一種納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于防腐蝕涂料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯的準(zhǔn)二維結(jié)構(gòu)有著獨特物理化學(xué)及生物等方面的性能，吸引了材料等各個領(lǐng)域科學(xué)家的關(guān)注，已被廣泛應(yīng)用于超級導(dǎo)電薄膜、傳感器、高性能電子器件和儲能材料等方面。
[0003]石墨烯在金屬材料的防腐領(lǐng)域也具有非常大的潛力。首先，石墨烯穩(wěn)定的sp2雜化結(jié)構(gòu)使其能在金屬與活性介質(zhì)間形成物理阻隔層，阻止氣體或液體分子的擴散滲透。Bunch等在研宄石墨烯制備微小密封“氣球”時發(fā)現(xiàn)石墨烯能有效阻礙氣體原子的通過；其次，石墨烯具有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，不論是在高溫(可高達(dá)1500°C)條件下還是在具有腐蝕或氧化性的氣體或液體環(huán)境中均能保持穩(wěn)定。由此使得石墨烯成為一種優(yōu)異的保護涂層材料。
[0004]石墨烯現(xiàn)已經(jīng)應(yīng)用到涂料防腐的某些方面:
“一種基于石墨烯的耐高溫防腐涂料及其制備方法”(CN 103589281 A)專利技術(shù)，該技術(shù)按質(zhì)量百分比由以下組分組成:環(huán)氧樹脂5-60%，聚苯硫醚樹脂3-30%，氨基樹脂3-30%，顏料1-10%，石墨烯1-20%，正丁醇3-50%，消泡劑0.1-0.3%，聚羥酸鈉鹽0.1-10%,鄰苯二甲酸二丁醋0.1-5%，膨潤土 0.5-1.0%，流平劑0.2-0.5%。制備方法包括以下步驟:(I)將石墨烯、環(huán)氧樹脂和聚苯硫醚樹脂加入到正丁醇中，超聲攪拌30-180分鐘；(2)將氨基樹月旨、顏料、消泡劑、鄰苯二甲酸二丁醋、流平劑按規(guī)定量加入研磨機中，研磨至細(xì)度小于30微米；(3)將步驟(I)和步驟(2)制得的物質(zhì)混合后攪拌10-120分鐘，加入膨潤土后繼續(xù)攪拌10-60分鐘，接著在研磨機中研磨10-120分鐘，過濾，得到基于石墨烯的耐高溫防腐涂料，再密封、包裝?？梢娖渲兄苽浞椒ǚ爆?，超生分散時間較長，且需要研磨和過濾等步驟。
[0005]“一種含石墨烯的海洋防腐抗污涂料及其制備方法”(CN 103589282 A)專利技術(shù)，該技術(shù)提到涂料涂覆后，需在室溫20~25°C晾置48h后，再在60 OC下烘烤2~3h，可見制備周期長且工藝復(fù)雜。
[0006]“一種石墨烯改性的氟樹脂涂料”(CN103740192 A)專利技術(shù)，該技術(shù)的涂料中提到第一添加劑為納米Al2O3、納米T12、納米ZnO、鈦酸鉀中的一種或幾種，第二添加劑為云母粉、膨潤土、貝殼粉與纖維素的組合物，第一添加劑與第二添加劑的質(zhì)量比為1: 1~30，效果雖好但其中的添加劑種類多使得成本提高。這些專利技術(shù)中雖然涉及石墨烯，但未就石墨烯的尺寸大小進行限定，且涂料配方復(fù)雜，涂料適用范圍較窄，如有的只適用于海洋環(huán)境，有的只適用于高溫環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種成本低和工藝簡單的基于納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料的制備方法，用該方法制備的納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料的防腐蝕效果好和適用范圍廣。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，所述防腐涂料的化學(xué)成分及其含量是:成膜劑為20~80wt%，溶劑為10~30wt%，納米石墨稀碎片為0.l~20wt%，顏料為l~10wt%，填料為l~10wt%，助劑為l~20wt%。
[0009]按所述防腐涂料的化學(xué)成分及其含量進行配料，然后超聲分散5~20min，即得納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料。
[0010]所述成膜劑為聚醚酰亞胺、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯、氟碳樹脂、醇酸樹脂和苯酚甲醛樹脂中的一種或兩種。
[0011]所述溶劑為氮甲基吡咯烷酮、水、正丁醇、丙酮、醋酸正丁酯、乙醇和乙酸丁酯中的一種或兩種。
[0012]所述納米石墨稀碎片的直徑< 200nm，厚度< 5 nm。
[0013]所述顏料為鈦白粉、甲苯胺紅、鉛鉻黃和孔雀石綠中的一種；所述顏料的粒徑
<48 μ m0
[0014]所述填料為鋁粉、玻璃鱗片、二氧化鈦粉和氧化鋅粉中的一種；所述填料的粒徑
<75 μ m0
