本发明涉及工业涂料技术领域，具体涉及一种耐紫外线老化的石墨烯环氧树脂涂料。
背景技术：
自从2004年英国曼彻斯特大学andregeim与konstantinnovoselov成功利用胶带剥离石墨的方式获得单层石墨烯(graphene)，并获得2010年之诺贝尔物理奖以来，石墨烯的导电性、导热性、抗化性等各种优异性能即不断被产业界应用于不同的领域。石墨烯主要是由sp2杂化轨道组成呈六角形蜂巢排列的二维晶体结构，其厚度仅0.335nm，亦即仅一个碳原子直径的大小，石墨烯是目前最薄也是最坚硬的材料，机械强度可远高于钢铁百倍，而比重却仅约钢铁的四分之一。
此外，石墨烯作为一种新型的二维碳材料,具有长的大π键结构,可与含氧自由基发生作用,起到捕捉自由基的效果，在高分子树脂中加入石墨烯后，石墨烯独特的单原子层状结构可有效地阻隔氧分子进入聚合物本体,降低聚合物老化过程中生成过氧自由基的概率,这无疑对于提升高分子树脂的耐紫外线老化性能极为有利。
双酚a型环氧树脂是一种具有优异的耐腐蚀性能，基材附着力以及耐化学品性的高分子树脂，广泛应用于工业防腐等领域中。但是双酚a型环氧树脂本身具有大量的不饱和双键，遇紫外光容易形成自由基，促使材料发生老化过程，导致涂层黄变，粉化脱落，所以双酚a型环氧树脂一般只能应用在底漆或室内场合。
目前针对耐紫外线老化的环氧树脂涂料研究所见报道的大多都是通过脂环族缩水甘油酯型环氧树脂、氢化双酚a等环氧树脂等作为主体，并在其中加入一些紫外吸收剂、光稳定剂等物质来获得优异的耐紫外线老化性能。如已经取得授权的中国专利cn105331251b《一种抗紫外线户外用环氧树脂涂料》，采用氢化双酚a型的环氧树脂搭配对紫外线有散射与吸收作用的纳米氧化锌来制备能在户外用的环氧树脂涂料。而少有通过普通的双酚a环氧树脂做耐紫外线老化的环氧树脂涂料。现有专利中，一些报道通过石墨烯来提高普通的双酚a环氧树脂涂料的防腐蚀性能的专利中有部分提及石墨烯同时能提高环氧树脂涂料的耐紫外线老化性能，但事实上并未给出详细的耐紫外线老化性能的测试结果。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述问题，通过人工紫外老化加速测试，提供一种在双酚a型环氧树脂添加石墨烯从而得到的耐紫外线老化性能好的环氧树脂涂料。
本发明的目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种耐紫外线老化的石墨烯环氧树脂涂料，按重量百分比该分散体由以下组分组成：
进一步地，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂e-44或双酚a型环氧树脂e-20。
进一步地，所述的石墨烯是由物理法制备得到的石墨烯片，片径在20～25μm之间，层数在10～15之间，所述石墨烯纯度是大于95wt％，厚度为1nm至20nm，而平面横向尺寸是在1um至100um的区间，所述的物理法为微机械剥离法、液相或气相直接剥离法中的一种。
进一步地，添加0.8％石墨烯的石墨烯环氧树脂涂料具有比氢化双酚a型环氧树脂涂料更好的耐紫外线老化性能。
进一步地，所述分散剂为毕克公司的byk-163、德谦的disponer9850或路博润的lubrizols35200中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述消泡剂为毕克公司的byk-052或德谦的defom6500或两种的混合物。
进一步地，所述流平剂为道康宁公司的204sl、毕克公司的byk-310或毕克公司的byk-370中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述颜填料为钛白粉、滑石粉、高岭土、重质碳酸钙、云母粉、超细滑石粉中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述防沉剂为气相二氧化硅、有机硅膨润土、聚酰胺蜡中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，混合溶剂由质量比为7:3的二甲苯与正丁醇组成。溶剂比例的选择主要是根据不同溶剂对环氧树脂的溶解度来进行选择，环氧树脂的适合溶剂需要二甲苯和正丁醇复配成混合溶剂达到最大的溶解性，当比例达7：3时其溶解性最佳。
本发明的有益效果：
1.本发明制备的一种耐紫外线老化的石墨烯环氧树脂涂料中的环氧树脂选用双酚a型环氧树脂e-44或双酚a型环氧树脂e-20。此时树脂形成的漆膜交联密度大，具有较好的漆膜防介质渗透性能，且与石墨烯兼容性极佳。
2.本发明中使用的石墨烯是由物理法制备得到的石墨烯片，片径在20～25μm之间，层数在10～15之间。所得到的涂料具有最佳的综合性能最佳，粒径过小会导致石墨烯分散困难，涂料稳定性变差；粒径过大，则导致涂料分散不良涂层外观粗糙，且会降低涂层性能。
