本发明涉及一种防腐涂料，尤其涉及一种石墨烯与超导元素、稀土元素制成的防腐纳米涂料、制备方法及应用。
背景技术：
海洋防腐和防护是关于金属材料和结构在海洋环境作用下产生腐蚀和失效及如何防止和减缓腐蚀的一门多学科、综合性的一级科学。
目前的防腐材料通常采用锌的粉末和环氧树脂混合在一起，锌的含量很高，通常达到80％-90％，附着力不足，该种方案含锌量过高，导致原材料的浪费和环氧树脂的不足，与金属表面的结合力差，此外所实现的防腐功能少，只能用于常见的金属防腐。
金属纳米材料具有表面能、小尺寸能，对可见光透明的涂料很好地解决了透明与隔热的矛盾。金属纳米材料还有改进物理机械性能，增加交联密度，提高硬度和韧性，防渗透性、屏蔽性成倍增加。发明专利申请号201610132831.3在高真空中(10的负三次方以上)，可磨成10-20纳米的粉体。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种石墨烯与超导元素、稀土元素制成的防腐纳米涂料、制备方法及应用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种石墨烯与超导元素、稀土元素制成的防腐纳米涂料，该防腐纳米涂料的成分及其质量百分比为：8.0～12.0％钛、8.0～12.0％锌、8.0～12.0％石墨烯，余量为环氧树脂。
进一步地，该防腐纳米涂料的成分及其质量百分比为：10.0％钛、10.0％锌、10.0％石墨烯、70.0％环氧树脂。
进一步地，该防腐纳米涂料还包括质量百分比8.0～12.0％铁。
进一步地，该防腐纳米涂料还包括质量百分比8.0～12.0％铜。
进一步地，该防腐纳米涂料还包括质量百分比8.0～12.0％铌。
一种石墨烯与超导元素、稀土元素制成的防腐纳米涂料的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)将研磨材料分别研磨成10～20纳米的粉末，所述研磨材料包括质量百分比8.0～12.0％钛、8.0～12.0％锌、8.0～12.0％石墨烯；
(2)将研磨成粉末的钛、锌和石墨烯分别放入旋转的环氧树脂打浆机中，打浆至少30分钟后制得防腐纳米涂料，将防腐纳米涂料灌入桶中，密封保存。
进一步地，所述步骤1中，所述研磨材料还包括质量百分比8.0～12.0％铁。
进一步地，所述步骤1中，所述研磨材料还包括质量百分比8.0～12.0％铜。
进一步地，所述步骤1中，所述研磨材料还包括质量百分比8.0～12.0％铌。
一种石墨烯与超导元素、稀土元素制成的防腐纳米涂料的应用，所述防腐纳米涂料涂在金属表面，增强阴极保护功能。
本发明的有益效果是：本发明从超导性元素和稀土元素中，选择防腐能力和阴极保护均很强的金属钛、锌与石墨烯均制造成十个纳米至二十左右的粉体。将石墨烯、钛、锌和环氧树脂用打浆机物理混合。这样制备成的防腐涂料具有八大特点：
一、采用既为超导性元素又为稀土元素的钛和锌，使得涂料具有超导体功能和稀土功能；
二、采用石墨烯，石墨烯的导电速度是光电速度的三分之一，使得涂料具有超导体功能；
三、将研磨材料研磨成10～20纳米，使得涂料具有纳米功能，具体为：
纳米级钛、纳米级锌、纳米级石墨烯所组成的涂料已经成为纳米级改性涂料。纳米级改性涂料品种、性能有：
(1)纳米氧化物、纳米碳化物、纳米氮化物、纳米金属和合金及等等。
