CN107266999A - 一种水性石墨烯防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工涂料领域，尤其涉及一种水性石墨烯防腐涂料及其制备方法，按照重量份数，由以下组份组成：聚合物水性树脂、润湿分散剂、消泡剂、PH调节剂、石墨烯填料浆、颜料浆、流平剂、增稠剂、去离子水、固化剂、附着力促进剂。本发明所提供的水性石墨烯防腐涂料以水为稀释剂，不含有机溶剂，无刺激性气味，不污染环境，对人体无害。并且石墨烯的加入提高了整个漆面的耐磨性、硬度和防腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明属于化工涂料领域，尤其涉及一种水性石墨烯防腐涂料及其制备方法。
背景技术
随着涂料工业和涂装工艺向低污染化发展，水性涂料正在日益兴起。水性涂料的使用减少了有机溶剂对环境的污染，保障了操作人员的身体健康，其安全、环保的生产和运输方法受到了广泛青睐。但是目前市售的水性防腐涂料其在防腐蚀性能上很难与溶剂型涂料抗衡，耐水性差、耐盐雾时间不足溶剂型涂料的一半，这就大大限制了水性涂料的发展。
发明内容
本发明针对上述的问题，提出一种水性石墨烯防腐涂料。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种水性石墨烯防腐涂料其特征在于，按照重量份数包括以下成分：
所述A组分与B组分的重量份数比例为A：B＝(4-6)：1。
作为优选，所述聚合物水性树脂为水性聚乙烯乙酸树脂、丙烯酸改性水性树脂、水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚酯树脂中的任意一种或两种。
作为优选，所述润湿分散剂为聚氧化乙烯脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚氧化乙烯琥珀酸酯中的任意一种物质。
作为优选，所述消泡剂为矿物碳氢化合物类消泡剂和/或非离子型烷基共聚物消泡剂。
作为优选，所述PH调节剂为二甲基乙醇胺、氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种。
作为优选，所述石墨烯填料浆为钛白粉、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、超细方解石粉、硫酸钡、云母粉、三聚磷酸铝、磷酸锌中的至少一种物质加入片状石墨烯粉末和润湿分散等助剂与去离子水分散搅拌而成的浆状物质。
作为优选，所述颜料浆为铁红、铁黄、铁黑、红丹、锌黄、炭黑等中的一种或几种复配，加入润湿分散等助剂与去离子水分散搅拌而成的浆状物质。
作为优选，所述流平剂为硅氧烷类、改性有机硅氧烷类、改性丙烯酸酯类中的任意一种。
作为优选，所述增稠剂为碱溶胀增稠剂、聚氨酯增稠剂中的一种。
作为优选，所述的固化剂为水性异氰酸酯固化剂。
作为优选，所述附着力促进剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷等硅烷类偶联剂。
本发明还提供一种水性石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚合物水性树脂、石墨烯填料浆、颜料浆加入混合釜中搅拌至混合均匀，得到混合物a；
(2)依次向步骤(1)中的混合物a中加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂，继续搅拌至混合均匀，得到混合物b；
(3)缓慢向步骤(2)中的混合物b中加入去离子水、PH调节剂和增稠剂，并搅拌均匀，120目丝网过滤，得到水性石墨烯防腐涂料涂料A组分成品c；
(4)将固化剂和附着力促进剂加入混合釜中搅拌至混合均匀，120目丝网过滤，得到水性石墨烯防腐涂料涂料B组分d。
作为优选，所述(1)步骤中，搅拌时间为40-50min，搅拌转速为600-800转/min。
作为优选，所述(2)步骤中，搅拌时间为20-30min，搅拌转速为600-800转/min。
