一种石墨烯冷涂锌防腐涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种涂料及制备方法，具体讲涉及一种石墨稀冷涂锌防腐涂料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 冷涂锌防腐涂料又称涂膜镀锌、锌基涂镀等，是一种特殊的单组分富锌涂料。冷涂 锌干膜中锌粉含量高达96%，在重防腐的腐蚀环境下，不仅为钢铁提供良好的阴极保护作 用，而且冷涂锌中特殊的树脂和氧化锌盐可为涂层提供屏障保护作用，因而具有优异的防 腐性能。但是，由于冷涂锌涂料干膜中锌粉含量高，树脂含量低，现有冷涂锌产品存在以下 不足：①冷涂锌涂层与钢材的附着力低：在现有的冷涂锌产品中，附着力高的可达到 5. OMPa，低的只有1.0~1.5MPa，HG/T 3668-2009Z中对富锌底漆的要求为无机型2 3. OMPa; 有机型2 6.OMPa。②涂层柔韧性差，耐冲击性指标不能满足要求。
[0003] 石墨烯是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料。石墨烯具有高比 表面积、快速导电性、突出的力学性能，在涂料中与树脂混合后，可显著提高涂料的力学性 能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是:针对现有技术的不足，提供一种涂层耐冲击性好、与钢材附着力 高的石墨烯冷涂锌防腐涂料及其制备方法。
[0005] 实现本发明目的技术方案如下：
[0006] -种石墨烯冷涂锌防腐涂料，涂料包括按质量份计的下述组份:锌粉，75~85份； 有机树脂，2~3份;溶剂，15~25份;石墨烯，0.1~2份;分散剂，0.1~1份;抗沉降剂，0.1~1 份。
[0007] 进一步的，锌粉是平均粒径< 5μπι的锌含量2 99.5%的锌粉;有机树脂为环氧酯、 丙烯酸、高氯化聚乙烯、聚苯乙烯或聚硅氧烷;溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、正丁醇或高沸点 方香经。
[0008] 进一步的，石墨稀是石墨经氧化，然后进行剥离得到的；氧化方式优选自Hummers 法、Staudenmaier法或Brodie法;剥离方式优选自微波剥离、热解膨胀剥离或超声分散。
[0009] 进一步的，分散剂为有机硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或KH550。
[0010] 进一步的，抗沉降剂至少为有机膨润土、聚酰胺蜡或气相二氧化硅中的一种。
[0011] 进一步的，一种石墨烯冷涂锌防腐涂料的制备方法，该方法将石墨烯、分散剂和一 部分溶剂混合，超声分散均匀;将有机树脂与剩下溶剂混合溶解;然后将分散好的石墨烯液 加入溶解的树脂液中，高速分散均匀;最后加入锌粉、抗沉降剂，再次高速分散均匀，得到石 墨稀冷涂锌防腐涂料。
[0012] 和最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
[0013] 1.涂层附着力、耐冲击性好，防腐性能优异；
[0014] 2.单组分，施工方便；
[0015] 3.具有良好的抗静电性，可用于防静电涂层。
【具体实施方式】
[0016] 下面通过具体实施例，对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应以权利要求保护的范围为准。 [00 17] 实施例1:
[0018] 石墨烯，1份;钛酸酯偶联剂，0.5份；丙烯酸树脂，2.5份;醋酸乙酯，20份；锌粉， 75.5份;有机膨润土，0.5份。
[0019] ⑴将1份石墨烯、0.5份钛酸酯偶联剂和10份醋酸乙酯混合，超声分散均匀，得到 石墨烯液；
[0020] (2)将2.5份丙烯酸树脂与10份醋酸乙酯混合溶解，得到树脂液；
[0021] ( 3)将步骤（1)中的石墨烯液11.5份加入步骤（2)的树脂液12.5份中，800~ lOOOrpm分散均匀，然后加入75.5份锌粉、0.5份有机膨润土，1200~1500rpm分散均匀，经过 滤后，得到石墨烯冷涂锌防腐涂料。
[0022] 实施例2:
[0023]石墨烯，1份;KH550，0.5份;聚苯乙烯，2.5份;高沸点芳香烃溶剂，20份;锌粉，75.5 份;气相二氧化娃，〇. 5份。
[0024] (1)将1份石墨烯、0.5份KH550和10份高沸点芳香烃溶剂混合，超声分散均匀，得到 石墨烯液；
[0025] (2)将2.5份聚苯乙烯树脂与10K高沸点芳香烃溶剂混合溶解，得到树脂液；
[0026] ( 3)将步骤（1)中的石墨烯液11.5份加入步骤（2)的树脂液12.5份中，800~ lOOOrpm分散均匀，然后加入75.5份锌粉、0.5份气相二氧化硅，1200~1500rpm分散均匀，经 过滤后，得到石墨烯冷涂锌防腐涂料。
[0027] 实施例3:
[0028]石墨烯，0.5份;钛酸酯偶联剂，0.8份;丙烯酸树脂，2.5份;醋酸乙酯，18份;锌粉， 77.8份;有机膨润土，0.4份。
[0029] (1)将0.5份石墨烯、0.8份钛酸酯偶联剂和8份醋酸乙酯混合，超声分散均匀，得到 石墨烯液；
[0030] (2)将2.5份丙烯酸树脂与10份醋酸乙酯混合溶解，得到树脂液；
