CN114231120A - 一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，包括质量比为(3‑5):1的A、B两组分，其中，A组分按重量份组成如下：水性环氧树脂30‑45份，石墨烯浆料1‑2份，水性色浆45‑60份，助剂0.5‑3份，水0.1‑2份；B组分按重量份组成如下：水性环氧固化剂15‑20份，助溶剂1‑3份，水1‑4份；水性环氧树脂包括亨斯迈公司的3961‑1水性环氧树脂乳液。本发明涂料体系中的水性环氧树脂带有的多环氧基团与固化剂带有的活泼氢之间反应，形成致密的涂层，有效的阻止了空气，化学品等介质滲透涂层，达到很好的耐盐雾性能，同时，改性石墨烯的引入，形成多层阻隔膜，使涂层的耐盐雾性能更佳，综合性能得到明显的改善，延长其使用寿命，以较低的成本生产高质量的涂料产品，适合于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及水性防腐涂料技术领域，具体涉及一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料及其制备方法。
背景技术
传统的环氧防腐涂料均为溶剂型的环氧防腐涂料，其中含大量的有机溶剂，在生产及应用当中挥发进入到空气当中，不仅污染环境，而且对人体健康造成严重的损害。随着人们环保意识的增强以及相关法律法规的实施，水性环氧防腐涂料成为了各大涂料企业发展的重点项目。水性环氧防腐涂料主要由水性环氧树脂、水性助剂及水等组成，具有无毒、不燃、不污染环境等优点。但是，水性环氧防腐涂料在很多性能上远不及传统的溶剂型环氧防腐涂料，如耐水性、耐化学品性、耐盐雾性等。
石墨烯本身独特的结构性质，使其具有优异的机械强度、物料屏蔽性能、致密结构及稳定的化学性能。片层的石墨烯在涂料中可以层层叠加、交错排列，在涂层中形成特殊的屏蔽结构，可以很好的抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散，提高涂层的物料阻隔性，但是也正因为石墨烯独特的结构性质，使其难容于水及常用的有机溶剂。
对石墨烯进行改性可以使其很好的分散在水性环氧防腐涂料中，但改性石墨烯在不同的涂料体系中所产生的效果不尽相同，针对制备的改性后的石墨烯，需要进一步确定其最适宜的涂料体系，以得到综合性能更加优异的涂料产品。
发明内容
本发明通过对石墨烯进行改性，使其很好的分散在水性环氧防腐涂料中，并且特选了一种水性环氧树脂，其与水性色浆、石墨烯浆料、水性分散剂、水性消泡剂等相组合，搭配固化剂，使涂层的机械性能、耐化学品性、高盐雾性等性能得到进一步提升。
本发明提供的技术方案为：一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，包括质量比为(3-5):1的A、B两组分，
其中，A组分按重量份组成如下：
水性环氧树脂30-45份，
石墨烯浆料1-2份，
水性色浆45-60份，
助剂0.5-3份，
水0.1-2份；
B组分按重量份组成如下：
水性环氧固化剂15-20份，
助溶剂1-3份，
水1-4份；
进一步地，所述水性环氧树脂包括亨斯迈公司的3961-1水性环氧树脂乳液。
进一步地，所述助剂包括基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a和流平剂中的至少一种。
所述基材润湿剂优选赢创化学的4100，防闪锈剂优选上海盈水化工的H10，消泡剂a优选赢创化学的822，增稠剂a优选海明斯的299，流平剂优选赢创化学的450。
进一步地，所述水性环氧固化剂包括亨斯迈公司的3986固化剂。
进一步地，所述助溶剂包括丙二醇甲醚，优选陶氏化学的PM。
进一步地，其特征在于，所述石墨烯浆料的制备方法，包括如下步骤：
将石墨烯粉体分散在丙二醇甲醚溶剂中，进行超声分散15-30min，在60-80℃下搅拌反应2h；
将硅烷偶联剂缓慢添加到上述反应液中，继续反应2-4h，得到混合反应液；
将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物洗涤数次，烘干后充分研磨，得到改性石墨烯；
将改性石墨烯、丙二醇甲醚、分散剂a和水混合，在800-1000转/分钟的条件搅拌10-15分钟，得到石墨烯浆料；
进一步地，所述分散剂a为BYK-190，
进一步地，所述硅烷偶联剂为KH-560硅烷偶联剂。
进一步地，所述水性色浆的制备方法，包括如下步骤：
将分散剂b、消泡剂b和水加入到分散罐中，以1000-1200转/分钟的条件搅拌10-15分钟；
将转速调至500-800转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
将转速调至2500-3000转/分钟，搅拌2-3小时；
测试水性色浆细度，细度≤50um后，将物料进行过滤得到水性色浆；
进一步地，所述水性色浆的制备方法中，各组分重量份如下：
增稠剂b0.1-0.5份，
分散剂b0.1-1份，
消泡剂b0.1-0.5份，
钛白8-12份，
炭黑0.5-1份，
防锈颜料6-14份，
云母粉1-4份，
沉淀硫酸钡5-10份。
所述增稠剂b优选海明斯公司的LT，分散剂b优选赢创化学的757W，消泡剂b优选tego-810，钛白优选杜邦公司的996，炭黑优选德固萨的6号炭黑，云母粉优选上海昊弗化工有限公司的CJ-A4，沉淀硫酸钡优选上海昊弗化工有限公司的HBS，防锈颜料优选江苏三合宏化工有限公司的C467S和A115的组合。
进一步地，所述A组分的制备方法，包括如下步骤：将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆和水混合后以500-800转/分钟的条件搅拌10-15分钟；
将转速调至1000-1500转/分钟，将助剂加入分散罐中，搅拌12-18分钟，分散后的物料进行过滤，得到A组分。
所述B组分的制备方法，包括如下步骤：将水性环氧固化剂、助溶剂和水混合后，以500-800转/分钟的条件搅拌20-30分钟分散，将分散后的物料过滤，得到B组分。