(2)纳米改性涂料与有机、无机结合后又成为复合改性涂料。可将涂料的性能几倍，几十倍地增长，可将纳米材料的奇特效应产生意外效果。
(3)由于纳米材料有表面能、小尺寸能，对可见光透明的涂料很好地解决了透明与隔热的矛盾。
(4)纳米涂料还有改进物理机械性能，增加交联密度，提高它的硬度和韧性，它的防渗透性，屏蔽性成倍增加。极大的提高涂膜的防腐蚀性能。
(5)改进涂膜光学性能，提高表面静电耗散性，增加防静电性能，又可提高绝缘性能。
(6)改进涂膜光学性能，可以降低涂膜表面能，从而具有变超斥水性、荷叶效应、防灰自洁、净化等功能。
(7)改进涂膜光学性能，光学透明度优良，能吸收雷达波，是先进飞机的隐身涂料的首选。
四、本发明的防腐涂料涂在金属表面，可增强阴极保护功能；
五、具有超导体、稀土、纳米复合材料的兼容功能；
六、从高倍电镜中能看到纳米级微粒充满整个环氧树脂中，不像非纳米级的金属之间产生粗大空隙。具体为：
(1)纳米级金属颗粒紧密地搭靠在一起，是金属良导体。
(2)不需要非纳米级金属那么多的金属含量(富锌底漆的锌含量最多达90％而且不是纳米级)。
七、超导体、石墨烯、稀土、金属纳米复合材料的环氧树脂产生一层牢固的薄膜。若不是外力作用，碱、酸、水和氧分子长时期很难穿透到里面的金属，产生金属氧化物(金属腐烂)，牡蛎等海生物也很难在上面生存，因它们不适应在这些金属旁生存。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
众与周知在元素周期表中，超导性的元素达到五十种,稀土元素达到三十四种。我们从已知的超导性元素、稀土元素中选择防腐性能又特别强的金属元素，制造成十至二十个纳米来与石墨烯结合，利用环氧树脂为介质，组合成物理性能和化学性能都很优越的阴极保护防腐纳米涂料。
本发明提供的一种石墨烯与超导元素、稀土元素制成的防腐纳米涂料，该防腐纳米涂料的成分及其质量百分比为：8.0～12.0％钛、8.0～12.0％锌、8.0～12.0％石墨烯，余量为环氧树脂。
钛在许多化学介质中很稳定，如在氧化性、中性、和弱还原性等介质中钛是耐腐蚀的，因为钛和氧的亲和力大，在含氧环境，钛的表面将生成一层致密、附着力强、惰性大的氧化膜，从而保护钛基体不被腐蚀；即使受到机械磨损或外力折损也会很快再生氧化膜，这表明钛是具有强烈钝化倾向的金属。在室温条件下，钛不与氯气、稀硫酸、稀盐酸、硝酸和鉻酸作用，在碱溶液和大多数的有机酸和化合物中抗腐蚀性也很高。钛的突出性能是在淡水和海水中有极高的抗腐蚀性，在海水中的抗腐蚀性比铝合金、不锈钢、镍基合金都好。
锌是老牌抗腐的材料，已有200多年的功能历史，优先是钢铁的保护材料有：热浸镀锌、电镀锌、机械镀锌、粉镀锌、热喷涂锌、富锌漆镀层。
石墨烯：具有优异的导电性、优异的光学性能、优异的热学、力学性能、高表面积、高化学稳定性，是本世纪最有前途的新型材料。
进一步地，该防腐纳米涂料的成分及其质量百分比为：10.0％钛、10.0％锌、10.0％石墨烯、70.0％环氧树脂。
进一步地，该防腐纳米涂料还包括质量百分比8.0～12.0％铁。
进一步地，该防腐纳米涂料还包括质量百分比8.0～12.0％铜。
进一步地，该防腐纳米涂料还包括质量百分比8.0～12.0％铌。