3.本发明通过在环氧树脂涂料中引入物理法制备的石墨烯，利用石墨烯二维层状结构以及其大π键结构,使其有效地阻隔氧分子进入聚合物本体，降低聚合物老化过程中生成过氧自由基的概率，有效提升了环氧树脂涂料的耐紫外线老化性能。根据人工紫外老化试验结果表明添加0.8％石墨烯的石墨烯环氧树脂涂料具有比氢化双酚a环氧树脂涂料更好的耐紫外线老化性能。
4.本发明通过引入物理法制备的石墨烯，其独特的二维平面结构以及高的长径比，还能有效提高环氧树脂涂层的耐盐雾性能。
5.本发明在钢、铁等底材上具有优异的附着力，涂层耐磨性好，可以经受高低温、强酸碱、高盐度等极端苛刻环境的考验。
6.耐紫外线老化性能的石墨烯环氧树脂涂料施工后所得的防腐涂层，其附着力0级以上；耐正反冲击>50cm；柔韧性<1mm；耐紫外线老化性能>1500h，耐盐雾性能>5000h。
附图说明
图1是人工紫外老化试验结果图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
表1对各实施例及对比例中使用一种耐紫外线老化的石墨烯环氧树脂涂料的涂料配方比较，该涂料配方由a组分和b组分组成，表1中各组分按重量份剂。
表1耐紫外线老化的石墨烯环氧树脂涂料的涂料配方
对比例1
1、制备a组分
将a组配方重量百分比的环氧树脂suntohtost-3000、石墨烯、分散剂byk-163、流平剂道康宁204sl、消泡剂byk-052、有机硅膨润土、混合溶剂加入搅拌容器中，300-600r/min的转速下搅拌均匀；然后加入颜填料，300-600r/min的转速下分散后，将物料转移至砂磨机中研磨至细度30um以下，得a组份。
2、制备b组分
将二甲苯和正丁醇按重量比为1:1配制成的混合溶剂，作为b组分的溶剂。依次将b组分配方量的固化剂和溶剂混合，得b组分。
3、漆膜制备
按a:b＝5:1的重量比配制，搅拌均匀后喷涂成膜。
上述的byk-163用作分散剂，来源于市场购买获得，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。道康宁204sl用作流平剂，来源于市场购买获得，可以通过道康宁公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商广州市金圣吉化工有限公司购买获得。byk-052用作消泡剂，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。
对比例2
1、制备a组分
将a组配方重量百分比的双酚a环氧树脂e-44、石墨烯、分散剂byk-163、流平剂道康宁204sl、消泡剂byk-052、有机硅膨润土、混合溶剂加入搅拌容器中，300-600r/min的转速下搅拌均匀；然后加入颜填料，300-600r/min的转速下分散后，将物料转移至砂磨机中研磨至细度30um以下，得a组份。
2、制备b组分
将二甲苯和正丁醇按重量比为1:1配制成的混合溶剂，作为b组分的溶剂。依次将b组分配方量的固化剂和溶剂混合，得b组分。
3、漆膜制备
按a:b＝5:1的重量比配制，搅拌均匀后喷涂成膜。
上述的byk-163用作分散剂，来源于市场购买获得，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。道康宁204sl用作流平剂，来源于市场购买获得，可以通过道康宁公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商广州市金圣吉化工有限公司购买获得。byk-052用作消泡剂，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。
实验1
1、制备a组分
将a组配方重量百分比的双酚a环氧树脂e-44、石墨烯、分散剂byk-163、流平剂道康宁204sl、消泡剂byk-052、有机硅膨润土、混合溶剂加入搅拌容器中，300-600r/min的转速下搅拌均匀；然后加入颜填料，300-600r/min的转速下分散后，将物料转移至砂磨机中研磨至细度30um以下，得a组份。
2、制备b组分
将二甲苯和正丁醇按重量比为1:1配制成的混合溶剂，作为b组分的溶剂。依次将b组分配方量的固化剂和溶剂混合，得b组分。
3、漆膜制备
按a:b＝5:1的重量比配制，搅拌均匀后喷涂成膜。
上述的byk-163用作分散剂，来源于市场购买获得，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。道康宁204sl用作流平剂，来源于市场购买获得，可以通过道康宁公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商广州市金圣吉化工有限公司购买获得。byk-052用作消泡剂，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。
