1.本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种石墨烯防腐涂料及其制备方法。


背景技术：

2.防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。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。现有的防腐涂料，防腐性能较差，使用寿命较短，涂料附着力较低，适用的温度范围较窄。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种石墨烯防腐涂料，此涂料应用到需要进行防腐的物体表面，能够提高防腐性能，提高使用寿命，加强涂料对物体表面的附着力，适用于较宽的温度范围，本发明还提供一种其制备方法。
4.本发明提供一种石墨烯防腐涂料，包括甲部分和乙部分按照重量份数混合的原料：
5.甲部分：环氧树脂70
‑
80份、石墨烯粉体10
‑
15份、固化剂15
‑
20份、去离子水20
‑
22份、润湿剂5
‑
7份、消泡剂10
‑
13份、硅烷偶联剂0.5
‑
1份、成膜剂10
‑
20份、乙二醇20
‑
30份、含氟丙烯酸酯10
‑
15份、增塑剂2
‑
3份、n
‑
甲基吡咯烷酮10
‑
15份；
6.乙部分：锌粉，所述甲部分与所述乙部分的重量比为1：5
‑
1：6。
7.优选地，包括甲部分和乙部分按照重量份数混合的原料：
8.甲组份：环氧树脂75份、石墨烯粉体13份、固化剂17份、去离子水21份、润湿剂6份、消泡剂12份、硅烷偶联剂1份、成膜剂15份、乙二醇25份、含氟丙烯酸酯13份、增塑剂2.5份、n
‑
甲基吡咯烷酮12份；
9.乙部分：锌粉，所述甲部分与所述乙部分的重量比为1：5.5。
10.优选地，所述环氧树脂为聚硅烷改性双酚a型环氧树脂。
11.优选地，所述锌粉的粒径为10
‑
20μm。
12.本发明所述石墨烯防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
13.(1)将环氧树脂、固化剂、去离子水、润湿剂、消泡剂、硅烷偶联剂、成膜剂、乙二醇、含氟丙烯酸酯和增塑剂放在容器中调和在一起，搅拌均匀；
14.(2)在另一容器中加入石墨烯粉体和n
‑
甲基吡咯烷酮，搅拌均匀，然后将石墨烯粉体和n
‑
甲基吡咯烷酮的混合物倒入步骤(1)所述的容器中，然后进行搅拌，再进行超声波分散，得到涂料的甲部分；
15.(3)采用锌粉作为涂料的乙部分，按照甲部分和乙部分重量比为1：5
‑
1：6的比例将锌粉加入步骤(2)得到的涂料的甲部分中，搅拌均匀，进行过滤，得到所述石墨烯防腐涂料。
16.优选地，步骤(1)中所述搅拌的速度为800
‑
1000r/min，所述搅拌的时间为40
‑
50min。
17.优选地，步骤(2)中所述搅拌的速度为1500
‑
1800r/min，所述搅拌的时间为50
‑
70min。
18.优选地，步骤(2)中所述超声波分散的时间为30
‑
40min。
19.优选地，步骤(3)中所述搅拌的速度为1000
‑
1500r/min，所述搅拌的时间为45
‑
55min。
20.优选地，在步骤(1)
‑
(3)中搅拌的同时进行水浴加热，所述加热的温度为50
‑
60℃。
21.本发明的有益效果：
22.石墨烯具有片层结构，可以在涂料中层层叠加，形成一种致密的物理隔绝层，防止扩散渗透的进行，有很好的物理屏蔽作用，从而对涂抹材料的表面起到防腐蚀功能，另外石墨烯可以在高温和腐蚀性环境下保持稳定，具有良好的热稳定性和化学稳定性，保证了涂料在易腐蚀环境下仍具有较高的防腐性能，石墨烯可与锌粉协同作用，大大提高涂膜的阴极保护作用进而提高石墨烯防腐涂料的防护年限，提高了使用寿命，石墨烯与树脂的聚合，将原有线装树脂分子链交联成为互穿网络状，也能提高树脂的附着力，并能增加成膜后的密度，对防腐效果有增强作用。
具体实施方式
23.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明所用原料均为市售常规原料：
27.双酚a型环氧树脂：hexion瀚森epikote 828；
28.石墨烯粉体：上海凯射丰公司生产；
29.固化剂：泽盛化工生产，型号t31；
30.润湿剂：海明斯德谦disponer 9250；
31.消泡剂：佛山千佑化工有限公司生产，型号akn
‑
3386；
32.硅烷偶联剂采用n
‑
氨乙基
‑3‑
氨丙基三乙氧基硅烷，拉那白公司生产，型号101；
33.成膜剂：普莱华公司生产，型号oe
‑
300；
34.含氟丙烯酸酯：上海高鸣公司生产，型号1622；
35.增塑剂采用邻苯二甲酸二辛酯，中航化工生产；
36.n
‑
甲基吡咯烷酮：中和盛泰生产。
37.实施例1
38.一种石墨烯防腐涂料，包括甲部分和乙部分按照重量份数混合的原料：
39.甲组份：环氧树脂75份、石墨烯粉体13份、固化剂17份、去离子水21份、润湿剂6份、消泡剂12份、硅烷偶联剂1份、成膜剂15份、乙二醇25份、含氟丙烯酸酯13份、增塑剂2.5份、n
‑
甲基吡咯烷酮12份；
40.乙部分：粒径为10μm的锌粉，所述甲部分与所述乙部分的重量比为1：5.5。
