本发明涉及防腐技术领域，具体是一种新型桥梁用防腐底漆及其制备方法。
背景技术：
桥梁作为交通运输系统的重要组成部分，发挥着非常重要的作用。但是，由于其长期暴露在自然环境中，桥梁的结构受到环境介质的腐蚀，不仅影响了桥梁外表美观，更带来了潜在的安全隐患。为了保持桥梁长期运营的安全性，必须对桥梁结构进行长效腐蚀防护。从长期考虑和大规模应用的角度来看，在众多防腐策略中，采用防腐涂料做防护的方式性价比较高。目前桥梁钢结构防腐体系一般主要采用的是“底-中-面”长效防腐涂装体系。在防腐涂装体系中，底、中、面分别有不同的分工防护作用，作为油漆系统的第一层，底漆的选择至关重要。为了保证底漆的高附着力和优异的防锈性能，一般采用具有良好电化学保护性能的环氧富锌底漆或无机富锌底漆。但是环氧树脂耐候性较差，易粉化，且在较高温承受较强腐蚀介质的能力也较差；无机富锌底漆其施工要求很高，受温度和湿度的影响较大且要求使用专门的封闭漆或雾喷技术，对漆膜厚度有着严格的要求。起源于2004年的石墨烯是一种新型的由碳原子组成的单层片状结构材料，其小尺寸效应、二维片层结构、疏水性和导电性，使其可作为添加剂用于防腐涂料底漆中改善涂料防腐性能。但是由于石墨烯的共轭结构导致其与水、有机溶剂及聚合物的结合力和兼容性不够强等原因，因此在底漆中添加石墨烯会出现相容性差的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种桥梁用防腐底漆及其制备方法，通过添加剂提高底漆与石墨烯之间的结合力，减少其结构缺陷，从而形成致密的保护膜，增强防腐性能。
本发明的底漆原料按质量比包括0.2-5％的石墨烯填料、余量的富锌底漆加至100％，所述石墨烯采用金属改性剂处理，所述金属改性剂为金属、纳米金属氧化物或两者的掺杂物中的一种，所述金属改性剂的添加量为石墨烯的10-50％质量比；
进一步，所述石墨烯填料的质量比为3％，所述金属改性剂的添加量为石墨烯的30％质量比；
进一步，所述金属改性剂为稀土金属；
进一步，所述稀土金属为ce、zr中的一种或两种；
进一步，所述纳米金属氧化物为sio2、zro2、tio2中的一种或两种以上混合物。
本发明的桥梁用防腐底漆的制备方法，采用水热法、共沉淀法、浸渍法中的任一种将底漆原料混合；
进一步，先将石墨烯与金属改性剂混合之后再与富锌底漆混合。
本发明的有益效果：本发明的桥梁用防腐底漆及其制备方法，通过在石墨烯与富锌底漆的融合中加入了金属元素或氧化物改善底漆与石墨烯之间的结合力，减少其结构缺陷，增强涂层的附着力，从而形成致密的保护膜，提高了防腐性能。
具体实施方式
本实施例的桥梁用防腐底漆，底漆原料按质量比包括0.2-5％的石墨烯填料、余量的富锌底漆加至100％，所述石墨烯采用金属改性剂处理，所述金属改性剂为金属、金属掺杂、纳米金属氧化物、纳米金属氧化物掺杂中的一种，所述金属改性剂的添加量为石墨烯的10-50％质量比。通过在石墨烯与富锌底漆的融合中加入了金属元素或氧化物改善底漆与石墨烯之间的结合力，减少其结构缺陷，增强涂层的附着力，从而形成致密的保护膜，提高了防腐性能。石墨烯与添加剂的添加量直接影响底漆的分散性，相容性和底漆涂层的附着力。金属或金属氧化物可以同时掺杂。例如，锌先掺杂进二氧化钛，再通过水热法将锌掺杂二氧化钛纳米颗粒与石墨烯结合。二氧化钛可掺杂氮素或一些过渡金属，二氧化钛也可以和石墨复合。可根据掺杂物质的特性来决定是单独掺杂金属或金属氧化物，还是两种都掺杂，以及各种物质的掺杂顺序。
本实施例中，所述石墨烯填料的质量比为3％，所述金属改性剂的添加量为石墨烯的30％质量比。为优选实施例，底漆的分散性，相容性和底漆涂层的附着力更好。
本实施例中，所述添加剂为金属元素，所述金属元素为稀土金属；优选采用ce、zr中的一种或两种；铈具有较强的储备功能，其独特的电子构型使其具有优异的电化学性能；锆有较高的比表面积和丰富的表面缺陷；这些物质的加入改善了底漆与石墨烯之间的结合力，增强涂层的附着力，提高了防腐性能。
本实施例中，所述添加剂为纳米氧化物，所述纳米氧化物为sio2、zro2、tio2中的一种或两种以上混合物；纳米粒子具有良好的孔结构，sio2、zro2、tio2纳米粒子由于其结构和组分的独特，不仅可以提高涂料的抗紫外老化性，还大大改善了涂层的力学强度；这些物质的加入改善了底漆与石墨烯之间的结合力，增强涂层的附着力，提高了防腐性能。
本发明公开一种桥梁用防腐底漆的制备方法，采用水热法、共沉淀法、浸渍法中的任一种将底漆原料混合；优选为先将石墨烯与添加剂混合之后再与富锌底漆混合；制备工艺简单，选择混合方式多样，易操作、安全，适合工业化生产。
