一种环氧玻璃鳞片防腐漆及其制备方法与应用与流程

本发明属于涂料领域，涉及一种环氧玻璃鳞片防腐漆及其制备方法与应用，尤其涉及一种含有石墨烯的环氧玻璃鳞片防腐漆及其制备方法与应用。
背景技术：
：环氧玻璃鳞片防腐涂料含有相当数量的玻璃鳞片填料，比通常的环氧防腐涂料有更好的抗介质渗透性和耐磨性。涂层坚韧、附着力强、机械强度高、防腐寿命长，是国际上广泛使用的重防腐涂料。cn104194560a公开了一种环氧玻璃鳞片防腐漆及其制备方法，包括的组成物为：甲组分，环氧树脂20-25％，丁醇3-5％，改性聚氨酯分散剂0.3-0.5％，有机膨润土0.5-1％，滑石粉10-15％，沉淀硫酸钡8-12％，钛白粉15-18％，玻璃鳞片25-35％，余量为二甲苯；乙组分，聚酰胺50-60％，丁醇15-25％，余量为二甲苯，此方法通过环氧树脂与芳香族类聚酰胺的有效配合作为成膜物，大大提高了聚苯胺防腐涂料的防腐性能，适用于船舶、港口、铁路桥梁、石油、化工冶炼、钢铁设施等表面，使其避免受大气、海水、酸、碱、油、盐、化工气体等腐蚀性介质的侵蚀。但是此方法制备的防腐漆，不具有良好的力学性能和导静电作用，性能较为单一。cn101643615a公开了一种聚苯胺改性玻璃鳞片环氧重防腐涂料，所述的聚苯胺改性玻璃鳞片环氧重防腐涂料由以下两组分构成：按重量份数计，组分一包括以下组分和含量：环氧树脂20～60；聚苯胺改性玻璃鳞片10～45；颜料1～10；填料1～10；防流挂剂0.1～4；分散剂0.1～2；流平剂0.05～2；消泡剂0.05～2；溶剂0.5～60；按重量份数计，组分二包括以下组分和含量：溶剂0～75；固化剂25～100；组分一与组分二的重量配比为100:1～100:80，此方法制备的聚苯胺改性玻璃鳞片环氧重防腐涂料有很强的耐蚀性和抗渗透性，可应用于石油化工设备、管道、海上石油平台、码头设施、船舶等的重防腐工程，特别适用于浪花飞溅区和潮差区的防护。cn102190947a公开了一种脱硫装置使用的耐高温玻璃鳞片耐酸防腐底漆，该底漆的组份和重量配比分别为：酚醛环氧丙烯酸树脂聚合物55％-60％、过氧化甲乙酮硬化剂2％-4％、鳞片云母粉20％-9％、钛白粉4.8％-6％、重晶石粉5％-2％、促进剂2％-4％、流平剂0.6％-1％、消泡剂0.6％-1％、苯乙烯10％-13％。本发明采用了酚醛环氧丙烯酸树脂聚合物，涂层具有良好的耐高温、耐腐蚀、高渗透、高粘结强度、耐溶剂、耐氧化性介质性能。但是此方法制备的底漆，应用范围受限。但是目前环氧玻璃鳞片防腐涂料存在应用范围局限、性能较为单一等缺陷，如何开发一种性能全面并且优良的环氧玻璃鳞片防腐涂料，对于实际生产应用具有重要的意义。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环氧玻璃鳞片防腐漆及其制备方法与应用。为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：第一方面，本发明提供了一种环氧玻璃鳞片防腐漆，所述环氧玻璃鳞片防腐漆按质量百分比计包括95％～99.8％(例如可以是95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.8％等)的a组分和0.2％～5％(例如可以是0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％等)的b组分组成；所述a组分按重量份计包括如下组分：所述b组分按重量份计包括如下组分：本发明提供的环氧玻璃鳞片防腐漆，通过石墨烯浆料搭配纳米碳酸钙、三聚磷酸二氢铝等辅助成分，与含有环氧树脂等主要成分的a组分共同促进发挥效果，形成了抗腐蚀性能优良的防腐漆，盐雾试验可达5000h以上，兼具良好的导静电作用，还具有同类防腐漆的附着力强、机械强度高的特点，是一种性能极佳的防腐漆。本发明通过研究发现，同时使用纳米碳酸钙、三聚磷酸二氢铝和石墨烯浆料，会促进a组分产生更强的抗腐蚀能力，这是由于纳米碳酸钙、三聚磷酸二氢铝在配制石墨烯浆料时，会使得浆料更加粘稠；纳米碳酸钙增强了a组分中各种原料的粘结性，使得增强增韧性提高；浆料中少量的三聚磷酸根离子能与a组分、b组分中含有的金属离子生成螯合物，能够在表面形成纯化膜，对腐蚀具有极强的抑制作用。