作为优选，所述(3)步骤中，搅拌时间为30-40min，搅拌转速为600-800转/min，pH控制在7.5-8.5之间。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明根据需求选择不同的聚合物水性树脂进行复配，可以提高漆膜的耐磨、耐冲击、耐水、耐盐雾等性能。采用双组份设计，提高了树脂的交联程度，增加了漆膜的固化效果。同时，石墨烯具有优异的热、电学、力学性能，以及屏蔽性能，其二维片状结构和大的比表面积，在涂膜中可以平行于金属基底排列，能够有效的阻止腐蚀因子的渗入，漆料中添加的石墨烯成份提高了漆膜的冲击性能和防腐蚀性能。此外，该防腐涂料为水性涂料，可以直接兑水施工，避免了含碳有机溶剂的使用，不但减少了对环境的污染，而且大量的节约了资源。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，一种水性石墨烯防腐涂料，以重量份计包括以下物质：A组分：水性丙烯酸树脂40份，水性聚酯树脂5份，聚氧化乙烯烷基苯基醚(润湿分散剂)0.2份，DREWPLUSL-1311(消泡剂)0.2份，AMP-95#(PH调节剂)0.3份，石墨烯填料浆30份，颜料浆8份，二甲基硅氧烷(流平剂)0.3份，聚氨酯增稠剂0.5份，去离子水15.5份；B组分：甲苯二异氰酸酯(固化剂)70份，硅烷偶联剂S-401(附着力促进剂)30份。其中，A:B＝6:1。
制备过程为：(1)将聚合物水性树脂、石墨烯填料浆、颜料浆加入混合釜中在700转/分的搅拌速度下搅拌45分钟，待混合物混合均匀后得到混合物；然后向混合物中依次加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂，然后调节转速至800转/分，搅拌20分钟。得到均匀的混合物；待所有物质混合均匀后，再依次加入去离子水、PH调节剂和增稠剂在混合釜中，600转/分的搅拌速度下搅拌35分钟至均匀，用PH调节剂对混合物的PH进行适当调节，控制混合物pH在7.5-8.5之间，用120目丝网过滤，最终得到水性石墨烯防腐涂料A组分成品。(2)将固化剂和附着力促进剂加入混合釜中在700转/分的搅拌速度下搅拌40分钟，用120目丝网过滤，最终得到水性石墨烯防腐涂料B组分成品。
实施例2
一种水性石墨烯防腐涂料，以重量份计包括以下物质：A组分：水性醇酸树脂30份，水性聚氨酯树脂20份，聚氧化乙烯琥珀酸酯(润湿分散剂)0.2份，DREWPLUS L-1311(消泡剂)0.2份，氨水(PH调节剂)0.2份，石墨烯填料浆40份，颜料浆5份，烷基改性有机硅氧烷(流平剂)0.5份，聚氨酯增稠剂0.3份，去离子水3.6份；B组分：甲苯二异氰酸酯(固化剂)60份，乙烯基硅烷偶联剂(附着力促进剂)40份。其中，A:B＝5:1。
制备过程为：(1)将聚合物水性树脂、石墨烯填料浆、颜料浆加入混合釜中在600转/分的搅拌速度下搅拌40分钟，待混合物混合均匀后得到混合物；然后向混合物中依次加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂，然后调节转速至700转/分，搅拌30分钟。得到均匀的混合物；待所有物质混合均匀后，再依次加入去离子水、PH调节剂和增稠剂至混合釜中，600转/分的搅拌速度下搅拌35分钟至混合均匀，用PH调节剂对混合物的PH进行适当调节，控制混合物pH在7.5-8.5之间，用120目丝网过滤，最终得到水性石墨烯防腐涂料A组分成品。(2)将固化剂和附着力促进剂加入混合釜中在600转/分的搅拌速度下搅拌30分钟，用120目丝网过滤，最终得到水性石墨烯防腐涂料B组分成品。
实施例3
一种水性石墨烯防腐涂料，以重量份计包括以下物质：A组分：水性聚酯树脂45份，聚氧化乙烯脂肪酸酯(润湿分散剂)0.3份，矿物油类消泡剂0.2份，DMAE(PH调节剂)0.3份，石墨烯填料浆40份，颜料浆10份，改性丙烯酸酯类流平剂0.5份，碱溶涨增稠剂0.3份，去离子水3.4份；B组分：甲苯二异氰酸酯(固化剂)80份，硅烷偶联剂S-401(附着力促进剂)20份。其中，A:B＝4:1。
制备过程为：(1)将聚合物水性树脂、石墨烯填料浆、颜料浆加入混合釜中在600转/分的搅拌速度下搅拌50分钟，待混合物混合均匀后得到混合物；然后向混合物中依次加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂，然后调节转速至700转/分，搅拌30分钟。得到均匀的混合物；待所有物质混合均匀后，再依次加入去离子水、PH调节剂和增稠剂，在混合釜中以800转/分的搅拌速度下搅拌35分钟并至均匀，用PH调节剂对混合物的PH进行适当调节，控制混合物pH在7.5-8.5之间，用120目丝网过滤，最终得到水性石墨烯防腐涂料A组分成品。(2)将固化剂和附着力促进剂加入混合釜中在700转/分的搅拌速度下搅拌30分钟，用120目丝网过滤，最终得到水性石墨烯防腐涂料B组分成品。
