本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性白石墨烯復(fù)合防腐涂料及其制備。
背景技術(shù)：
金屬材料在人類生活中占據(jù)重要地位，在工業(yè)生產(chǎn)中，金屬結(jié)構(gòu)件因常年接觸高溫氣體、濕氣和煙塵，極易腐蝕，從而顯著降低金屬材料的力學(xué)性能、破壞金屬結(jié)構(gòu)件的幾何形狀、縮短設(shè)備的使用壽命，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此尋找有效的技術(shù)手段來實現(xiàn)金屬材料的防腐成為全球各國關(guān)注的目標(biāo)。
在眾多防腐技術(shù)中，涂料的防腐技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。防腐涂料是低成本保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)件遠(yuǎn)離腐蝕的最佳材料，主要用于各類建筑行業(yè)、鋼鐵設(shè)施、鐵路橋梁、輸油管道、船舶及海洋工程等防腐環(huán)境中。由于防腐涂料是將金屬結(jié)構(gòu)件與外部環(huán)境隔絕開來，因此要求防腐涂料具有優(yōu)異的附著力、耐高溫、耐鹽霧性、耐磨性和機械強度。而現(xiàn)有的防腐涂料在高溫、高濕、光照、酸雨等因素的影響下防腐涂層容易失效，從而失去對設(shè)備的防腐作用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，有必要針對上述現(xiàn)有防腐涂料的不足，提供一種具有優(yōu)異的附著力、耐高溫、耐鹽霧性、耐磨性和機械強度性能的改性白石墨烯復(fù)合防腐涂料及其制備。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案：
一種改性白石墨烯復(fù)合防腐涂料，原料按重量份包括：18-68.5份基體樹脂，5-20份顏填料，0.4-1.5份分散劑，0.1-0.5份消泡劑，20-30份溶劑，1-20份改性白石墨烯，0-10份固化劑。
進(jìn)一步的，所述的基體樹脂包括環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、飽和聚酯、丙烯酸樹脂中的一種或幾種；
所述的顏填料包括鈦白粉、炭黑、氧化鐵紅、酞青藍(lán)、中鉻黃、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇中的一種或幾種；
所述的分散劑包括合成高分子類、多價羧酸類、硅酸鹽類中的一種；
所述的消泡劑包括有機硅類、丙烯酸脂類中的一種；
所述的溶劑包括水、二甲苯/正丁醇/醋酸乙酯混合溶劑、丙二醇甲醚、酮類中的一種或幾種；
所述的固化劑包括胺類樹脂、多異氰酸酯樹脂、氨基樹脂中的一種。
本發(fā)明的改性白石墨烯復(fù)合防腐涂料的制備，包括：
步驟1)改性白石墨烯的制備：將5-10層的白石墨烯用表面活性劑處理，得到改性白石墨烯分散液；
步驟2)將基體樹脂、顏填料、分散劑、消泡劑溶于溶劑中攪拌均勻得到基體樹脂溶液；將步驟1)制得的改性白石墨烯分散液與基體樹脂溶液攪拌均勻；再加入固化劑，攪拌混合均勻，即制得所述防腐涂料。
進(jìn)一步的，步驟1)所述表面活性劑處理方式為在質(zhì)量濃度為0.1％的表面活性劑水溶液浸泡24h。
進(jìn)一步的，步驟1)所述的表面活性劑包括長鏈路易斯堿、長鏈路易斯酸、季銨化物、磺酸化物、非離子型表面活性劑中的一種。
進(jìn)一步的，所述長鏈路易斯堿為胺類；所述長鏈路易斯酸為硼烷類；所述季銨化物為烷基三甲基季銨鹽、烷基二甲基芐基季銨鹽、二烷基二甲基季銨鹽中的一種；所述磺酸化物為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、甘膽酸鈉中的一種；所述非離子型表面活性劑為聚醚、聚酯、聚乙烯醇、纖維素衍生物中的一種。
本發(fā)明的有益效果為：
(1)經(jīng)過改性的白石墨烯有良好的隔離氣體的性能和高的強度，原子級厚度的改性白石墨烯能進(jìn)一步降低涂層厚度，增加對基材的附著力，提升涂料的耐磨性能、耐鹽霧性能和機械強度而其他性能不受影響；
