環(huán)氧防腐涂料主要技術(shù)指標

《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》涉及一種防腐涂料及其制備方法，具體地，《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》涉及一種基于環(huán)氧樹脂的，且含有石墨烯的富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法。

一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法專利目的

針對專利背景中相關(guān)技術(shù)的不足，《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》需要提供一種能夠降低富鋅涂料的含鋅量且保證防腐性能（耐鹽霧時間）的富鋅環(huán)氧防腐涂料，所述涂料應(yīng)當具有耐酸堿性能，硬度較高、柔韌性好，漆膜較薄且環(huán)境友好的特性。該發(fā)明的目的之一在于提供一種防腐環(huán)氧樹脂涂料，所述防腐涂料涂抹后形成的漆膜的厚度較薄、柔韌性較好、硬度較高，且環(huán)境友好；目的之二在于提供一種該發(fā)明目的之一所述的防腐涂料的制備方法。

一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法技術(shù)方案

一種防腐環(huán)氧樹脂涂料，包括能固化成膜的甲組份和含有固化劑的乙組分；其中，甲組份按重量百分比包括如下組分：石墨烯占0.1-5重量百分比，鋅粉占0-35重量百分比，填料占30-70重量百分比，固含量為54%的環(huán)氧樹脂占10-20重量百分比，溶劑占10-20重量百分比；其中，石墨烯、鋅粉和填料的質(zhì)量百分含量之和為60-80重量百分比，例如61重量百分比、64重量百分比、66重量百分比、68重量百分比、73重量百分比、76重量百分比、77重量百分比、79重量百分比等，所述甲組份各組分質(zhì)量百分含量之和為100重量百分比。

《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》利用石墨烯具有超大的比表面積、優(yōu)異的防腐性能、導電性能，以及良好的化學穩(wěn)定性，制備了一種防腐效果好、使用壽命長、無毒無污染、涂料涂層薄、使用范圍廣的新型復(fù)合涂料。

《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》將石墨烯加入到防腐涂料中，大大降低了涂料漆膜的厚度；通過對各組分的選擇，在保證防腐效果的同時，大大降低了鋅粉的含量，克服了富鋅涂料以犧牲鋅粉為代價的防腐方式，大大減少了在焊接時產(chǎn)生的氧化鋅霧氣，環(huán)境友好。

《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》所述乙組分選自能夠固化甲組份所述環(huán)氧樹脂的任意固化劑和溶劑的組合，該領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)自己掌握的專業(yè)知識和實際情況進行選擇。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述防腐環(huán)氧樹脂涂料包括能固化成膜的甲組份和含有固化劑的乙組分；其中，甲組份按重量百分比包括如下組分：石墨烯占0.1-5重量百分比，鋅粉占0-35重量百分比，填料占30-70重量百分比，固含量為54%的環(huán)氧樹脂占14-18重量百分比，溶劑占12-16重量百分比；其中，石墨烯、鋅粉和填料的質(zhì)量百分含量之和為60-80重量百分比，所述甲組份各組分質(zhì)量百分含量之和為100重量百分比。

作為進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述防腐環(huán)氧樹脂涂料包括能固化成膜的甲組份和含有固化劑的乙組分；其中，甲組份按重量百分比包括如下組分：石墨烯占0.1-5重量百分比，鋅粉占0-35重量百分比，填料占30-70重量百分比，固含量為54%的環(huán)氧樹脂占16重量百分比，溶劑占14重量百分比；其中，石墨烯、鋅粉和填料的質(zhì)量百分含量之和為60-80重量百分比，所述甲組份各組分質(zhì)量百分含量之和為100重量百分比。

優(yōu)選地，所述石墨烯是石墨經(jīng)氧化，然后進行剝離得到的。

優(yōu)選地，所述氧化方式優(yōu)選自Hummers法、Staude納米aier法或Brodie法中的任意1種。

Brodie法是首先用發(fā)煙HNO₃處理天然微粉石墨，石墨被氧化時，硝酸離子侵人石墨片層間，然后再投入KClO₄進一步氧化，隨后將反應(yīng)物投人大量水中，進行過濾，水洗至濾液接近中性后，干燥，得到氧化石墨。

