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CN105505110A - 石墨烯涂镀锌防腐涂料及制备方法 - Google Patents

石墨烯涂镀锌防腐涂料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种石墨烯涂镀锌防腐涂料及制备方法，其中，石墨烯涂镀锌防腐涂料由包含以下重量份的组分制成：无水乙醇0.05~0.06份、二甲苯溶剂1.45~1.50份、有机膨润土0.16~0.5份、环己酮溶剂3.6~7.6份、乙二醇丁醚溶剂3.6~7.6份、防沉剂0.24~0.26份、锌粉55~76份、石墨烯浆料0.15~0.22份、环氧树脂15~25份、消泡剂份及流平剂0.12~0.15份。本发明技术方案主要采用石墨烯具有较佳的抗氧化性能，具有极佳的防腐性能，能够提高钢制材质的设备和建筑的使用寿命，同时还具有较好的附着力、耐老化性、防水性的优点。

Description

石墨烯涂镀锌防腐涂料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑涂料技术领域，特别涉及一种石墨烯涂镀锌防腐涂料及制备方法。
背景技术
目前建筑行业中，钢结构具有重量轻、抗震性好、工业化程度高等特点，与传统的砖瓦结构以及耗能高，大量耗费土地资源的混凝土结构相比，具有诸多优势，是当今建筑界的发展趋势。应用和推广钢结构建筑对促进我国国民经济建设的可持续发展具有重要意义。随着钢结构的逐步推广应用，关于钢结构的腐蚀与防护问题也逐渐受到建筑界的关注与重视。相对于传统的砖石和混凝土等建筑材料而言，在自然环境及各种工业环境下，钢质材料由于自然环境腐蚀作用而产生的破坏是最明显的，其后果是钢的锈蚀以及由此带来的设备与设施频繁维修、更换或报废，轻者导致巨大经济损失、影响正常生产秩序，重者可影响结构的可靠性和使用寿命，危及生命财产安全。然而，采用现代腐蚀技术与防护科学知识，合理选择耐蚀材料，可将腐蚀损失大幅度减少。因此，在我国大力发展钢结构建筑之时，重视与采用钢结构的先进防腐蚀技术，对于钢结构建筑的发展具有重要意义。
现有技术中通常在钢结构表面，采用锌材料阴极防护的方式，该防护方式是一种有效的防护手段，已经得到越来越多的应用，诸如热浸镀锌、电镀锌、电弧喷锌、热喷锌等工艺手段。鉴于这些工艺存在施工难度大、环境污染重、能耗高、锌层受损难修复等弊端，使得推广受限。采用一种锌防护的新材料一一富锌涂枓（有称冷涂锌、强力锌）取得了良好的效果。
随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，以及建筑师设计理念的提升，建筑物越来越高档、钢结构防腐要求越来越高，防腐年限越来越长。富锌涂料的采用仍不尽人意，比如盐雾试验行业标准为1000小时，标准低，不能满足沿海潮湿环境钢结构更长久的防腐要求及多功能方向的发展要求。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种石墨烯涂镀锌防腐涂料，旨在提高钢结构建筑和设备的防腐性能。
为实现上述目的，本发明提出的石墨烯涂镀锌防腐涂料：它由包含以下重量份的组分制成，
无水乙醇0.05~0.06份
二甲苯溶剂1.45~1.50份
有机膨润土0.16~0.5份
环己酮溶剂3.6~7.6份
乙二醇丁醚溶剂3.6~7.6份
防沉剂0.24~0.26份
锌粉55~76份
石墨烯浆料0.15~0.22份
环氧树脂15~25份
消泡剂和流平剂0.12~0.15份。
优选地，所述防沉剂的成分为聚酰胺蜡。
优选地，所述锌粉的目数为600~800目。
为实现上述目的，本发明提出的一种石墨烯涂镀锌防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
将有机膨润土0.16~0.5份和二甲苯溶剂1.45~1.50份加入容器中，以3000rpm的转速搅拌10min后使有机膨润土与二甲苯溶剂混合均匀后，加入无水乙醇0.05~0.06份作为活化剂，继续保持3000rpm的转速搅拌10～15min，得到黏稠状的活化膨润土；
将乙二醇丁醚溶剂3.6~7.6份、环己酮溶剂3.6~7.6份和防沉剂0.24~0.26份加入调漆罐中，以800rpm的转速搅拌一段时间后使乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂混合均匀后，向调漆罐中第一次加入适量的锌粉，同时将转速调整为500rpm持续搅拌5min，以使锌粉与乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂的混合物分散均匀；
将石墨烯浆料0.15~0.22份与余量的锌粉加入至调漆罐中，同时将转速调整为3000rpm持续搅拌15min，以使石墨烯浆料与调漆罐中各组分分散均匀；