[0015]所述助劑為鄰苯二甲酸二丁酯、BYK-306、二硫代氨基甲酸酯、磷酸三丁酯、乙二胺、DHI縮二脲和甲乙基酮肟中的一種或兩種。
[0016]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
1、工藝簡單、分散時間短。由于本發(fā)明采用的納米石墨烯尺寸小，即納米碎片的直徑(200nm，厚度< 5nm，超聲分散5~20min，故分散時間短且不需要過濾，制備方法簡單。
[0017]2、填充效果好。由于納米石墨稀尺寸小，納米碎片的直徑< 200nm，厚度< 5nm，一種填料就能起到好的填充效果，不僅不再需要其它填料物質(zhì)，還能降低生產(chǎn)成本。
[0018]3、本發(fā)明制備的納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料廣泛適用于海洋、陸地以及地下的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和日常生活環(huán)境中使用的鋼鐵，塑料，建筑表層等的腐蝕防護。
[0019]4、本發(fā)明制備的納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料具有其他一些納米材料所具有的物理、化學(xué)及生物特性。如具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外線的特性。
[0020]因此，本發(fā)明具有工藝簡單和成本低的特點，所制備的納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料的防腐蝕效果好和適用范圍廣。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合具體方式對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
[0022]為避免重復(fù)，本【具體實施方式】所涉及的有關(guān)技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述:
所述納米石墨稀碎片的直徑< 200nm，厚度< 5 nm ；
所述顏料的粒徑< 48 μπι ;
所述填料的粒徑< 75 μ m。
[0023]實施例1
一種納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料及其制備方法。所述防腐涂料的化學(xué)成分及其含量是:成膜劑為20~35wt%，溶劑為25~30wt%，納米石墨烯碎片為10~20wt%，顏料為7~10wt%，填料為 6~10wt%，助劑為 10~20wt%。
[0024]按所述涂料的化學(xué)成分及其含量進行配料，然后超聲分散5~10min，即得納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料。
[0025]本實施例中:所述成膜劑為聚醚酰亞胺；所述溶劑為氮甲基吡咯烷酮；所述顏料為鈦白粉；所述填料為鋁粉；所述助劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
[0026]實施例2
一種納米石墨稀碎片改性的防腐蝕涂料及其制備方法。除下述化學(xué)成分外，其余同實施例I。
[0027]本實施例中:所述成膜劑為聚氨酯；所述溶劑為水；所述顏料為甲苯胺紅；所述填料為玻璃鱗片；所述助劑為；BYK_306。
[0028]實施例3
一種納米石墨稀碎片改性的防腐蝕涂料及其制備方法。除下述化學(xué)成分外，其余同實施例I。
[0029]本實施例中:所述成膜劑為環(huán)氧樹脂和苯酚甲醛樹脂的混合物；所述溶劑為正丁醇和乙酸丁酯的混合物；所述顏料為鉛鉻黃；所述填料為二氧化鈦粉；所述助劑為二硫代氨基甲酸酯和甲乙基酮肟的混合物。
[0030]實施例4
一種納米石墨稀碎片改性的防腐蝕涂料及其制備方法。除下述化學(xué)成分外，其余同實施例I。
[0031]本實施例中:所述成膜劑為丙烯酸酯和苯酚甲醛樹脂的混合物；所述溶劑為丙酮和乙酸丁酯的混合物；所述顏料為孔雀石綠；所述填料為氧化鋅粉；所述助劑為磷酸三丁酯和甲乙基酮肟的混合物。
[0032]實施例5
一種納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料及其制備方法。所述防腐涂料的化學(xué)成分及其含量是:成膜劑為35~50wt%，溶劑為20~25wt%，納米石墨烯碎片為5~15wt%，顏料為5~8wt%,填料為 5~8wt%，助劑為 9~18wt%。
[0033]按所述涂料的化學(xué)成分及其含量進行配料，然后超聲分散8~13min，即得納米石墨烯碎片改性的防腐蝕涂料。
[0034]本實施例中:所述成膜劑為環(huán)氧樹脂；所述溶劑為正丁醇；所述顏料為鈦白粉；所述填料為鋁粉；所述助劑為二硫代氨基甲酸酯。
[0035]實施例6
一種納米石墨稀碎片改性的防腐蝕涂料及其制備方法。除下述化學(xué)成分外，