钟;所述第二次分散的速度为1000-1500rpm,所述第二次分散的时间为50-80分钟;所述物料研磨后的细度小于25μm;在800-1000rpm的速度下加入所述水性石墨烯分散液并分散50-80分钟。
在一些实施例中,所述水性石墨烯分散液通过以下方法制备得到:将表面活性剂、消泡剂与水混合,得到混合溶液;将石墨烯粉体加入到混合溶液中并进行预分散;以及将预分散后的所述混合溶液放入高压均质机后进行多次均质分散处理,得到所述水性石墨烯分散液。
在一些实施例中,所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、胆酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、吐温80中的一种或多种,所述消泡剂选自聚合物型消泡剂,所述表面活性剂、所述消泡剂、水以及所述石墨烯粉体的质量比为0.5-1:0.2-0.3:93.7-96.3:3-5。
在一些实施例中,所述预分散的速度为1000-2000rpm,所述均质分散处理在800~1000bar的压力下进行,所述均质分散处理的次数为3-5次。
在一些实施例中,还包括将所述组分A和所述组分B按照质量比为1-4:1的比例混合并搅拌均匀。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明中通过将石墨烯首先制备成水性石墨烯分散液的方法,解决了将石墨烯成功引入涂料体系的同时保持石墨烯均匀分散状态的问题,阻止了石墨烯在涂料体系中的再团聚并可以长时间保持均匀分散状态,进而为石墨烯在涂料体系中发挥屏蔽和活化锌粉的作用奠定了基础。
本发明中石墨烯的加入可以增加涂层的屏蔽阻隔作用,在腐蚀前期可以有效的阻止腐蚀性介质的渗透和扩散,而石墨烯良好的导电性可以在较低锌粉含量的条件下在不接触的锌粉之间形成导电网络,进而起到活化锌粉并延长阴极保护时间的作用,使得阴极保护可以保持长期稳定进行,从而提高了产品的耐盐雾性能,能够使水性环氧锌烯底漆可以应用在传统溶剂型和无溶剂型环氧富锌底漆占据主导地位的重防腐领域。
本发明的制备工艺简单,易于操作,生产成本低;产品储存稳定性好,附着力和机械性能优于市售的同类别产品,且具有优异的耐盐雾性能和长效防腐性能,适用于重防腐领域。
附图说明
图1为本发明所使用的石墨烯粉体的透射电子显微镜(TEM)照片。
图2为本发明所使用的石墨烯粉体的拉曼(Raman)光谱图。
具体实施方式
下面根据具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。本发明的保护范围不限于以下实施例,列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本发明。
本发明提供一种水性环氧锌烯底漆,其包括组分A和组分B,组分A和组分B单独存放且组合销售,在使用前将组分A和组分B按比例混合均匀即可制得水性环氧锌烯底漆,组分A和组分B的质量比为1-4:1。
按质量百分比计,组分A包括水性环氧固化剂7.5-30.0%、成膜助剂15.0-23.0%、防沉剂2.0-2.2%、填料7.5-11.5%、分散剂1.0-1.2%、消泡剂0.3-0.4%、脱泡剂0.2-0.3%、流平剂0.2-0.4%以及锌粉35.0-60.0%。
组分A中,水性环氧固化剂为改性多元胺类水性环氧固化剂,成膜助剂选自乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇甲醚中的一种或多种,防沉剂选自有机膨润土、气相二氧化硅和聚酰胺蜡中的一种或多种,填料选自滑石粉、云母粉、氧化铝、氧化锌、氮化硼、碳化硅、硫酸钡和碳酸钙中的一种或多种,分散剂为混合聚合物型分散剂,消泡剂为聚合物型消泡剂,脱泡剂为聚醚硅氧烷共聚合物型脱泡剂,流平剂为有机硅流平剂。
按质量百分比计,组分B包括水性环氧树脂乳液80.0-88.5%、防流挂剂0.2-1.0%、防闪锈剂0.2-0.4%、水性石墨烯分散液2.0-2.5%以及去离子水6.0-10.5%。
组分B中,水性环氧树脂乳液为改性固体双酚A型环氧树脂的非离子型水性分散液,防流挂剂为聚酰胺蜡胺盐,防闪锈剂选自15%的亚硝酸钠水溶液、有机酸盐及其衍生物溶液和胺衍生物溶液中的一种或多种,水性石墨烯分散液中石墨烯的质量分数为3.0-5.0%。