(2)本發(fā)明的防腐涂料防腐性能超過現(xiàn)有的重防腐涂料，并具有真正的綠色環(huán)保功能，可廣泛應(yīng)用于海洋工程、交通運輸、大型工業(yè)設(shè)備及市政工程設(shè)施等領(lǐng)域的涂裝保護(hù)。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步清楚、完整地描述。需要說明的是，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
白石墨烯作為一種新型材料，因其獨特的性能在金屬防腐領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。首先白石墨烯為單層或少層六方氮化硼，具有石墨烯原子級厚度的二維特性，阻隔氣體的能力非常強，能在金屬結(jié)構(gòu)件和活性介質(zhì)間形成物理阻隔層，阻止擴散滲透的進(jìn)行；其次，白石墨烯具有化學(xué)惰性和熱穩(wěn)定性，在高溫、高濕、光照、酸雨等因素的影響下都能保持穩(wěn)定；另外，白石墨烯強度非常高，具有普通涂料所不具備的耐磨性和機械強度。本發(fā)明采用改性后的白石墨烯應(yīng)用于防腐涂料中，能夠大大改善防腐涂料的各項功能。
實施例1
步驟1)改性白石墨烯的制備：將5-10層的白石墨烯用0.1％的長鏈硼烷水溶液浸泡24h，得到長鏈硼烷改性的白石墨烯溶液。
步驟2)將43.9份醇酸樹脂、12份碳酸鈣、7.5份鈦白粉、0.5份炭黑、1份BYK UMEN、0.1份BYK 065溶于25份二甲苯/正丁醇/醋酸乙酯混合溶劑中攪拌均勻得到基體樹脂溶液；將步驟1)制得的5份改性白石墨烯分散液與上述基體樹脂溶液攪拌均勻，即制得復(fù)合改性白石墨烯的高性能醇酸樹脂防腐涂料。
實施例2
步驟1)改性白石墨烯的制備：將5-10層的白石墨烯用0.1％的油胺水溶液浸泡24h，得到油胺改性的白石墨烯溶液。
步驟2)將33份環(huán)氧改性丙烯酸樹脂、12份硫酸鋇、8份氧化鐵紅、1.5份Tego 740W、0.5份Tego 810溶于30份水中攪拌均勻得到基體樹脂；將步驟1)制得的10份改性白石墨烯分散液與上述基體樹脂液攪拌均勻，即制得復(fù)合改性白石墨烯的高性能環(huán)氧改性丙烯酸樹脂防腐涂料。
實施例3
步驟1)改性白石墨烯的制備：將5-10層的白石墨烯用0.1％的十二烷基磺酸鈉浸泡24h，得到長鏈硼烷改性的白石墨烯溶液。
步驟2)將43.9份環(huán)氧樹脂、12份滑石粉、8份氧化鐵紅、1份BYK P-104、0.1份BYK 066N溶于20份二甲苯/正丁醇/醋酸乙酯混合溶劑中攪拌均勻；將步驟1)制得的15份改性白石墨烯分散液與環(huán)氧樹脂溶液攪拌均勻；再加入10份二乙烯三胺，攪拌混合均勻，即制得復(fù)合改性白石墨烯的高性能環(huán)氧樹脂防腐涂料。
實施例4
步驟1)改性白石墨烯的制備：將5-10層的白石墨烯用0.1％的聚乙烯醇水溶液浸泡24h，得到油胺改性的白石墨烯溶液。
步驟2)將20份環(huán)氧乳液、6份滑石粉、6份硫酸鋇、2份酞青藍(lán)、4份鈦白粉、1.5份BYK 155/35、0.5份Tego 810溶于30份水中攪拌均勻；將步驟1)制得的20份改性白石墨烯分散液與環(huán)氧樹脂溶液混合，攪拌均勻；再加入10份陶氏EH-3固化劑(含質(zhì)量百分百為70％的聚-亞甲基環(huán)己胺)，攪拌混合均勻，即制得復(fù)合改性白石墨烯的高性能水性環(huán)氧防腐涂料。
為驗證本發(fā)明的技術(shù)效果，將本發(fā)明與對比樣品進(jìn)行性能測試，對比樣品包括對比例1-4，對比例1-4所用配方與制法分別與實施例1-4相同，唯一區(qū)別是其中未加入改性白石墨烯。
表1中為測定實施例1-4中所制備得到的高性能防腐涂料及對比例1-4制備的未加白石墨烯的涂料的性能參數(shù)：
表1各實施例所得的高性能防腐涂料的性能數(shù)據(jù)
從上表可知，本發(fā)明的制備方法可以大幅度提高防腐涂料的耐鹽霧性能、附著力和機械強度。
以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。