Staudemaier法是用濃硫酸和發(fā)煙硝酸混合酸對石墨粉進行處理，同樣也是以KClO₄為氧化劑。

Hummers法是將石墨粉和無水硝酸鈉（NaNO₃）加入到置于冰浴內(nèi)的濃硫酸中，強力攪拌下加入KMnO₄，并用體積分數(shù)3%H₂O₂還原剩余的高錳酸鉀和MnO₂，使其變?yōu)闊o色可溶的MnSO₄。在雙氧水的處理下，懸浮液變成亮黃色。過濾、洗滌3次，然后真空脫水得到。所得到的氧化石墨片層具有褶鈹型結(jié)構(gòu)，且含氧量較大，官能團較為豐富，在純水中可良好分散。

優(yōu)選地，所述剝離方式優(yōu)選自微波剝離、熱解膨脹剝離、超聲分散中的任意1種。

《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》所述涂料中，石墨烯的含量可以是0.2重量百分比、0.7重量百分比、1.2重量百分比、1.6重量百分比、1.9重量百分比、2.2重量百分比、2.7重量百分比、3.2重量百分比、3.7重量百分比、4.2重量百分比、4.6重量百分比、4.9重量百分比、5.2重量百分比、5.7重量百分比、6.2重量百分比、6.7重量百分比、7.2重量百分比、7.6重量百分比、7.9重量百分比、8.2重量百分比、8.7重量百分比、9.2重量百分比、9.7重量百分比等。石墨烯的含量過多，容易發(fā)生團聚；石墨烯的含量過少，為了達到相同的環(huán)保效果，必須提高鋅粉的含量，不利于環(huán)保。

優(yōu)選地，所述溶劑選自能夠分散石墨烯的溶劑，優(yōu)選自苯類、酮類、醇類、酯類溶劑中的任意1種或至少2種的組合；所述組合例如苯和丙二醇的組合，甲苯與甘油的組合，二甲苯與丁酮的組合，甲苯與異丁醇的組合，二甲苯與丙酮的組合，甲苯與乙酸乙酯的組合等。

《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》所述溶劑優(yōu)選自由二甲苯和異丁醇按重量比為1:1-4:1配制的混合溶劑，優(yōu)選自由二甲苯和異丁醇按重量比為3:1配制的混合溶劑。選用質(zhì)量比為1:1-4:1的二甲苯和異丁醇的混合溶劑，能夠更加有效阻止石墨烯的團聚，使石墨烯在所述防腐涂料中分散的更加均勻。

所述溶劑選擇二甲苯和異丁醇的混合溶劑時，兩者的質(zhì)量比可以是1.1:1、1.4:1、1.8:1、2.1:1、2.5:1、3:1、3.1:1、3.4:1、3.6:1、3.9:1等。

優(yōu)選地，所述填料選自硫酸鋇、ST防銹粉、滑石粉、有機膨潤土、蒙脫土，鈦白粉中的任意1種或至少2種以上的組合，所述組合例如硫酸鋇/ST防銹粉的組合、滑石粉/鈦白粉的組合、滑石粉/有機膨潤土的組合等，優(yōu)選硫酸鋇。

優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，優(yōu)選雙酚A型環(huán)氧樹脂SM-601，進一步優(yōu)選三木化工的雙酚A型環(huán)氧樹脂SM-601。

雙酚A型環(huán)氧樹脂對各種材料特別是對金屬的黏著力很強、有很強的耐化學腐蝕性、力學強度很高、電絕緣性好、耐腐蝕，并且可以在相當寬的溫度范圍內(nèi)固化，而且固化時體積收縮小。

優(yōu)選地，所述固含量為54%的環(huán)氧樹脂的分散溶劑為二甲苯。

進一步優(yōu)選地，所述固含量為54%的環(huán)氧樹脂為以二甲苯為溶劑配制得到的固含量為54%的雙酚A型環(huán)氧樹脂SM-601溶液。

江蘇三木化工生產(chǎn)的雙酚A環(huán)氧樹脂SM-601主要是由環(huán)氧氯丙烷和雙酚A兩種物質(zhì)合成，通過控制生產(chǎn)過程中的條件而生成的固態(tài)產(chǎn)品，該領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過掌握的專業(yè)知識選擇適當?shù)姆稚⑷軇瑢⒐虘B(tài)的SM-601分散成液體使用，《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》優(yōu)選采用二甲苯來分散SM-601。

《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》所述SM-601雙酚A環(huán)氧樹脂的外觀為透明固體，無明顯機械雜質(zhì)，環(huán)氧值0.18~0.22當量/100克，無機氯≤300百萬分比濃度，易皂化氯≤0.5％，揮發(fā)份≤0.5%，加德納法色澤≤1.5；軟化點60~76℃。