与现有技术相比，本发明涂料体系中的水性环氧树脂使用亨斯迈公司的3961-1水性环氧树脂乳液，其带有的多环氧基团与固化剂带有的活泼氢之间反应，形成致密的涂层，有效的阻止了空气，化学品等介质滲透涂层，从而达到很好的耐盐雾性能，同时，改性石墨烯的引入，在涂层中相互叠加，形成多层阻隔膜，使涂层的耐盐雾性能更佳；硅烷偶联剂KH-560不仅对石墨烯起到改性的作用，KH-560还与水性环氧树脂同样带有环氧基团，进一步提升了涂层对基材的附着力，相比于采用其它的水性环氧树脂，本发明采用的水性环氧树脂与KH-56改性石墨烯组合使涂层具有更好的附着力、强度、耐盐雾和耐水性，涂层的综合性能得到明显的改善，有效延长其使用寿命；使用本发明的涂料配方，能以较低的成本生产高质量的涂料产品，适合于工业化大批量生产。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
以下实施例和对比例中，基材润湿剂为赢创化学的4100，防闪锈剂为上海盈水化工的H10，消泡剂a为赢创化学的822，增稠剂a为海明斯的299，流平剂为赢创化学的450；
增稠剂b为海明斯公司的LT，分散剂b为赢创化学的757W，消泡剂b为tego-810，钛白为杜邦公司的996，炭黑为德固萨的6号炭黑，防锈颜料a为江苏三合宏化工有限公司的C467S，防锈颜料b为江苏三合宏化工有限公司的A115，云母粉为上海昊弗化工有限公司的CJ-A4，沉淀硫酸钡为上海昊弗化工有限公司的HBS，水性环氧固化剂为亨斯迈公司的3986固化剂，助溶剂为陶氏化学的PM。
实施例1-6使用的水性环氧树脂为亨斯迈公司的3961-1水性环氧树脂乳液。
实施例1
一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其原料构成及其重量份组成如下：
A组分
B组分
水性环氧固化剂(3986) 16.6
助溶剂(PM) 1.4
去离子水 2
上述石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：
A组分制备方法，步骤如下：
石墨烯浆料制备方法，步骤如下：
(1)将石墨烯粉体分散在PM溶剂中，进行超声分散30min，在60摄氏度下，并配合机械搅拌反应2h；
(2)将硅烷偶联剂KH-560缓慢添加到上述反应液中，继续反应4h，得到混合反应液；
(3)将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物用无水乙醇及去离子水依次洗涤数次，烘干，充分研磨，得到KH-560改性石墨烯；
(4)将改性石墨烯、PM、BYK-190、去离子水按照一定比例混合，在800转/分钟的条件搅拌15分钟，得到石墨烯浆料；
水性色浆制备方法，步骤如下：
(1)将分散剂b、消泡剂b、去离子水加入到分散罐中，以1000转/分钟的条件搅拌15分钟；
(2)将转速调至500转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料a、防锈颜料b、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
(3)将转速调至2500转/分钟，搅拌3小时；
(4)测试水性色浆细度，细度合格(≤50um)后，将分散后的物料用200目滤布过滤分装；
(5)将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆、去离子水加入到分散罐中，以500转/分钟的条件搅拌15分钟；
(6)将转速调至1000转/分钟，缓慢将基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a、流平剂加入分散罐中，搅拌15分钟；
(7)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可；
B组分制备方法，步骤如下：
(1)将水性环氧固化剂、助溶剂、去离子水加入到分散罐中，以500转/分钟的条件搅拌20分钟；
(2)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可。
本实施例中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
实施例2
一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其原料构成及其重量份组成如下：
A组分
B组分
水性环氧固化剂(3986) 16.6
助溶剂(PM) 1.4
去离子水 2
上述适用于石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：
A组分制备方法，步骤如下：
石墨烯浆料制备方法，步骤如下：
(1)将石墨烯粉体分散在PM溶剂中，进行超声分散30min，在60摄氏度下，并配合机械搅拌反应2h；
(2)将硅烷偶联剂KH-560缓慢添加到上述反应液中，继续反应4h，得到混合反应液；
(3)将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物用无水乙醇及去离子水依次洗涤数次，烘干，充分研磨，得到KH-560改性石墨烯；
(4)将改性石墨烯、PM、BYK-190、去离子水按照一定比例混合，在1000转/分钟的条件搅拌10分钟，得到石墨烯浆料；
水性色浆制备方法，步骤如下：
(1)将分散剂b、消泡剂b、去离子水加入到分散罐中，以1200转/分钟的条件搅拌10分钟；
(2)将转速调至800转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料a、防锈颜料b、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
(3)将转速调至3000转/分钟，搅拌2小时；
(4)测试水性色浆细度，细度合格(≤50um)后，将分散后的物料用200目滤布过滤分装；
(5)将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌10分钟；