实验2
1、制备a组分
将a组配方重量百分比的双酚a环氧树脂e-44、石墨烯、分散剂byk-163、流平剂道康宁204sl、消泡剂byk-052、有机硅膨润土、混合溶剂加入搅拌容器中，300-600r/min的转速下搅拌均匀；然后加入颜填料，300-600r/min的转速下分散后，将物料转移至砂磨机中研磨至细度30um以下，得a组份。
2、制备b组分
将二甲苯和正丁醇按重量比为1:1配制成的混合溶剂，作为b组分的溶剂。依次将b组分配方量的固化剂和溶剂混合，得b组分。
3、漆膜制备
按a:b＝5:1的重量比配制，搅拌均匀后喷涂成膜。
上述的byk-163用作分散剂，来源于市场购买获得，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。道康宁204sl用作流平剂，来源于市场购买获得，可以通过道康宁公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商广州市金圣吉化工有限公司购买获得。byk-052用作消泡剂，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。
实验3
1、制备a组分
将a组配方重量百分比的双酚a环氧树脂e-44、石墨烯、分散剂byk-163、流平剂道康宁204sl、消泡剂byk-052、有机硅膨润土、混合溶剂加入搅拌容器中，300-600r/min的转速下搅拌均匀；然后加入颜填料，300-600r/min的转速下分散后，将物料转移至砂磨机中研磨至细度30um以下，得a组份。
2、制备b组分
将二甲苯和正丁醇按重量比为1:1配制成的混合溶剂，作为b组分的溶剂。依次将b组分配方量的固化剂和溶剂混合，得b组分。
3、漆膜制备
按a:b＝5:1的重量比配制，搅拌均匀后喷涂成膜。
上述的byk-163用作分散剂，来源于市场购买获得，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。道康宁204sl用作流平剂，来源于市场购买获得，可以通过道康宁公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商广州市金圣吉化工有限公司购买获得。byk-052用作消泡剂，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。
实验结果
将各实施例和对比例制备的石墨烯涂料综合性能进行对比，结果如表2所示。
表2各实施例制备的石墨烯涂料综合性能以及与市售双酚a型环氧树脂底漆ppgsigmasheild880对比
结论：本发明制备的一种耐紫外线老化的石墨烯环氧树脂涂料从实验对比的数据中可发现，做成涂料的耐紫外线老化性能远高于普通的环氧树脂涂料，甚至超越了氢化双酚a树脂环氧树脂涂料，且耐盐雾性能要高于普通的环氧树脂涂料及氢化双酚a树脂环氧树脂涂料。
实验4
本实验4和上述实验1-3之间的区别在于：采用双酚a型环氧树脂e-20，重复上述实验例1-3的制备方法，获得的石墨烯环氧树脂涂料的耐紫外老化性能也遵循实验例1-3的规律，即其耐紫外老化性能随石墨烯含量的增加而增强。
实验5-9
根据实验5-9的配方按照上述步骤制得的石墨烯环氧树脂涂料的性能和实验1-3相当，获得的石墨烯环氧树脂涂料的耐紫外老化性能也遵循实验例1-3的规律。
上述的byk-163用作分散剂，来源于市场购买获得，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。disponer9850用作分散剂，来源于市场购买获得，可以通过德谦公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商广州市金圣吉化工有限公司购买获得。lubrizols35200用作分散剂，来源于市场购买获得，可以通过路博润公司购买获得。道康宁204sl用作流平剂，来源于市场购买获得，可以通过道康宁公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商广州市金圣吉化工有限公司购买获得。byk-310用作流平剂，来源于市场购买获得，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。byk-370用作流平剂，来源于市场购买获得，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商广州宝华贸易有限公司。byk-052用作消泡剂，可以通过德国毕克化学公司按照上述型号购买获得，也可以通过供应商东莞市中迪美精细化工进出口有限公司购买获得。defom6500用作消泡剂，可以通过德谦公司购买获得，也可以通过供应商上海洲祥实业有限公司购买获得。