CN116426195A - 一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料，属于防腐涂料技术领域。该石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料由A组分和B组分两部分组成，其中A组分包括：低粘度环氧树脂25~35 wt%、环氧活性稀释剂5~10 wt%、石墨烯纳米片0.5~2 wt%、颜填料50~60 wt%、助剂0.5~3 wt%；B组分为酚醛胺固化剂；A组分和B组分的质量比为(5~10)：1。本发明所制备的重防腐涂料配方简单，原料易得，成本低廉；不添加挥发性有机溶剂，可在低温及潮湿环境下固化；通过石墨烯纳米片的加入，有效改善了漆膜的机械性能、防腐性能，极适合用于工业重防腐涂料底漆、中涂，产品性价比高，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，具体涉及一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料。
背景技术
金属腐蚀给国民经济造成了巨大损失，据统计，由腐蚀引起的经济损失在各国每年的GDP中平均超过3%(中国约达5%)，我国每年有10%～20%的金属因金属腐蚀而损失，因此金属防腐问题日益重要。涂料防护因原材料成本低、涂装方便、防腐效果显著等优点成为主要的金属防腐方式。
当前，我国经济社会正处在全面绿色转型阶段；在“双碳”政策的影响下，涂料产品由传统的溶剂型涂料慢慢转向低VOC含量的环保型涂料。无溶剂环氧涂料在生产过程和使用过程中几乎没有任何VOC排放，是一种环保型环氧涂料；无溶剂环氧涂料在固化过程中，环氧树脂直接与固化剂反应，形成更加致密的固化膜，其防腐性能亦优于传统的溶剂型涂料，适用于对防腐性能要求较高的重防腐涂料。
无溶剂环氧涂料一般选用低粘度环氧树脂分散颜填料，但其环氧值大，交联密度高，内聚力高，形成的固化膜脆性较大，涂层的柔韧性、抗冲击性、附着力等机械性能较差；此外颜填料的大量加入亦增加了涂层的孔隙率，降低了涂料的耐腐蚀性能；现有的无溶剂环氧涂料增韧手段有：
加入腰果酚改性环氧活性稀释剂，但其制备过程复杂，成本远高于AGE；/>
加入大量非活性稀释剂如苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯、聚硫橡胶、丁腈橡胶、液体石油树脂等，但前二者具有毒性且有VOC排放，后三者成本亦远高于AGE；/>
以聚酰胺类物质为主要固化剂，但此类固化剂粘度高，不利于颜填料的分散，与环氧树脂配比用量高。
石墨烯材料因其优异的机械性能、完美的阻水和阻氧性能、离子不渗透性和化学稳定性逐渐得到认可和利用，被认为是可以提高涂层防腐性能的关键。其加入无溶剂环氧涂料中可同时改善无溶剂环氧涂料的机械性能、防腐性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种机械性能、防腐性能皆优的石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料。
一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料配方，包括A、B两组分，其特征在于，A组分包括：低粘度环氧树脂25~35 wt%、环氧活性稀释剂5~10 wt%、石墨烯纳米片0.5~2 wt%、颜填料50~60 wt%、助剂0.5~3 wt%；B组分为酚醛胺固化剂；A组分和B组分的质量比为(5~10)：1。
进一步，在所述A组分中，低粘度环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51。
进一步，在所述A组分中，环氧活性稀释剂为AGE。
进一步，在所述A组分中，石墨烯纳米片片径为5~50um，厚度为3~6nm的灰黑色粘稠膏状物质。
进一步，在所述A组分中，颜填料包括重晶石粉、绢云母粉、硅微粉、钛白粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、磷铁粉、有机膨润土的一种或几种。
进一步，在所述A组分中，所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂。
进一步，在所述助剂中，分散剂为含颜料亲和基团共聚物溶液；消泡剂为有机氟改性聚合物消泡剂；流平剂为聚丙烯酸酯溶液。
进一步，在所述B组分中，所述固化剂为T31酚醛胺固化剂。
进一步，所述一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料的制备方法如下：
第一步：将双酚A型环氧树脂E51和AGE按配方量加入物料桶中，用分散盘在500r/min速度下用高速分散机搅拌均匀；加入助剂后在1000r/min速度下依次加入石墨烯纳米片、绢云母粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、硅微粉、钛白粉、重晶石粉、磷铁粉，待体系混匀后以4000r/min的速度分散1h；换砂磨盘，加入锆珠研磨1h，200目过滤后的涂料A组分。
第二步：将B组分T31酚醛胺固化剂按配方量加入A组分中，低速搅拌5min，即可得到石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料。