本发明的水性环氧锌烯底漆中,通过二维石墨烯片层的屏蔽阻隔作用,以及石墨烯良好的导电性可以在较低锌粉含量的情况下起到活化锌粉进而延长阴极保护时间的作用,石墨烯与锌粉的协同作用产生了全新的腐蚀防护机制,锌烯协同效应既保留了传统环氧富锌底漆阴极保护的优势,又充分利用了石墨烯的屏幕阻隔作用和锌粉活化作用,既提升了涂层的防腐性能,又提升了涂层的机械性能,进而解决了低锌粉含量的条件下水性含锌防腐涂料的长效防腐问题。
本发明的水性环氧锌烯底漆可通过以下方法制备得到:
按比例将水性环氧固化剂和成膜助剂混合,向其中依次加入分散剂、消泡剂、脱泡剂和流平剂并搅拌,之后加入防沉剂并进行第一次分散,再加入填料和锌粉后进行第二次分散,将所得物料研磨后过滤,再加入成膜助剂,得到组分A;以及
将水性环氧树脂乳液、去离子水、防流挂剂和防闪锈剂混合分散均匀,之后加入水性石墨烯分散液进行分散,再加入去离子水,得到组分B。
在制备组分A时,加入分散剂、消泡剂、脱泡剂和流平剂后,搅拌的速度为500-800rpm,搅拌的时间为15-20分钟;防沉剂也在搅拌的情况下加入,之后进行第一次分散,第一次分散的速度为XX,时间为5-10分钟;加入填料和锌粉后进行第二次分散至体系均一,第二次分散的速度为1000-1500rpm,时间为60分钟;物料用砂磨研磨后过滤除去研磨砂,研磨后的细度小于25μm,成膜助剂的加入目的是调整固体分。
在制备组分B时,是在800-1000rpm的转速下加入水性石墨烯分散液并分散60分钟至体系均一,加入去离子水的目的是调整固体分。
得到组分A和组分B后,在使用前可按照质量比为1-4:1的比例将其混合并搅拌均匀,即可得到水性环氧锌烯底漆。
此外,本发明所用的水性石墨烯分散液可通过以下方法制备得到:
将表面活性剂、消泡剂与水混合,得到混合溶液;
将石墨烯粉体加入到混合溶液中并进行预分散;以及
将预分散后的混合溶液放入高压均质机后进行多次均质分散处理,得到水性石墨烯分散液。
在制备水性石墨烯分散液时,所用的表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、胆酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、吐温80中的一种或多种,消泡剂选自聚合物型消泡剂,表面活性剂、消泡剂、水以及石墨烯粉体的质量比为0.5-1:0.2-0.3:93.7-96.3:3-5。
在制备水性石墨烯分散液时,预分散的速度为1000-2000rpm,均质分散处理在800~1000bar的压力下进行,均质分散处理的次数为3-5次。
除非另作限定,本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。
以下通过实施例对本发明作进一步地详细说明。
实施例
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
除非另做说明,实施例中的含量均为质量百分比。
实施例1
水性环氧锌烯底漆由组分A和组分B组成,组分A和组分B的质量配比为2.5:1。
组分A包括:改性多元胺类水性环氧固化剂、乙二醇丙醚、气相二氧化硅、滑石粉、混合聚合物型分散剂、聚合物型消泡剂、聚醚硅氧烷共聚合物型脱泡剂、有机硅流平剂、锌粉。
组分B包括:改性的固体双酚A型环氧树脂的非离子型水性分散液、聚酰胺蜡盐、15%的亚硝酸钠水溶液、3%水性石墨烯分散液、去离子水。
水性环氧锌烯底漆的制备方法为:
3%水性石墨烯分散液的制备:将0.6g羟甲基纤维素钠、0.3g聚合物型消泡剂与96.1g去离子水充分混合,得到混合溶液A;在1200rpm的转速下,缓慢地将3g石墨烯粉体加入到混合溶液A中进行高速预分散,再放入高压均质机在800bar的压力下进行3次均质分散处理,即得到质量浓度为3%的水性石墨烯分散液。该实施例中所使用的石墨烯粉体的透射电子显微镜(TEM)照片如图1所示,石墨烯粉体的拉曼(Raman)光谱图如图2所示。
组分A的制备:将65.0g改性多元胺类水性环氧固化剂和52.6g乙二醇丙醚,在600rpm的转速下,依次加入7.0g混合聚合物型分散剂、2.0g聚合物型消泡剂、1.8g聚醚硅氧烷共聚合物型脱泡剂和1.8g有机硅流平剂搅拌15min,然后在搅拌下缓慢加入9.0g气相二氧化硅,高速分散10min后,依次加入68.0g滑石粉和340.0g锌粉,在1200rpm的转速下,高速分散约60min至体系均一后,用砂磨研磨至细度小于25μm后过滤除去研磨砂,再用52.8g乙二醇丙醚调整固体分,即得到组分A。