優(yōu)選地，《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》所述乙組分包括固化劑和溶劑。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》乙組分所述固化劑為丙烯酸樹脂固化劑或聚酰胺樹脂固化劑中的任意1種或至少2種的組合。優(yōu)選地，所述乙組分溶劑選自由二甲苯和異丁醇按重量比為1:1配制成的混合溶劑。

優(yōu)選地，乙組分中固化劑和溶劑的質(zhì)量比為1:1。

優(yōu)選地，所述防腐涂料中，甲組分和乙組分的質(zhì)量配比為8:1-12:1，優(yōu)選10:1。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》所述防腐環(huán)氧樹脂涂料包括如下組分：

甲組份：石墨烯占0.1-5重量百分比，鋅粉占0-35重量百分比，填料占30-70重量百分比，固含量為54%的環(huán)氧樹脂占10-20重量百分比，溶劑占10-20重量百分比；其中，石墨烯、鋅粉和填料的質(zhì)量百分含量之和為60-80重量百分比，甲組份中各組分之和為100重量百分比；

乙組分：固化劑占50重量百分比，溶劑占50重量百分比；其中，乙組分中各組分之和為100重量百分比。

一種防腐涂料的制備方法，包括如下步驟：

I、所述防腐涂料甲組分的配制方法為：

（1）將甲組份配方量的環(huán)氧樹脂加入攪拌容器中，進行攪拌；

（2）然后依次加入甲組份配方量的溶劑、鋅粉、石墨烯和填料，繼續(xù)進行攪拌至分散均勻；

（3）將步驟（2）得到的混合物加入到三輯研磨機中研磨，制得甲組份；

優(yōu)選地，步驟（1）所述攪拌的轉(zhuǎn)速為1000-1500轉(zhuǎn)/分鐘，例如1050轉(zhuǎn)/分鐘、1150轉(zhuǎn)/分鐘、1200轉(zhuǎn)/分鐘、1250轉(zhuǎn)/分鐘、1340轉(zhuǎn)/分鐘、1350轉(zhuǎn)/分鐘、1400轉(zhuǎn)/分鐘、1450轉(zhuǎn)/分鐘等，優(yōu)選1200轉(zhuǎn)/分鐘。

優(yōu)選地，步驟（2）所述攪拌的轉(zhuǎn)速為2000-3000轉(zhuǎn)/分鐘，例如2050轉(zhuǎn)/分鐘、2150轉(zhuǎn)/分鐘、2200轉(zhuǎn)/分鐘、2250轉(zhuǎn)/分鐘、2340轉(zhuǎn)/分鐘、2450轉(zhuǎn)/分鐘、2700轉(zhuǎn)/分鐘、2850轉(zhuǎn)/分鐘、，2950轉(zhuǎn)/分鐘等，優(yōu)選2500轉(zhuǎn)/分鐘。

優(yōu)選地，步驟（3）所述研磨之后的粒度為20-60微米，例如26微米、34微米、45微米、52微米、57微米等，優(yōu)選40微米；

II、所述防腐涂料乙組分的配制方法為：

（4）依次將乙組分配方量的固化劑和溶劑混合，得到乙組分；

III、使用前將配置好的甲組份和乙組分混合得到防腐涂料。

一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法有益效果

（1）利用石墨烯具有超大的比表面積、優(yōu)異的防腐性能、導電性能，以及良好的化學穩(wěn)定性，制備了一種防腐效果好、使用壽命長、無毒無污染、涂料涂層薄、使用范圍廣的新型復(fù)合涂料；

（2）《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》將石墨烯加入到防腐涂料中，大大降低了涂料漆膜的厚度；通過對各組分的選擇，在保證防腐效果的同時，大大降低了鋅粉的含量（遠低于現(xiàn)行的HG/T3668-2009標準），克服了富鋅涂料以犧牲鋅粉為代價的防腐方式，大大減少了在焊接時產(chǎn)生的氧化鋅霧氣，環(huán)境友好；

（3）《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》提供的防腐涂料不但具有較長的耐鹽霧時間（最長能夠達到1000小時），且耐酸堿性能也很優(yōu)異，酸浸7天和堿浸15天均不會出現(xiàn)氣泡、裂痕、剝落、粉化、溶出的現(xiàn)象；

（4）《一種富鋅環(huán)氧防腐涂料及其制備方法》提供的防腐涂料制備工藝簡單，提供了一種將石墨烯應(yīng)用于防腐涂料的新思路。