本发明一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料配方简单，除助剂外的原材料均为国产大宗商品，具备一定的成本优势；不添加挥发性有机溶剂，可在低温及潮湿环境下固化，施工安全、简便；通过石墨烯纳米片的加入，有效改善了无溶剂环氧涂料机械性能差的技术缺陷，同时进一步增强了涂料防腐性能；该涂料机械性能佳，耐中性盐雾及耐介质性突出，极适合用于工业重防腐涂料底漆、中涂，产品性价比高，应用前景广阔。
具体实施方式
下面通过结合具体实施例、对比例对本发明作进一步详述。
实施例：
将1000g双酚A型环氧树脂E51和300g AGE加入物料桶中，用分散盘在500r/min速度下用高速分散机搅拌均匀；加入分散剂15g、消泡剂15g、流平剂15g后在1000r/min速度下依次加入47g石墨烯纳米片、370g绢云母粉、130g三聚磷酸铝、130g磷酸锌、210g硅微粉、160g钛白粉、420g重晶石粉、120g磷铁粉、6.2g有机膨润土，待体系混匀后以3000r/min的速度分散1h；换砂磨盘，加入锆珠研磨1h，200目过滤后的涂料A组分。将250g T31酚醛胺固化剂按加入A组分中，低速搅拌5min，即可得到石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料。
对比例：
将1000g双酚A型环氧树脂E51和300g AGE加入物料桶中，用分散盘在500r/min速度下用高速分散机搅拌均匀；加入分散剂15g、消泡剂15g、流平剂15g后在1000r/min速度下依次加入370g绢云母粉、130g三聚磷酸铝、130g磷酸锌、210g硅微粉、160g钛白粉、420g重晶石粉、120g磷铁粉、6.2g有机膨润土，待体系混匀后以3000r/min的速度分散1h；换砂磨盘，加入锆珠研磨1h，200目过滤后的涂料A组分。将250g T31酚醛胺固化剂按加入A组分中，低速搅拌5min，即可得到无溶剂环氧重防腐涂料。
对实施例、对比例所制备涂料进行性能检测，结果如下表所示：
| 项目 | 实施例 | 对比例 | 实验方法 |
| 涂膜外观 | 平整光滑 | 平整光滑 | 目测 |
| 光泽度 | 平光 | 平光 | 目测 |
| 厚度/um | 65±5 | 65±5 | GB/T 13452.2-2008 |
| 不挥发物含量/% | 99.5 | 99.5 | GB/T1725-2007 |
| 表干时间/h | 2 | 2 | GB/T1725-89 |
| 实干时间/h | 24 | 24 | GB/T1725-89 |
| 柔韧性/mm | ≤1 | 3 | GB/T 1731-1993 |
| 耐冲击性/cm | ≥50 | 30 | GB/T 1732-1993 |
| 附着力/级 | 0 | 3 | GB/T 9286-1998 |
| 耐盐雾/h | ≥1000 | 500 | GB/T 9286-1998 |
| 耐水性/240h | 无起泡、裂痕、剥落、粉化 | 无起泡、裂痕、剥落、粉化 | GB/T 1733-1993 |
| 耐酸性/24h | 无起泡、裂痕、剥落、粉化 | 无起泡、裂痕、剥落、粉化 | GB/T 9274-1988 |
| 耐碱性/168h | 无起泡、裂痕、剥落、粉化 | 无起泡、裂痕、剥落、粉化 | GB/T 9274-1988 |
通过实施例与对比例性能指标对比，证明本发明大大提升了无溶剂环氧涂料的机械性能，同时进一步提升了涂料的防腐性能。
Claims (7)
1.一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料，包括A、B两组分，其特征在于，A组分包括：低粘度环氧树脂25~35 wt%、环氧活性稀释剂5~10 wt%、石墨烯纳米片0.5~2 wt%、颜填料50~60wt%、助剂0.5~3 wt%；B组分为酚醛胺固化剂；A组分和B组分的质量比为(5~10)：1。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于：所述低粘度环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于：所述环氧活性稀释剂为C12~14烷基缩水甘油醚(AGE)。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于：所述石墨烯纳米片片径为5~50um，厚度为3~6nm的灰黑色粘稠膏状物质。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于：所述颜填料包括重晶石粉、绢云母粉、硅微粉、钛白粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、磷铁粉、有机膨润土的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于：所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于：所述固化剂为T31酚醛胺固化剂。
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