在本发明中，所述环氧树脂的重量份为8～10份，例如可以是8份、8.5份、9份、9.5份或10份等。在本发明中，所述玻璃鳞片的重量份为4.2～4.5份，例如可以是4.2份、4.3份、4.4份或4.5份等。在本发明中，所述颜料的重量份为1～3份，例如可以是1份、1.5份、2份、2.5份或3份等。优选地，所述颜料包括钛白粉、氧化铁黑或氧化铁黄中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：钛白粉和氧化铁黑；钛白粉、氧化铁黑和氧化铁黄。在本发明中，所述分散剂的重量份为0.5～1份，例如可以是0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等。优选地，所述分散剂包括硬脂酸单甘油酯、乙撑基双硬脂酰胺、聚乙烯蜡或三硬脂酸甘油酯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：硬脂酸单甘油酯和乙撑基双硬脂酰胺；乙撑基双硬脂酰胺和聚乙烯蜡；硬脂酸单甘油酯、聚乙烯蜡和三硬脂酸甘油酯。在本发明中，所述硅烷偶联剂的重量份为1～1.2份，例如可以是1份、1.1份或1.2份等。优选地，所述硅烷偶联剂包括硅烷偶联剂kh-550、硅烷偶联剂kh-560或硅烷偶联剂kh-570中的任意一种或至少两种的组合。在本发明中，所述消泡剂的重量份为0.1～0.2份，例如可以是0.1份、0.12份、0.15份、0.18份、0.19份或0.2份等。优选地，所述消泡剂包括byk-051、byk-065、byk-088或byk-141中的任意一种或至少两种的组合。在本发明中，所用消泡剂均为毕克化学的现有产品。在本发明中，所述助剂的重量份为1～1.5份，例如可以是1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份等。优选地，所述助剂包括石英粉和蜡粉。在本发明中，所述溶剂的重量份为1～2份，例如可以是1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份等。优选地，所述溶剂包括正丁醇、二甲苯、甲乙酮、丙酮、环己酮、苯、甲苯或苯乙烯中的任意一种或至少两种的组合。在本发明中，所述石墨烯浆料的重量份为10～30份，例如可以是10份、12份、15份、18份、20份、23份、24份、26份、27份、29份或30份等。本发明中所使用的石墨烯浆料，可通过使用石墨粉经过高锰酸钾、双氧水、苯胺进行改性，得到石墨烯浆料。优选地，所述石墨烯浆料的重量份为20～25份。优选地，所述纳米碳酸钙与椰油酰二乙醇胺的质量比为(1～3):1，例如可以是1:1、2:1或3:1等。在本发明中，意外地发现，当纳米碳酸钙和椰油酰二乙醇胺的质量比控制在上述范围内时，防腐效果最佳，而当不在此范围内时，防腐效果较差。第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的环氧玻璃鳞片防腐漆的制备方法，所述制备方法包括：将b组分通过边搅拌边加入的方式，加入到a组分中，且搅拌按照同一方向进行，过滤、静置后得到所述富锌防腐涂料。优选地，所述搅拌的时间为0.5～2h，例如可以是0.5h、1h、1.5h或2h等。优选地，所述过滤的方法为：使用100～300目的筛绢过滤杂质至无沉淀为止。第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述的环氧玻璃鳞片防腐漆在重防腐蚀、制备工业涂料或大型机械表面保护中的应用。本发明提供的环氧玻璃鳞片防腐漆，可应用于各个领域。如在重防腐蚀方面，可应用于码头、桥梁混凝土表面防腐，可作为海港工程重防腐专用闭底漆、海港工程重防腐专用中间漆、海港工程重防腐专用面漆等等；在石油贮藏防腐方面，例如可以应用在罐底板下表面，作为厚浆型环氧煤沥青阴极保护专用防腐底漆、厚浆型环氧煤沥青阴极保护专用防腐面漆等，在罐底上表面，可作为环氧油液舱底漆、无溶剂环氧防腐漆；在化工领域，可作为底漆或者中间漆，面漆等等。