(6)将转速调至1500转/分钟，缓慢将基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a、流平剂加入分散罐中，搅拌15分钟；
(7)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可；
B组分制备方法，步骤如下：
(1)将水性环氧固化剂、助溶剂、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌20分钟；
(2)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可。
本发明中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
本发明中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
实施例3
一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其原料构成及其重量份组成如下：
A组分
B组分
水性环氧固化剂(3986) 16.6
助溶剂(PM) 1.4
去离子水 2
上述适用于石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：
A组分制备方法，步骤如下：
石墨烯浆料制备方法，步骤如下：
(1)将石墨烯粉体分散在PM溶剂中，进行超声分散30min，在60摄氏度下，并配合机械搅拌反应2h；
(2)将硅烷偶联剂KH-560缓慢添加到上述反应液中，继续反应4h，得到混合反应液；
(3)将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物用无水乙醇及去离子水依次洗涤数次，烘干，充分研磨，得到KH-560改性石墨烯；
(4)将改性石墨烯、PM、BYK-190、去离子水按照一定比例混合，在900转/分钟的条件搅拌13分钟，得到石墨烯浆料；
水性色浆制备方法，步骤如下：
(1)将分散剂b、消泡剂b、去离子水加入到分散罐中，以1100转/分钟的条件搅拌113分钟；
(2)将转速调至650转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料a、防锈颜料b、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
(3)将转速调至2800转/分钟，搅拌2.5小时；
(4)测试水性色浆细度，细度合格(≤50um)后，将分散后的物料用200目滤布过滤分装；
(5)将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆、去离子水加入到分散罐中，以650转/分钟的条件搅拌13分钟；
(6)将转速调至1000-1500转/分钟，缓慢将基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a、流平剂加入分散罐中，搅拌15分钟；
(7)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可；
B组分制备方法，步骤如下：
(1)将水性环氧固化剂、助溶剂、去离子水加入到分散罐中，以650转/分钟的条件搅拌25分钟；
(2)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可。
本发明中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
实施例4
一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其原料构成及其重量份组成如下：
A组分
B组分
水性环氧固化剂(3986) 16.6
助溶剂(PM) 1.4
去离子水 2
上述适用于石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：
A组分制备方法，步骤如下：
石墨烯浆料制备方法，步骤如下：
(1)将石墨烯粉体分散在PM溶剂中，进行超声分散30min，在60摄氏度下，并配合机械搅拌反应2h；
(2)将硅烷偶联剂KH-560缓慢添加到上述反应液中，继续反应4h，得到混合反应液；
(3)将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物用无水乙醇及去离子水依次洗涤数次，烘干，充分研磨，得到KH-560改性石墨烯；
(4)将改性石墨烯、PM、BYK-190、去离子水按照一定比例混合，在1000转/分钟的条件搅拌10分钟，得到石墨烯浆料；
水性色浆制备方法，步骤如下：
(1)将分散剂b、消泡剂b、去离子水加入到分散罐中，以1200转/分钟的条件搅拌10分钟；
(2)将转速调至800转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料a、防锈颜料b、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
(3)将转速调至2500转/分钟，搅拌3小时；
(4)测试水性色浆细度，细度合格(≤50um)后，将分散后的物料用200目滤布过滤分装；
(5)将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆、去离子水加入到分散罐中，以5000转/分钟的条件搅拌15分钟；
(6)将转速调至1000转/分钟，缓慢将基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a、流平剂加入分散罐中，搅拌15分钟；
(7)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可；
B组分制备方法，步骤如下：
(1)将水性环氧固化剂、助溶剂、去离子水加入到分散罐中，以500转/分钟的条件搅拌30分钟；