表1传统溶剂型防腐涂料、普通水性防腐涂料与水性石墨烯防腐涂料性能检测：
通过表1的传统溶剂型防腐涂料、普通水性防腐涂料与水性石墨烯防腐涂料性能检测结果相比较可知，在水性防腐涂料中添加可以有效分散的石墨烯成份，可以使漆膜的耐磨能力和硬度等物理性能得以显著提升，同时促进了漆膜的附着力。在化学性能方面，水性石墨烯防腐涂料由于石墨烯的屏蔽作用，有效的减缓了漆膜的腐蚀速度。同时，各性能指标完全可以与传统溶剂型涂料相媲美。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种水性石墨烯防腐涂料，其特征在于，按照重量份数包括以下成分：
A组分：
B组分：
固化剂 60-80份，
附着力促进剂 20-40份；
所述A组分与B组分的重量份数比例为A：B＝(4-6)：1。
2.根据权利要求1所述一种水性石墨烯防腐涂料，其特征在于：所述聚合物水性树脂为水性聚乙烯乙酸树脂、丙烯酸改性水性树脂、水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚酯树脂中的任意一种或两种；所述润湿分散剂为聚氧化乙烯脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚氧化乙烯琥珀酸酯中的任意一种物质；所述消泡剂为矿物碳氢化合物类消泡剂和/或非离子型烷基共聚物消泡剂；所述PH调节剂为二甲基乙醇胺、氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种；所述石墨烯填料浆为钛白粉、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、超细方解石粉、硫酸钡、云母粉、三聚磷酸铝、磷酸锌中的至少一种物质加入片状石墨烯粉末和润湿分散等助剂与去离子水分散搅拌而成的浆状物质；所述颜料浆为铁红、铁黄、铁黑、红丹、锌黄、炭黑等中的一种或几种复配，加入润湿分散等助剂与去离子水分散搅拌而成的浆状物质；所述流平剂为硅氧烷类、改性有机硅氧烷类、改性丙烯酸酯类中的任意一种；所述增稠剂为碱溶胀增稠剂、聚氨酯增稠剂中的一种；所述的固化剂为水性异氰酸酯固化剂；所述附着力促进剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷等硅烷类偶联剂。
3.一种水性石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚合物水性树脂、石墨烯填料浆、颜料浆加入混合釜中搅拌至混合均匀，得到混合物a；
(2)依次向步骤(1)中的混合物a中加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂，继续搅拌至混合均匀，得到混合物b；
(3)缓慢向步骤(2)中的混合物b中加入去离子水、PH调节剂和增稠剂，并搅拌均匀，120目丝网过滤，得到水性石墨烯防腐涂料涂料A组分成品c；
(4)将固化剂和附着力促进剂加入混合釜中搅拌至混合均匀，120目丝网过滤，得到水性石墨烯防腐涂料涂料B组分d。
4.根据权利要求4所述一种水性石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述(1)步骤中，搅拌时间为40-50min，搅拌转速为600-800转/min。
5.根据权利要求4所述一种水性石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述(2)步骤中，搅拌时间为20-30min，搅拌转速为600-800转/min。
6.根据权利要求4所述一种水性石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述(3)步骤中，搅拌时间为30-40min，搅拌转速为600-800转/min，pH控制在7.5-8.5之间。
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