实施例一
本实施例的桥梁用防腐底漆，底漆原料按质量比包括0.2％的石墨烯填料、余量的富锌底漆加至100％；所述石墨烯采用金属改性剂处理，所述金属改性剂为金属zr，所述金属zr的添加量为石墨烯的10％(质量比)；石墨烯与金属之间的结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法，得到混合物a；将混合物a作为底漆改性填料加入富锌底漆中，添加比例占富锌底漆质量的0.2％(质量比)，两者之间结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法。
实施例二
本实施例的桥梁用防腐底漆，底漆原料按质量比包括5％的石墨烯填料、余量的富锌底漆加至100％；所述石墨烯采用金属改性剂处理，所述金属改性剂为纳米金属氧化物，所述纳米金属氧化物的添加量为石墨烯的50％(质量比)；石墨烯与金属氧化物之间的结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法，得到混合物a；将混合物a作为底漆改性填料加入富锌底漆中，添加比例占富锌底漆质量的5％(质量比)，两者之间结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法。
实施例三
本实施例的桥梁用防腐底漆，本实施例的桥梁用防腐底漆，底漆原料按质量比包括0.3％的石墨烯填料、余量的富锌底漆加至100％；所述石墨烯采用金属改性剂处理，所述金属改性剂为锌掺杂二氧化钛纳米颗粒，所述锌掺杂二氧化钛纳米颗粒的添加量为石墨烯的20％(质量比)；石墨烯与锌掺杂二氧化钛纳米颗粒之间的结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法，得到混合物a；将混合物a作为底漆改性填料加入富锌底漆中，添加比例占富锌底漆质量的1％(质量比)，两者之间结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法。
实施例四
本实施例的桥梁用防腐底漆，本实施例的桥梁用防腐底漆，底漆原料按质量比包括3％的石墨烯填料、余量的富锌底漆加至100％；所述石墨烯采用金属改性剂处理，所述金属改性剂为二氧化钛掺杂氮素，所述二氧化钛掺杂氮素的添加量为石墨烯的40％(质量比)；石墨烯与二氧化钛掺杂氮素的结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法，得到混合物a；将混合物a作为底漆改性填料加入富锌底漆中，添加比例占富锌底漆质量的4％，两者之间结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法。
实施例五
本实施例的桥梁用防腐底漆，底漆原料按质量比包括1％的石墨烯填料、余量的富锌底漆加至100％；所述石墨烯采用金属改性剂处理，所述金属改性剂为二氧化硅掺杂氮素，所述二氧化硅掺杂氮素的添加量为石墨烯的15％(质量比)；石墨烯与二氧化硅掺杂氮素之间的结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法，得到混合物a；将混合物a作为底漆改性填料加入富锌底漆中，添加比例占富锌底漆质量的1.5％，两者之间结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法。
实施例六
本实施例的桥梁用防腐底漆，底漆原料按质量比包括0.2-5％的石墨烯填料、余量的富锌底漆加至100％；所述石墨烯采用金属改性剂处理，所述金属改性剂为ce，所述ce的添加量为石墨烯的30％质量比；石墨烯与ce之间的结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法，得到混合物a；将混合物a作为底漆改性填料加入富锌底漆中，添加比例占富锌底漆质量的3％，两者之间结合方式可采用水热法、共沉淀法或浸渍法。
上述实施例例中，水热法、共沉淀法、浸渍法均为现有技术，只要能使物料充分混合分散均匀即可达到发明目的。
上述实施例的桥梁用防腐底漆的性能指标如下：
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，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宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。