阅读说明：本技术 一种水性石墨烯环氧富锌涂料制备方法 (Preparation method of water-based graphene epoxy zinc-rich coating ) 是由 郝玉峰 陆洪彬 徐海涛 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本技术发明提出一种水性石墨烯环氧富锌涂料及其制备方法,属于防腐涂料技术领域。该水性石墨烯环氧富锌涂料防腐蚀效果持久,其在附着力、热稳定性、机械性能和疏水性方面也性能优越,同时不含有游离甲醛,可以达到更安全环保的功效。该水性石墨烯环氧富锌涂料由以下组分按质量份制备而成：水性环氧树脂30~35份、锌粉30~50份、三聚磷酸铝5~8份、磷酸锌3~5份、其它颜填料6~8份、水性环氧固化剂3~5份和多功能助剂(分散剂：消泡剂：流平剂：硅烷偶联剂=3:1:1:1)0.5份、去离子水10~20份和石墨烯纳米片0.5份。本技术方案能够应用于室外金属部件的防腐、粉刷、涂覆。(The invention provides a water-based graphene epoxy zinc-rich paint and a preparation method thereof, belonging to the technical field of anticorrosive paints. The water-based graphene epoxy zinc-rich coating has a lasting anti-corrosion effect, is excellent in adhesive force, thermal stability, mechanical property and hydrophobicity, does not contain free formaldehyde, and can achieve the effects of being safer and more environment-friendly. The water-based graphene epoxy zinc-rich coating is prepared from the following components in parts by mass: 30-35 parts of water-based epoxy resin, 30-50 parts of zinc powder, 5-8 parts of aluminum tripolyphosphate, 3-5 parts of zinc phosphate, 6-8 parts of other pigments and fillers, 3-5 parts of water-based epoxy curing agent, 0.5 part of multifunctional auxiliary agent (dispersing agent: defoaming agent: leveling agent: silane coupling agent =3:1:1: 1), 10-20 parts of deionized water and 0.5 part of graphene nanosheet. The technical scheme can be applied to corrosion prevention, painting and coating of outdoor metal parts.)

一种水性石墨烯环氧富锌涂料制备方法

技术领域

本发明专利技术提出一种水性石墨烯环氧富锌涂料及其制备方法，属于防腐涂料技术领域。

背景技术

随着经济的迅速发展，空气污染、雨水酸化的问题也日益严峻，户外金属设备防腐问题日趋重要。活泼性不同金属接触时较活泼金属会加速腐蚀；雨水中的溶氧量、pH值、温度等因素均在一定程度上影响设备的腐蚀。因而户外金属设备对其防腐涂层要求很高。我国每年因腐蚀造成的经济损失约占GDP的3% ~ 5%，2014年全年腐蚀损失超过2.1万亿元。腐蚀问题已越来越受到人们重视，开发新型、高效防腐材料具有重要的现实意义和经济意义。

自从2004年问世以来，石墨烯引起了人们的广泛关注。这是一种只有一个碳原子层厚度的新型碳纳米材料，具有较好的化学惰性，在氧化或者腐蚀性环境能够稳定存在。将石墨烯加入防腐涂料能够提高涂料的防腐性能。

利用本技术，可以制备出一种无挥发性有机物排放的环保高性能水性石墨烯环氧富锌涂料。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种防腐蚀涂料，通过优化各种原材料组分以及工艺流程，以制备出环保高性能的水性石墨烯环氧富锌涂料。

本发明的技术方案如下。

该技术包括水性环氧树脂的制备、水性环氧固化剂的制备、水性石墨烯环氧富锌涂料的制备、水性石墨烯环氧富锌涂料等模块的制备。

所述水性环氧树脂制备方案：先将环氧稀释剂与环氧树脂E51搅拌至均匀透明，然后加入二乙醇胺，得到改性环氧树脂。再加入冰醋酸中和后，在搅拌状态下滴加去离子水即可得到水性环氧树脂。

所述水性环氧固化剂制备方案：先将对苯二胺溶于丙二醇甲醚，在搅拌状态下滴加改性环氧树脂，用冰醋酸中和后，加入去离子水即得到水性环氧固化剂。

所述水性环氧富锌涂料制备方案：搅拌水性环氧树脂的同时加入颜填料，待体系分散、研磨后，加入助剂，加适量去离子水得到A组分。向A组分中加入水性环氧固化剂，制备出水性环氧富锌涂料。

所述水性石墨烯环氧富锌涂料制备方案：向水性环氧富锌涂料中加入石墨烯纳米片，制备出水性石墨烯环氧富锌涂料。

所述水性石墨烯环氧富锌涂料的制备方案能够通过优化各个原料的用量以及制备参数达到提高涂料防腐性能的目的。

附图说明

附图是本发明中水性石墨烯环氧富锌涂料的制备流程图。

其中图1是水性环氧树脂制备流程图，图2是水性环氧固化剂制备流程图，图3是水性环氧富锌涂料和水性石墨烯环氧富锌涂料制备流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明专利作进一步详细说明。

实施案例如下。

水性环氧树脂的制备

首先将环氧稀释剂（12~14烷基缩水甘油醚，AGE）与环氧树脂（E51）在65℃下搅拌50min至均匀透明，然后加入二乙醇胺（Diethanolamine, DEOA）与环氧树脂反应，得到改性环氧树脂。环氧稀释剂与环氧树脂的质量比为1:1，二乙醇胺与环氧树脂的摩尔比 n(DEOA) : n(E51) = 0.45 : 1， 再加入冰醋酸（HAc）中和后，在搅拌状态下滴加去离子水使体系形成水包油相，最后稀释至合适固含量即得水性环氧树脂。

水性环氧固化剂的制备

将对苯二胺（PPDA）溶于丙二醇甲醚，得到均匀透明暗红色液体，按照n(PPDA) : n(E51) = 4 : 1的摩尔比值，在搅拌状态下滴加步骤1中制备的改性环氧树脂，以n(HAc) :n(PPDA) = 1.2 : 1的摩尔比值，用冰醋酸中和后加入去离子水稀释至合适固含量，即可得到水性环氧固化剂。

水性环氧富锌涂料的制备

按下表配方将水性环氧树脂加至物料桶中，在中低速搅拌下依次加入锌粉、三聚磷酸铝、磷酸锌以及其他颜填料，待体系混匀后高速分散20min，经砂浆机研磨5min，加入各种助剂（用于改善涂层的性能，包括分散剂3份、消泡剂1份、流平剂1份、硅烷偶联剂1份），加适量的去离子水调节体系至合适粘度即得到了A组分，按配方剂量向A组分中加入B组分（水性环氧固化剂），搅拌均匀后200目滤纸过滤，静置消泡；控制环氧基与活泼氢摩尔比为1.4:1、颜填料体积浓度（Pigment Volume Concentration, PVC）为35%，制备出水性环氧富锌涂料。

水性石墨烯环氧富锌涂料的制备

按0.5 wt%的质量百分比向步骤3制备的水性环氧富锌涂料中加入石墨烯纳米片（graphene nanosheet, GN），超声搅拌并研磨，使石墨烯充分均匀与其它组分进行混合，制备出水性石墨烯环氧富锌涂料。