41.一种石墨烯防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
42.(1)将上述重量份数的环氧树脂、固化剂、去离子水、润湿剂、消泡剂、硅烷偶联剂、成膜剂、乙二醇、含氟丙烯酸酯和增塑剂放在容器中调和在一起，进行搅拌，搅拌的同时进行水浴加热，加热的温度为55℃，以900r/min搅拌的速度搅拌45min，搅拌均匀；
43.(2)在另一容器中加入上述重量份数的石墨烯粉体和n
‑
甲基吡咯烷酮，进行超声波分散，超声持续35min，然后将石墨烯粉体和n
‑
甲基吡咯烷酮的混合物倒入步骤(1)所述的容器中，然后进行搅拌，搅拌的同时进行水浴加热，加热的温度为55℃，以1600r/min的速度搅拌60min，得到涂料的甲部分；
44.(3)采用锌粉作为涂料的乙部分，按照甲部分和乙部分重量比为1：5.5的比例将锌粉加入步骤(2)得到的涂料的甲部分中，以1300r/min的速度搅拌50min搅拌均匀，搅拌的同时进行水浴加热，加热的温度为55℃，然后进行过滤，得到所述石墨烯防腐涂料。
45.实施例2
46.包括甲部分和乙部分按照重量份数混合的原料：
47.甲部分：环氧树脂70份、石墨烯粉体10份、固化剂15份、去离子水20份、润湿剂5份、消泡剂10份、硅烷偶联剂0.5份、成膜剂10份、乙二醇20份、含氟丙烯酸酯10份、增塑剂2份、n
‑
甲基吡咯烷酮10份；
48.乙部分：粒径为20μm的锌粉，所述甲部分与所述乙部分的重量比为1：5。
49.一种石墨烯防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
50.(1)将上述重量份数的环氧树脂、固化剂、去离子水、润湿剂、消泡剂、硅烷偶联剂、成膜剂、乙二醇、含氟丙烯酸酯和增塑剂放在容器中调和在一起，进行搅拌，搅拌的同时进行水浴加热，加热的温度为50℃，以800r/min搅拌的速度搅拌40min，搅拌均匀；
51.(2)在另一容器中加入上述重量份数的石墨烯粉体和n
‑
甲基吡咯烷酮，进行超声波分散，超声持续30min，然后将石墨烯粉体和n
‑
甲基吡咯烷酮的混合物倒入步骤(1)所述的容器中，然后进行搅拌，以1500r/min的速度搅拌50min，搅拌的同时进行水浴加热，加热的温度为50℃，得到涂料的甲部分；
52.(3)采用锌粉作为涂料的乙部分，按照甲部分和乙部分重量比为1：5的比例将锌粉加入步骤(2)得到的涂料的甲部分中，以1000r/min的速度搅拌45min搅拌均匀，搅拌的同时进行水浴加热，加热的温度为50℃，然后进行过滤，得到所述石墨烯防腐涂料。
53.实施例3
54.包括甲部分和乙部分按照重量份数混合的原料：
55.甲部分：环氧树脂80份、石墨烯粉体15份、固化剂20份、去离子水22份、润湿剂7份、消泡剂13份、硅烷偶联剂1份、成膜剂20份、乙二醇30份、含氟丙烯酸酯15份、增塑剂3份、n
‑
甲基吡咯烷酮15份；
56.乙部分：粒径为15μm的锌粉，所述甲部分与所述乙部分的重量比为1：6。
57.一种石墨烯防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
58.(1)将上述重量份数的环氧树脂、固化剂、去离子水、润湿剂、消泡剂、硅烷偶联剂、成膜剂、乙二醇、含氟丙烯酸酯和增塑剂放在容器中调和在一起，进行搅拌，搅拌的同时进行水浴加热，加热的温度为60℃，以1000r/min搅拌的速度搅拌50min，搅拌均匀；
59.(2)在另一容器中加入上述重量份数的石墨烯粉体和n
‑
甲基吡咯烷酮，进行超声波分散，超声持续40min，然后将石墨烯粉体和n
‑
甲基吡咯烷酮的混合物倒入步骤(1)所述的容器中，然后进行搅拌，以1800r/min的速度搅拌70min，搅拌的同时进行水浴加热，加热的温度为60℃，得到涂料的甲部分；
60.(3)采用锌粉作为涂料的乙部分，按照甲部分和乙部分重量比为1：6的比例将锌粉加入步骤(2)得到的涂料的甲部分中，以1500r/min的速度搅拌55min搅拌均匀，搅拌的同时进行水浴加热，加热的温度为60℃，然后进行过滤，得到所述石墨烯防腐涂料。
61.将实施例1
‑
3制备的石墨烯防腐涂料，进行防腐性能测试：
62.耐交变温度：
‑
4℃至室温然后至65℃为一个周期，40个周期；
63.耐热盐水性：放入4％的nacl溶液中，温度为45℃，持续7个月；
64.耐酸性：放入6％的hcl溶液中，持续25天；
65.耐碱性：放入6％的naoh溶液中，持续7个月；
66.耐阴极剥离性：开孔处外围剥离半径≤7.5mm；
67.耐热性：250℃持续1200小时或700℃持续100小时；
68.耐低温性：
‑
60℃持续30小时；
69.耐高温腐蚀循环：480℃
×
6h～中性盐雾23h～湿热27h，为一个周期，共13个周期；
70.耐盐雾性：采用gbt1771
‑
2007；
71.耐冲击性：采用gb/t1732
‑
93；
72.附着力：采用拉开法。
73.实施例1
‑
3的测试结果见下表：
74.[0075][0076]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。