(2)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可。
本发明中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
实施例5
一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其原料构成及其重量份组成如下：
A组分
B组分
水性环氧固化剂(3986) 16.6
助溶剂(PM) 1.4
去离子水 2
上述适用于石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：
A组分制备方法，步骤如下：
石墨烯浆料制备方法，步骤如下：
(1)将石墨烯粉体分散在PM溶剂中，进行超声分散30min，在60摄氏度下，并配合机械搅拌反应2h；
(2)将硅烷偶联剂KH-560缓慢添加到上述反应液中，继续反应4h，得到混合反应液；
(3)将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物用无水乙醇及去离子水依次洗涤数次，烘干，充分研磨，得到KH-560改性石墨烯；
(4)将改性石墨烯、PM、BYK-190、去离子水按照一定比例混合，在800转/分钟的条件搅拌10分钟，得到石墨烯浆料；
水性色浆制备方法，步骤如下：
(1)将分散剂b、消泡剂b、去离子水加入到分散罐中，以-1200转/分钟的条件搅拌10分钟；
(2)将转速调至500转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料a、防锈颜料b、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
(3)将转速调至2500转/分钟，搅拌2小时；
(4)测试水性色浆细度，细度合格(≤50um)后，将分散后的物料用200目滤布过滤分装；
(5)将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆、去离子水加入到分散罐中，以500转/分钟的条件搅拌10分钟；
(6)将转速调至1000转/分钟，缓慢将基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a、流平剂加入分散罐中，搅拌15分钟；
(7)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可；
B组分制备方法，步骤如下：
(1)将水性环氧固化剂、助溶剂、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌20分钟；
(2)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可。
本发明中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
实施例6
一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其原料构成及其重量份组成如下：
A组分
B组分
水性环氧固化剂(3986) 16.6
助溶剂(PM) 1.4
去离子水 2
上述适用于石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：
A组分制备方法，步骤如下：
石墨烯浆料制备方法，步骤如下：
(1)将石墨烯粉体分散在PM溶剂中，进行超声分散30min，在60摄氏度下，并配合机械搅拌反应2h；
(2)将硅烷偶联剂KH-560缓慢添加到上述反应液中，继续反应4h，得到混合反应液；
(3)将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物用无水乙醇及去离子水依次洗涤数次，烘干，充分研磨，得到KH-560改性石墨烯；
(4)将改性石墨烯、PM、BYK-190、去离子水按照一定比例混合，在1000转/分钟的条件搅拌10分钟，得到石墨烯浆料；
水性色浆制备方法，步骤如下：
(1)将分散剂b、消泡剂b、去离子水加入到分散罐中，以1200转/分钟的条件搅拌10分钟；
(2)将转速调至500转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料a、防锈颜料b、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
(3)将转速调至2500转/分钟，搅拌3小时；
(4)测试水性色浆细度，细度合格(≤50um)后，将分散后的物料用200目滤布过滤分装；
(5)将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌10分钟；
(6)将转速调至1000转/分钟，缓慢将基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a、流平剂加入分散罐中，搅拌15分钟；
(7)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可；
B组分制备方法，步骤如下：
(1)将水性环氧固化剂、助溶剂、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌20分钟；
(2)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可。
本实施例中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
对比例1
一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其原料构成及其重量份组成如下：
A组分
B组分
水性环氧固化剂(3986) 16.6
助溶剂(PM) 1.4
去离子水 2
上述适用于石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：