组分B的制备:将194.0g改性的固体双酚A型环氧树脂的非离子型水性分散液、19.7g去离子水、1.0g聚酰胺蜡盐和0.7g质量浓度为15%的亚硝酸钠水溶液混合分散均匀,在1000rpm的转速下,缓慢加入14.6g质量浓度为3%的水性石墨烯分散液,高速分散约60min至体系均一后,用10.0g去离子水调整固体分,即得到组分B。
组分A和组分B单独存放,在使用前,按组分A/组分B的质量配比2.5:1的比例混合,搅拌均匀后,即得到水性环氧锌烯底漆。
实施例2
性环氧锌烯底漆由组分A和组分B组成,组分A和组分B的质量配比为1.6:1。
组分A包括:改性多元胺类水性环氧固化剂、丙二醇甲醚、气相二氧化硅、有机膨润土、滑石粉、云母粉、混合聚合物型分散剂、聚合物型消泡剂、聚醚硅氧烷共聚合物型脱泡剂、有机硅流平剂、锌粉。
组分B包括:改性的固体双酚A型环氧树脂的非离子型水性分散液、聚酰胺蜡盐、15%的亚硝酸钠水溶液、4%水性石墨烯分散液、去离子水。
水性环氧锌烯底漆的制备方法为:
4%水性石墨烯分散液的制备:将1.2g聚乙烯吡咯烷酮、0.3g聚合物型消泡剂与94.5g去离子水充分混合,得到混合溶液A;在1500rpm的转速下,缓慢地将4g石墨烯粉体加入到混合溶液A中进行高速预分散,再放入高压均质机在1000bar的压力下进行5次均质分散处理,即得到质量浓度为4%的水性石墨烯分散液。该实施例中所使用的石墨烯粉体的透射电子显微镜(TEM)照片如图1所示,石墨烯粉体的拉曼(Raman)光谱图如图2所示。
组分A的制备:将108.0g改性多元胺类水性环氧固化剂和59.7g丙二醇甲醚,在600rpm的转速下,依次加入7.2g混合聚合物型分散剂、1.8g聚合物型消泡剂、1.8g聚醚硅氧烷共聚合物型脱泡剂和3.0g有机硅流平剂搅拌15min,然后在搅拌下缓慢加入6.0g气相二氧化硅和6.0g有机膨润土,高速分散10min后,依次加入40.0g滑石粉、20.0g云母粉和317.0g锌粉,在1200rpm的转速下,高速分散约60min至体系均一后,用砂磨研磨至细度小于25μm后过滤除去研磨砂,再用29.5g丙二醇甲醚调整固体分,即得到组分A;
组分B的制备:将324.0g改性的固体双酚A型环氧树脂的非离子型水性分散液、28.8g去离子水、1.9g聚酰胺蜡盐和1.1g质量浓度为15%的亚硝酸钠水溶液混合分散均匀,在1000rpm的转速下,缓慢加入9.2g质量浓度为4%的水性石墨烯分散液,高速分散约60min至体系均一后,用10.0g去离子水调整固体分,即得到组分B。
组分A和组分B单独存放,在使用前,按组分A/组分B的质量配比1.6:1的比例混合,搅拌均匀后,即得到水性环氧锌烯底漆。
实施例3
水性环氧锌烯底漆由组分A和组分B组成,组分A和组分B的质量配比为1:1。
组分A包括:改性多元胺类水性环氧固化剂、丙二醇甲醚、有机膨润土、滑石粉、云母粉、混合聚合物型分散剂、聚合物型消泡剂、聚醚硅氧烷共聚合物型脱泡剂、有机硅流平剂、锌粉。
组分B包括:改性的固体双酚A型环氧树脂的非离子型水性分散液、聚酰胺蜡盐、15%的亚硝酸钠水溶液、4%水性石墨烯分散液、去离子水。
水性环氧锌烯底漆的制备方法为:
4%水性石墨烯分散液的制备:将1.2g聚乙烯吡咯烷酮、0.3g聚合物型消泡剂与94.5g去离子水充分混合,得到混合溶液A;在1500rpm的转速下,缓慢地将4g石墨烯粉体加入到混合溶液A中进行高速预分散,再放入高压均质机在1000bar的压力下进行5次均质分散处理,即得到质量浓度为4%的水性石墨烯分散液。该实施例中所使用的石墨烯粉体的透射电子显微镜(TEM)照片如图1所示,石墨烯粉体的拉曼(Raman)光谱图如图2所示。
组分A的制备:将150.0g改性多元胺类水性环氧固化剂和63.5g丙二醇甲醚,在600rpm的转速下,依次加入6.9g混合聚合物型分散剂、1.8g聚合物型消泡剂、1.8g聚醚硅氧烷共聚合物型脱泡剂和3.0g有机硅流平剂搅拌15min,然后在搅拌下缓慢加入15.0g有机膨润土,高速分散10min后,依次加入30.0g滑石粉、21.0g云母粉和270.0g锌粉,在1200rpm的转速下,高速分散约60min至体系均一后,用砂磨研磨至细度小于25μm后过滤除去研磨砂,再用37.0g丙二醇甲醚调整固体分,即得到组分A;
组分B的制备:将450.0g改性的固体双酚A型环氧树脂的非离子型水性分散液、100.0g去离子水、6.0g聚酰胺蜡盐和1.8g质量浓度为15%的亚硝酸钠水溶液混合分散均匀,在1000rpm的转速下,缓慢加入12.8g质量浓度为4%的水性石墨烯分散液,高速分散约60min至体系均一后,用29.4g去离子水调整固体分,即得到组分B。
组分A和组分B单独存放,在使用前,按组分A/组分B的质量配比1:1的比例混合,搅拌均匀后,即得到水性环氧锌烯底漆。