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供的环氧玻璃鳞片防腐漆，通过石墨烯浆料搭配纳米碳酸钙、三聚磷酸二氢铝等辅助成分，与含有环氧树脂等主要成分的a组分共同促进发挥效果，形成了抗腐蚀性能优良的防腐漆，盐雾试验可达5000h以上，兼具良好的导静电作用，还具有同类防腐漆的附着力强、机械强度高的特点，是一种性能极佳的防腐漆，可在诸多领域均具有良好的应用价值。附图说明图1是本发明对比例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆海水浸泡实验前期腐蚀形貌图。图2是本发明对比例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆海水浸泡实验中期腐蚀形貌图。图3是本发明对比例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆海水浸泡实验后期腐蚀形貌图。图4是本发明实施例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆海水浸泡实验前期腐蚀形貌图。图5是本发明实施例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆海水浸泡实验中期腐蚀形貌图。图6是本发明实施例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆海水浸泡实验后期腐蚀形貌图。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。实施例1本实施例提供的环氧玻璃鳞片防腐漆组分按质量百分比计包括99％的a组分和1％的b组分组成；所述a组分按重量份计包括如下组分：所述b组分按重量份计包括如下组分：将b组分通过边搅拌边加入的方式，加入到a组分中，且搅拌1h按照同一方向进行，使用200目的筛绢过滤杂质至无沉淀为止，静置后得到环氧玻璃鳞片防腐漆。实施例2本实施例提供的环氧玻璃鳞片防腐漆组分按质量百分比计包括95％的a组分和5％的b组分组成；所述a组分按重量份计包括如下组分：所述b组分按重量份计包括如下组分：将b组分通过边搅拌边加入的方式，加入到a组分中，且搅拌1h按照同一方向进行，使用200目的筛绢过滤杂质至无沉淀为止，静置后得到环氧玻璃鳞片防腐漆。实施例3本实施例提供的环氧玻璃鳞片防腐漆组分按质量百分比计包括99.8％的a组分和0.2％的b组分组成；所述a组分按重量份计包括如下组分：所述b组分按重量份计包括如下组分：将b组分通过边搅拌边加入的方式，加入到a组分中，且搅拌1h按照同一方向进行，使用300目的筛绢过滤杂质至无沉淀为止，静置后得到环氧玻璃鳞片防腐漆。性能测试，将实施例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆进行在海水中的交流阻抗谱测试，浸泡时间分别为5h，24h，72h，120h，360h，432h，528h，具体结果如表1所示(其中e代表×10的指数)：表1t/(h)cp(μf·cm-2)rp(ω·cm-2)cd(μf·cm-2)rr(ω·cm-2)51.884e92.741e44.045e69.655e6244.949e66.637e32.038e69.717e6721.032e57.54e52.578e66.56e61201.55e56.237e51.784e67.414e63602.316e61.983e49.949e62.761e74326.323e57.540e35.18e61.848e75286.161e62.275e32.462e41.309e8对比例1本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例b组分中不包括石墨烯浆料，其余组分均与实施例1相同制备得到环氧玻璃鳞片防腐漆。实施例1与对比例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆进行海水浸泡实验，记录相同的时间点的腐蚀情况，分为前期、中期和后期。