将环氧树脂15~25份加入调漆罐中，同时将转速调整为1500rpm持续搅拌15min，以使环氧树脂与调漆罐中的各组分分散均匀；
将容器中的活化膨润土加入调漆罐中，同时将转速调整为1000rpm持续搅拌10min，以使活化膨润土与调漆罐中的各组分分散均匀；
将消泡剂和流平剂0.12~0.15份加入调漆罐中，同时将转速调整为200rpm持续搅拌10min，以使消泡剂和流平剂各自与调漆罐中的各组分分散均匀，经消泡后得到石墨烯涂镀锌防腐涂料。
优选地，第一加入适量锌粉与第二次加入余量锌粉的质量比为4：1。
本发明技术方案通过加入石墨烯浆料，提高导电性和“屏蔽”作用，进而大幅提升防腐性能，减少涂料固化时的体积收缩，提高涂层的耐磨性、粘结性，还能使涂料具有良好的贮存稳定性和耐热性，将该涂料涂于钢制材质的设备和建筑的表面后，能够大大提高防腐性能，延长使用寿命。本涂料同时还具有较好的附着力、耐老化性、防水性的优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种石墨烯涂镀锌防腐涂料：它由包含以下重量份的组分制成，
无水乙醇0.05~0.06份
二甲苯溶剂1.45~1.50份
有机膨润土0.16~0.5份
环己酮溶剂3.6~7.6份
乙二醇丁醚溶剂3.6~7.6份
防沉剂0.24~0.26份
锌粉55~76份
石墨烯浆料0.15~0.22份
环氧树脂15~25份
消泡剂和流平剂0.12~0.15%份。
本实施例中，防沉剂的成分为聚酰胺蜡或者聚酰胺蜡类。优选地，所述锌粉的目数为600~800目。在一可行的方案中，锌粉的目数可以选择600目、700目或者800目。
本发明的石墨烯涂镀锌防腐涂料由如下步骤制备：
S10、将有机膨润土0.16~0.5份和二甲苯溶剂1.45~1.50份加入容器中，以3000rpm的转速搅拌10min后使有机膨润土与二甲苯溶剂混合均匀后，加入无水乙醇0.05~0.06份作为活化剂，继续保持3000rpm的转速搅拌10～15min，得到黏稠状的活化膨润土。
S20、将乙二醇丁醚溶剂3.6~7.6份、环己酮溶剂3.6~7.6份及防沉剂0.24~0.26份加入调漆罐中，以800rpm的转速搅拌一段时间后使乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂混合均匀后，向调漆罐中第一次加入适量的锌粉，同时将转速调整为500rpm持续搅拌5min，以使锌粉与乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂的混合物分散均匀。
S30、将石墨烯浆料0.15~0.22份与余量的锌粉加入至调漆罐中，同时将转速调整为3000rpm持续搅拌15min，以使石墨烯浆料与调漆罐中各组分分散均匀。
S40、将环氧树脂15~25份加入调漆罐中，同时将转速调整为1500rpm持续搅拌15min，以使环氧树脂与调漆罐中的各组分分散均匀。
S50、将容器中的活化膨润土加入调漆罐中，同时将转速调整为1000rpm持续搅拌10min，以使活化膨润土与调漆罐中的各组分分散均匀。
S60、将消泡剂和流平剂0.12~0.15份加入调漆罐中，同时将转速调整为200rpm持续搅拌10min，以使消泡剂和流平剂各自与调漆罐中的各组分分散均匀，经消泡后得到石墨烯涂镀锌防腐涂料。
本实施例中，步骤S20中第一次加入的适量锌粉与步骤S30中第二次加入的锌粉的质量比为4:1。
本发明技术方案通过加入石墨烯浆料，提高导电性和“屏蔽”作用进而大幅提升防腐性能，减少涂料固化时的体积收缩,提高涂层的耐磨性、粘结性,还能使涂料具有良好的贮存稳定性和耐热性，将该涂料涂于钢制材质的设备和建筑的表面后，能够大大提高防腐性能，延长使用寿命。本涂料同时还具有较好的附着力、耐老化性、防水性的优点。
实施例一
如表1，表1为本石墨烯涂镀锌防腐涂料一实施例中各组分的重量比。
该石墨烯涂镀锌防腐涂料由以下步骤制备；
将有机膨润土0.17份和二甲苯溶剂1.50份加入容器中，以3000rpm的转速搅拌10min后使有机膨润土与二甲苯溶剂混合均匀后，加入无水乙醇0.05份作为活化剂，继续保持3000rpm的转速搅拌10～15min，得到黏稠状的活化膨润土。
将乙二醇丁醚溶剂3.6份、环己酮溶剂3.6份及防沉剂2.4份加入调漆罐中，以800rpm的转速搅拌一段时间后使乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂混合均匀后，向调漆罐中第一次加入适量的锌粉，同时将转速调整为500rpm持续搅拌5min，以使锌粉与乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂的混合物分散均匀。
将石墨烯浆料0.15份与余量的锌粉加入至调漆罐中，同时将转速调整为3000rpm持续搅拌15min，以使石墨烯浆料与调漆罐中各组分分散均匀。