对实施例1-3所得水性环氧锌烯底漆及一款锌粉质量含量为70%的商用水性环氧富锌底漆(HEMPEL(海虹老人)755 188CN)的性能进行对比测试,测试方法采用《HG/T 3668-2009富锌底漆》测试标准,结果如表1所示。
表1:实施例1-3的性能对比测试结果
从表1中可以看出,相较于锌粉质量含量为70%的商用水性环氧富锌底漆来说,实施例1-3的水性环氧锌烯底漆在细度、附着力、抗冲击性、硬度、耐盐雾性等性能上均有所提升,尤其是耐盐雾性能在锌粉质量含量仅为50%时即可达到商用水性环氧富锌底漆70%锌粉含量的性能,由此可见水性石墨烯分散液的加入可以在较低锌粉含量的条件下大幅提升水性环氧锌烯底漆的耐盐雾性能,同时可以获得更好的综合性能。
综上所述,本发明将高浓度稳定分散的水性石墨烯分散液添加到水性防腐涂料体系中,通过石墨烯的引入可以在较低锌粉含量的情况下达到传统溶剂型环氧富锌底漆的性能指标,同时不影响其原有的分散稳定性,并具有节能、环保、综合性价比高的优势,突破了国内传统产品性能难以满足重防腐领域应用的瓶颈,具有很高的应用价值和社会经济价值。
本领域技术人员应当注意的是,本发明所描述的实施方式仅仅是示范性的,可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而,本发明不限于上述实施方式,而仅由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种水性环氧锌烯底漆,其特征在于,包括组分A和组分B,所述组分A和所述组分B的质量比为1-4:1,
其中,按质量百分比计,所述组分A包括水性环氧固化剂7.5-30.0%、成膜助剂15.0-23.0%、防沉剂2.0-2.2%、填料7.5-11.5%、分散剂1.0-1.2%、消泡剂0.3-0.4%、脱泡剂0.2-0.3%、流平剂0.2-0.4%以及锌粉35.0-60.0%;所述组分B包括水性环氧树脂乳液80.0-88.5%、防流挂剂0.2-1.0%、防闪锈剂0.2-0.4%、水性石墨烯分散液2.0-2.5%以及去离子水6.0-10.5%。
2.根据权利要求1所述的水性环氧锌烯底漆,其特征在于,所述水性环氧固化剂为改性多元胺类水性环氧固化剂,所述成膜助剂选自乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇甲醚中的一种或多种,所述防沉剂选自有机膨润土、气相二氧化硅和聚酰胺蜡中的一种或多种,所述填料选自滑石粉、云母粉、氧化铝、氧化锌、氮化硼、碳化硅、硫酸钡和碳酸钙中的一种或多种,所述分散剂为混合聚合物型分散剂,所述消泡剂为聚合物型消泡剂,所述脱泡剂为聚醚硅氧烷共聚合物型脱泡剂,所述流平剂为有机硅流平剂。
3.根据权利要求1所述的水性环氧锌烯底漆,其特征在于,所述水性环氧树脂乳液为改性固体双酚A型环氧树脂的非离子型水性分散液,所述防流挂剂为聚酰胺蜡胺盐,所述防闪锈剂选自质量分数为10-20%的亚硝酸钠水溶液、有机酸盐及其衍生物溶液和胺衍生物溶液中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的水性环氧锌烯底漆,其特征在于,所述水性石墨烯分散液中石墨烯的质量分数为3.0-5.0%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水性环氧锌烯底漆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将所述水性环氧固化剂和所述成膜助剂混合,向其中依次加入所述分散剂、所述消泡剂、所述脱泡剂和所述流平剂并搅拌,之后加入所述防沉剂并进行第一次分散,再加入所述填料和锌粉后进行第二次分散,将所得物料研磨后过滤,再加入所述成膜助剂,得到所述组分A;以及
将水性环氧树脂乳液、去离子水、防流挂剂和防闪锈剂混合分散均匀,之后加入所述水性石墨烯分散液进行分散,再加入去离子水,得到所述组分B。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述搅拌的速度为500-800rpm,所述搅拌的时间为15-20分钟;所述第一次分散的速度为800-1000rpm,所述第一次分散的时间为5-10分钟;所述第二次分散的速度为1000-1500rpm,所述第二次分散的时间为50-80分钟;所述物料研磨后的细度小于25μm;在800-1000rpm的速度下加入所述水性石墨烯分散液并分散50-80分钟。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述水性石墨烯分散液通过以下方法制备得到:
将表面活性剂、消泡剂与水混合,得到混合溶液;
将石墨烯粉体加入到混合溶液中并进行预分散;以及
将预分散后的所述混合溶液放入高压均质机后进行多次均质分散处理,得到所述水性石墨烯分散液。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、胆酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、吐温80中的一种或多种,所述消泡剂选自聚合物型消泡剂,所述表面活性剂、所述消泡剂、水以及所述石墨烯粉体的质量比为0.5-1:0.2-0.3:93.7-96.3:3-5。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述预分散的速度为1000-2000rpm,所述均质分散处理在800~1000bar的压力下进行,所述均质分散处理的次数为3-5次。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的制备方法,其特征在于,还包括将所述组分A和所述组分B按照质量比为1-4:1的比例混合并搅拌均匀。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112592642A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-02 | 石墨烯科技有限公司 | 一种石墨烯底漆及其制备方法 |
CN114395311A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-26 | 江苏振华造漆有限公司 | 一种低锌含量的水性环氧防腐涂料及其制备方法、设备 |
CN115466554A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-13 | 深圳职业技术学院 | 一种长效防腐型石墨烯改性水性环氧富锌底漆及其制备方法 |
CN116144247A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-05-23 | 广州特种承压设备检测研究院 | 一种石墨烯/纳米铁复合改性环氧树脂防腐涂层材料及其制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108795235A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-13 | 广州集泰化工股份有限公司 | 一种石墨烯改性水性环氧富锌涂料及其制备方法和应用 |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108795235A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-13 | 广州集泰化工股份有限公司 | 一种石墨烯改性水性环氧富锌涂料及其制备方法和应用 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112592642A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-02 | 石墨烯科技有限公司 | 一种石墨烯底漆及其制备方法 |
CN114395311A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-26 | 江苏振华造漆有限公司 | 一种低锌含量的水性环氧防腐涂料及其制备方法、设备 |
CN115466554A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-13 | 深圳职业技术学院 | 一种长效防腐型石墨烯改性水性环氧富锌底漆及其制备方法 |
CN116144247A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-05-23 | 广州特种承压设备检测研究院 | 一种石墨烯/纳米铁复合改性环氧树脂防腐涂层材料及其制备方法 |
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