具体结果如图1-图6所示。其中，图1、图2和图3分别为对比例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆浸泡的前期、中期和后期腐蚀形貌图，图4、图5和图6为实施例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆浸泡的前期、中期和后期腐蚀形貌图，通过观察对比可知，实施例1的涂层在不同浸泡时期的腐蚀形貌，浸泡前期和中期没有产生较明显腐蚀，表面依旧光滑无腐蚀产物。浸泡后期在两种涂层上产生了明显的黄色腐蚀产物，对比例1的环氧玻璃鳞片防腐漆形成的涂层上的腐蚀面积较大，黄色腐蚀产物中还伴有一点黑色，相对腐蚀比较严重。而实施例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆的涂层上的腐蚀面积较小，其耐腐蚀性较好。将对比例1制备的环氧玻璃鳞片防腐漆进行在海水中的同样进行交流阻抗谱测试，浸泡时间分别为5h，24h，72h，120h，360h，432h，528h，具体结果如表2所示：表2t/(h)cp(μf·cm-2)rp(ω·cm-2)cd(μf·cm-2)rr(ω·cm-2)54.949e66.637e32.039e69.717e5241.914e101.026e33.18e67.879e5722.128e67.366e32.967e93.237e31202.032e66.37e51.044e83.826e33601.028e67.972e32.656e59.732e54322.817e94.613e32.854e51.475e65286.275e65.616e33.967e51.205e7由电荷转移电阻rr的变化可知，添加石墨烯的玻璃鳞片涂层的rr大于不添加石墨烯的玻璃鳞片涂层的rr，说明添加石墨烯的涂层耐腐蚀性能更好，两表中5h到120h的阻抗值减小，分析原因是涂层破损率加大导致腐蚀加快，而360h到528h阻抗值增大，分析原因是之前产生的腐蚀产物吸附在涂层表层，堵住破损口，起到了保护作用，减少了腐蚀。通过实施例1与对比例1中的电荷转移电阻rr对比可知，实施例1中rr的值更大，抗腐蚀效果更加优良。对比例2本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例不包括纳米碳酸钙3份，其余组分均与实施例1相同制备得到环氧玻璃鳞片防腐漆。对比例3本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例不包括三聚磷酸二氢铝1份，其余组分均与实施例1相同制备得到环氧玻璃鳞片防腐漆。对比例4本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例不包括椰油酰二乙醇胺2份，其余组分均与实施例1相同制备得到环氧玻璃鳞片防腐漆。将上述实施例1-3与对比例1-4制备的环氧玻璃鳞片防腐漆进行盐雾试验，具体结果如下表3所示：表3样例耐盐雾时间(h)实施例15734实施例25184实施例35623对比例14223对比例24521对比例34392对比例44414通过实施例1-3与对比例1-4的对比可知，当缺少了b组分中任意一种组分时，环氧玻璃鳞片防腐漆的耐盐雾时间均降低，均低于5000h；通过实施例1与实施例2的对比可知，当纳米碳酸钙和椰油酰二乙醇胺的质量比为4:1时，此时超出了本发明所限定的范围，其耐盐雾时间仅有5184h，相比于实施例1，产生了大幅下降。通过上述实验以及对比可知，本发明提供的环氧玻璃鳞片防腐漆，具有良好的抗腐蚀效果，具有良好的应用前景。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的环氧玻璃鳞片防腐漆及其制备方法与应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属
技术领域：
的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。当前第1页12