A组分制备方法，步骤如下：
石墨烯浆料制备方法，步骤如下：
(1)将石墨烯粉体分散在PM溶剂中，进行超声分散30min，在60摄氏度下，并配合机械搅拌反应2h；
(2)将硅烷偶联剂KH-560缓慢添加到上述反应液中，继续反应4h，得到混合反应液；
(3)将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物用无水乙醇及去离子水依次洗涤数次，烘干，充分研磨，得到KH-560改性石墨烯；
(4)将改性石墨烯、PM、BYK-190、去离子水按照一定比例混合，在1000转/分钟的条件搅拌10分钟，得到石墨烯浆料；
水性色浆制备方法，步骤如下：
(1)将分散剂b、消泡剂b、去离子水加入到分散罐中，以1200转/分钟的条件搅拌10分钟；
(2)将转速调至500转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料a、防锈颜料b、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
(3)将转速调至2500转/分钟，搅拌3小时；
(4)测试水性色浆细度，细度合格(≤50um)后，将分散后的物料用200目滤布过滤分装；
(5)将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌10分钟；
(6)将转速调至1000转/分钟，缓慢将基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a、流平剂加入分散罐中，搅拌15分钟；
(7)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可；
B组分制备方法，步骤如下：
(1)将水性环氧固化剂、助溶剂、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌20分钟；
(2)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可。
本实施例中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
对比例2
一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其原料构成及其重量份组成如下：
A组分
B组分
水性环氧固化剂(3986) 16.6
助溶剂(PM) 1.4
去离子水 2
上述适用于石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：
A组分制备方法，步骤如下：
石墨烯浆料制备方法，步骤如下：
(1)将石墨烯粉体分散在PM溶剂中，进行超声分散30min，在60摄氏度下，并配合机械搅拌反应2h；
(2)将硅烷偶联剂KH-560缓慢添加到上述反应液中，继续反应4h，得到混合反应液；
(3)将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物用无水乙醇及去离子水依次洗涤数次，烘干，充分研磨，得到KH-560改性石墨烯；
(4)将改性石墨烯、PM、BYK-190、去离子水按照一定比例混合，在1000转/分钟的条件搅拌10分钟，得到石墨烯浆料；
水性色浆制备方法，步骤如下：
(1)将分散剂b、消泡剂b、去离子水加入到分散罐中，以1200转/分钟的条件搅拌10分钟；
(2)将转速调至500转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料a、防锈颜料b、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
(3)将转速调至2500转/分钟，搅拌3小时；
(4)测试水性色浆细度，细度合格(≤50um)后，将分散后的物料用200目滤布过滤分装；
(5)将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌10分钟；
(6)将转速调至1000转/分钟，缓慢将基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a、流平剂加入分散罐中，搅拌15分钟；
(7)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可；
B组分制备方法，步骤如下：
(1)将水性环氧固化剂、助溶剂、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌20分钟；
(2)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可。
本实施例中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
对比例3
一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其原料构成及其重量份组成如下：
A组分
B组分
水性环氧固化剂(3986) 16.6
助溶剂(PM) 1.4
去离子水 2
上述适用于石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：
A组分制备方法，步骤如下：
石墨烯浆料制备方法，步骤如下：
(1)将石墨烯粉体分散在PM溶剂中，进行超声分散30min，在60摄氏度下，并配合机械搅拌反应2h；
(2)将硅烷偶联剂KH-560缓慢添加到上述反应液中，继续反应4h，得到混合反应液；
(3)将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物用无水乙醇及去离子水依次洗涤数次，烘干，充分研磨，得到KH-560改性石墨烯；
(4)将改性石墨烯、PM、BYK-190、去离子水按照一定比例混合，在1000转/分钟的条件搅拌10分钟，得到石墨烯浆料；
水性色浆制备方法，步骤如下：