[0031] (3)将步骤（1)中的石墨烯液9.3份加入步骤⑵的树脂液12.5份中，800~1 OOOrpm 分散均匀，然后加入77.8份锌粉、0.4份有机膨润土，1200~1500rpm分散均匀，经过滤后，得 到石墨烯冷涂锌防腐涂料。
[0032] 实施例4:
[0033]石墨烯，0.5份;KH550，0.8份；聚苯乙烯，2.5份；高沸点芳香烃溶剂，18份;锌粉， 77.8份;气相二氧化硅，0.5份。
[0034] (1)将0.5份石墨烯、0.8份KH550和8份高沸点芳香烃溶剂混合，超声分散均匀，得 到石墨烯液；
[0035] (2)将2.5份聚苯乙烯树脂与10K高沸点芳香烃溶剂混合溶解，得到树脂液；
[0036] (3)将步骤（1)中的石墨烯液9.3份加入步骤(2)的树脂液12.5份中，800~1 OOOrpm 分散均匀，然后加入77.8份锌粉、0.5份气相二氧化硅，1200~1500rpm分散均匀，经过滤后， 得到石墨烯冷涂锌防腐涂料。
[0037]将上述实施例1~4制备的涂料分别固化成膜后，所形成的涂膜性能如表1。
[0038]表1:性能测试结果
[0039]
[0040] 表1的数据说明经本发明方法制备的石墨烯冷涂锌防腐涂料具备很强的涂层附着 力、耐冲击性好，防腐性能优异及耐腐蚀性好的效果，并还具有良好的抗静电性，可用于防 静电涂层。
[0041] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人 员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些 未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之 内。
【主权项】
1. 一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其特征在于，所述涂料包括按质量份计的下述组份： 锌粉，75~85份;有机树脂，2~3份;溶剂，15~25份;石墨烯，0.1~2份； 分散剂，〇. 1~1份;抗沉降剂，〇. 1~1份。2. 如权利要求1所述的一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其特征在于，所述锌粉是平均粒径 < 5μπι的锌含量2 99.5%的锌粉。3. 如权利要求1所述的一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其特征在于，所述有机树脂为环氧 酯、丙烯酸、高氯化聚乙烯、聚苯乙烯或聚硅氧烷。4. 如权利要求1所述的一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其特征在于，所述溶剂为醋酸乙 酯、醋酸丁酯、正丁醇或高沸点芳香烃。5. 如权利要求1所述的一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯是石墨经 氧化，然后进行剥离得到的。6. 如权利要求5所述的一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其特征在于，所述氧化方式优选自 Hummers法、Staudenmai er法或Brodi e法。7. 如权利要求5所述的一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其特征在于，所述剥离方式优选自 微波剥离、热解膨胀剥离或超声分散。8. 如权利要求1所述的一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其特征在于，所述分散剂为有机硅 烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或KH550。9. 如权利要求1所述的一种石墨烯冷涂锌防腐涂料，其特征在于，所述抗沉降剂至少为 有机膨润土、聚酰胺蜡或气相二氧化硅中的一种。10. -种制备如权利要求1所述的一种石墨烯冷涂锌防腐涂料的方法，其特征在于，该 方法将石墨烯、分散剂和一部分溶剂混合，超声分散均匀；将有机树脂与剩下溶剂混合溶 解;然后将分散好的石墨烯液加入溶解的树脂液中，高速分散均匀；最后加入锌粉、抗沉降 剂，再次高速分散均匀，得到石墨烯冷涂锌防腐涂料。
【专利摘要】本发明涉及一种石墨烯冷涂锌防腐涂料及其制备方法，涂料包括按质量份计的下述组份：锌粉75～85份，有机树脂2～3份，溶剂15～25份，石墨烯0.1～2份，分散剂0.1～1份，抗沉降剂0.1～1份，制备该涂料的方法是首先按组分配比称取原料，将石墨烯、分散剂和一部分溶剂混合，超声分散均匀；将有机树脂与剩下溶剂混合溶解；然后将分散好的石墨烯液加入溶解的树脂液中，高速分散均匀。最后加入锌粉、抗沉降剂，再次高速分散均匀，得到石墨烯冷涂锌防腐涂料。该涂料的优点是：涂层附着力、耐冲击性好，防腐性能优异；单组分，施工方便；具有良好的抗静电性，可用于防静电涂层。
【IPC分类】C09D133/00, C09D5/24, C09D5/10, C09D125/06
【公开号】CN105566973
【申请号】CN201510717444
【发明人】杨瑞, 原玲, 刘虎, 辛*, 曹文健
【申请人】中国航空工业集团公司北京航空材料研究院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年10月29日