一种石墨烯与超导元素、稀土元素制成的防腐纳米涂料的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)将研磨材料分别研磨成10～20纳米的粉末，所述研磨材料包括质量百分比8.0～12.0％钛、8.0～12.0％锌、8.0～12.0％石墨烯；
(2)将研磨成粉末的钛、锌和石墨烯分别放入旋转的环氧树脂打浆机中，打浆至少30分钟后制得防腐纳米涂料，将防腐纳米涂料灌入桶中，密封保存。
进一步地，所述步骤1中，所述研磨材料还包括质量百分比8.0～12.0％铁。
进一步地，所述步骤1中，所述研磨材料还包括质量百分比8.0～12.0％铜。
进一步地，所述步骤1中，所述研磨材料还包括质量百分比8.0～12.0％铌。
本发明提供的防腐纳米涂料可以用在阴极保护中，具体为：给进入地下、水下、海下的金属加上一定的电压和一定的电流可以停止腐蚀和终止腐蚀。金属纳米是导电的，附在金属表面，使地下、水下和海下的金属及表面都附有电，金属纳米对阴极保护有着不可估量的作用。
实施例1
本实施例防腐涂料的制备方法具体为：
(1)将研磨材料分别研磨成10纳米的粉末，所述研磨材料包括质量百分比8.0～12.0％钛、8.0～12.0％锌、8.0～12.0％石墨烯；
(2)将研磨成粉末的钛、锌和石墨烯分别利用自由落体形式先、后传输到电子秤过称，分别放入旋转的真空环氧树脂打浆机中，打浆至少30分钟后与环氧树脂混合成一体，制得防腐纳米涂料，将防腐纳米涂料灌入铁桶中，密封保存。
实施例2
本实施例防腐涂料的制备方法具体为：
(1)将研磨材料分别研磨成15纳米的粉末，所述研磨材料包括质量百分比8.0～12.0％钛、8.0～12.0％锌、8.0～12.0％铁、8.0～12.0％石墨烯；
(2)将研磨成粉末的钛、锌、铁和石墨烯分别放入旋转的环氧树脂打浆机中，打浆至少30分钟后制得防腐纳米涂料，将防腐纳米涂料灌入塑料桶中，密封保存。
该实施例制成的防腐纳米涂料可用于钢铁结构的船、石油井架、海底管道等需要阴极保护的场合，能够增强阴极保护功能。
实施例3
本实施例防腐涂料的制备方法具体为：
(1)将研磨材料分别研磨成20纳米的粉末，所述研磨材料包括质量百分比8.0～12.0％钛、8.0～12.0％锌、8.0～12.0％铜、8.0～12.0％石墨烯；
(2)将研磨成粉末的钛、锌、铜和石墨烯分别放入旋转的环氧树脂打浆机中，打浆至少30分钟后制得防腐纳米涂料，将防腐纳米涂料灌入塑料桶中，密封保存。
该实施例制成的防腐纳米涂料可用于海水与淡水交接地区的所有金属结构的工程。
实施例4
本实施例防腐涂料的制备方法具体为：
(1)将研磨材料分别研磨成20纳米的粉末，所述研磨材料包括质量百分比8.0～12.0％钛、8.0～12.0％锌、8.0～12.0％铌、8.0～12.0％石墨烯；
(2)将研磨成粉末的钛、锌、铌和石墨烯分别放入旋转的环氧树脂打浆机中，打浆至少30分钟后制得防腐纳米涂料，将防腐纳米涂料灌入塑料桶中，密封保存。
该实施例制成的防腐纳米涂料在强度较大的酸、碱环境下用途较明显，在低温环境下，也具有良好的防腐效果。
实施例5
本实施例防腐涂料的制备方法具体为：
(1)将研磨材料分别研磨成10～20纳米的粉末，所述研磨材料包括质量百分比10.0％钛、10.0％锌、10.0％石墨烯；
(2)将研磨成粉末的钛、锌和石墨烯分别利用自由落体形式先、后传输到电子秤过称，分别放入旋转的真空环氧树脂打浆机中，打浆至少30分钟后与环氧树脂混合成一体，制得防腐纳米涂料，将防腐纳米涂料灌入铁桶中，密封保存。