(1)将分散剂b、消泡剂b、去离子水加入到分散罐中，以1200转/分钟的条件搅拌10分钟；
(2)将转速调至500转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料a、防锈颜料b、云母粉、沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
(3)将转速调至2500转/分钟，搅拌3小时；
(4)测试水性色浆细度，细度合格(≤50um)后，将分散后的物料用200目滤布过滤分装；
(5)将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌10分钟；
(6)将转速调至1000转/分钟，缓慢将基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a、流平剂加入分散罐中，搅拌15分钟；
(7)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可；
B组分制备方法，步骤如下：
(1)将水性环氧固化剂、助溶剂、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌20分钟；
(2)将分散后的物料用200目滤布过滤包装即可。
本实施例中，将A组分与B组分按照5:1进行配比，搅拌均匀后获得一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料。
以下通过实验对实施例和对比例制备的石墨烯改性水性环氧防腐涂料的效果进行验证，在验证中，选用喷砂钢板进行喷涂，喷涂之后，流平10分钟，进入80℃烘箱烘烤30分钟，室温养护7天，之后进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，对比例1-3相较于实施例6使用了其它的水性环氧树脂，所得到的涂料产品的涂层附着力、强度、耐盐雾和耐水性等性能明显降低，证明在本发明提供的涂料体系中，特选的水性环氧树脂乳液与制备的改性石墨烯结合能大幅提高涂料的综合性能，使其具有更长的使用寿命和更广泛的使用场景，并且使用本发明的涂料配方，能以较低的成本生产出性能优异的涂料，特别适合工业化生产。
Claims (10)
1.一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，包括质量比为(3-5):1的A、B两组分，
其中，A组分按重量份组成如下：
水性环氧树脂30-45份，
石墨烯浆料1-2份，
水性色浆45-60份，
助剂0.5-3份，
水0.1-2份；
B组分按重量份组成如下：
水性环氧固化剂15-20份，
助溶剂1-3份，
水1-4份；
所述水性环氧树脂包括亨斯迈公司的3961-1水性环氧树脂乳液。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，所述水性环氧树脂包括亨斯迈公司的3961-1水性环氧树脂乳液。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，所述助剂包括基材润湿剂、防闪锈剂、消泡剂a、增稠剂a和流平剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，所述水性环氧固化剂包括亨斯迈公司的3986固化剂。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，所述助溶剂包括丙二醇甲醚。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯浆料的制备方法，包括如下步骤：
将石墨烯粉体分散在丙二醇甲醚溶剂中，进行超声分散15-30min，在60-80℃下搅拌2h，得到反应液；
将硅烷偶联剂添加到上述反应液中，继续反应2-4h，得到混合反应液；
将混合反应液进行旋蒸，旋蒸得到的产物经洗涤、烘干后充分研磨，得到改性石墨烯；
将改性石墨烯、丙二醇甲醚、分散剂a与水混合，以800-1000转/分钟搅拌10-15分钟，得到石墨烯浆料。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-560硅烷偶联剂。
8.根据权利要求1-5任一项所述的一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，所述水性色浆的制备方法，包括如下步骤：
将分散剂b、消泡剂b和水加入到分散罐中，以1000-1200转/分钟的条件搅拌10-15分钟；
将转速调至500-800转/分钟，缓慢将增稠剂b、钛白、炭黑、防锈颜料、云母粉和沉淀硫酸钡加入分散罐中，搅拌15分钟；
将转速调至2500-3000转/分钟，搅拌2-3小时；
测试水性色浆细度，细度≤50um后，将物料进行过滤得到水性色浆。
9.根据权利要求7所述的一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，所述水性色浆的制备方法中，各组分重量份如下：
增稠剂b 0.1-0.5份，
分散剂0.1-1份，
消泡剂b 0.1-0.5份，
钛白8-12份，
炭黑0.5-1份，
防锈颜料6-14份，
云母粉1-4份，
沉淀硫酸钡5-10份。
10.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性水性环氧防腐涂料，其特征在于，所述A组分的制备方法，包括如下步骤：
将水性环氧树脂、石墨烯浆料、水性色浆和水混合后以500-800转/分钟的条件搅拌10-15分钟；
将转速调至1000-1500转/分钟，加入助剂，搅拌12-18分钟，分散后的物料进行过滤，得到A组分；
所述B组分的制备方法，包括如下步骤：将水性环氧固化剂、助溶剂和水混合后，以500-800转/分钟的条件搅拌20-30分钟分散，将分散后的物料过滤，得到B组分。
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