将环氧树脂15份加入调漆罐中，同时将转速调整为1500rpm持续搅拌15min，以使环氧树脂与调漆罐中的各组分分散均匀。
将容器中的活化膨润土加入调漆罐中，同时将转速调整为1000rpm持续搅拌10min，以使活化膨润土与调漆罐中的各组分分散均匀。
将消泡剂和流平剂0.13份加入调漆罐中，同时将转速调整为200rpm持续搅拌10min，以使消泡剂和流平剂各自与调漆罐中的各组分分散均匀，经消泡后得到石墨烯涂镀锌防腐涂料。
实施例二
如表2，表2为本石墨烯涂镀锌防腐涂料一实施例中各组分的重量比。
该石墨烯涂镀锌防腐涂料由以下步骤制备；
将有机膨润土0.5份和二甲苯溶剂1.5份加入容器中，以3000rpm的转速搅拌10min后使有机膨润土与二甲苯溶剂混合均匀后，加入无水乙醇0.05作为活化剂，继续保持3000rpm的转速搅拌10～15min，得到黏稠状的活化膨润土。
将乙二醇丁醚溶剂7.6份、环己酮溶剂7.6份和防沉剂2.4份加入调漆罐中，以800rpm的转速搅拌一段时间后使乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂混合均匀后，向调漆罐中第一次加入适量的锌粉，同时将转速调整为500rpm持续搅拌5min，以使锌粉与乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂的混合物分散均匀。
将石墨烯浆料0.22份与余量的锌粉加入至调漆罐中，同时将转速调整为3000rpm持续搅拌15min，以使石墨烯浆料与调漆罐中各组分分散均匀。
将环氧树脂25份加入调漆罐中，同时将转速调整为1500rpm持续搅拌15min，以使环氧树脂与调漆罐中的各组分分散均匀。
将容器中的活化膨润土加入调漆罐中，同时将转速调整为1000rpm持续搅拌10min，以使活化膨润土与调漆罐中的各组分分散均匀。
将消泡剂和流平剂0.13份加入调漆罐中，同时将转速调整为200rpm持续搅拌10min，以使消泡剂和流平剂各自与调漆罐中的各组分分散均匀，经消泡后得到石墨烯涂镀锌防腐涂料。
如表3，表3为本石墨烯涂镀锌防腐涂料的技术参数
综上所述，本技术方案中通过加入石墨烯浆料，利用石墨烯浆料具有较佳的抗氧化效果，具有极佳的防腐性能，将该涂料涂于钢制材质的设备和建筑的表面后，能够大大提高防腐性能，盐雾试验达3000小时，能够大大延长使用寿命。如上表3所示，本涂料同时还具有较好的耐冲击、耐老化性、耐酸性的优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种石墨烯涂镀锌防腐涂料，其特征在于：它由包含以下重量份的组分制成，
无水乙醇0.05~0.06份
二甲苯溶剂1.45~1.50份
有机膨润土0.16~0.5份
环己酮溶剂3.6~7.6份
乙二醇丁醚溶剂3.6~7.6份
防沉剂0.24~0.26份
锌粉55~76份
石墨烯浆料0.15~0.22份
环氧树脂15~25份
消泡剂和流平剂0.12~0.15份。
2.如权利要求1所述的石墨烯涂镀锌防腐涂料，其特征在于，所述防沉剂的成分为聚酰胺蜡。
3.如权利要求1或2所述的石墨烯涂镀锌防腐涂料，其特征在于，所述锌粉的目数为600~800。
4.一种石墨烯涂镀锌防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将有机膨润土0.16~0.5份和二甲苯溶剂1.45~1.50份加入容器中，以3000rpm的转速搅拌10min后使有机膨润土与二甲苯溶剂混合均匀后，加入无水乙醇0.05~0.06份作为活化剂，继续保持3000rpm的转速搅拌10～15min，得到黏稠状的活化膨润土；
将乙二醇丁醚溶剂3.6~7.6份、环己酮溶剂3.6~7.6份和防沉剂0.24~0.26份加入调漆罐中，以800rpm的转速搅拌一段时间后使乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂混合均匀后，向调漆罐中第一次加入55~76份的锌粉，同时将转速调整为500rpm持续搅拌5min，以使锌粉与乙二醇丁醚溶剂、环己酮溶剂及防沉剂的混合物分散均匀；
将石墨烯浆料0.15~0.22份加入至调漆罐中，同时将转速调整为3000rpm持续搅拌15min，以使石墨烯浆料与调漆罐中各组分分散均匀；
将环氧树脂15~25份加入调漆罐中，同时将转速调整为1500rpm持续搅拌15min，以使环氧树脂与调漆罐中的各组分分散均匀；
将容器中的活化膨润土加入调漆罐中，同时将转速调整为1000rpm持续搅拌10min，以使活化膨润土与调漆罐中的各组分分散均匀；
将消泡剂和流平剂0.12~0.15份加入调漆罐中，同时将转速调整为200rpm持续搅拌10min，以使消泡剂和流平剂各自与调漆罐中的各组分分散均匀，经消泡后得到石墨烯涂镀锌防腐涂料。
5.如权利要求4中所述的石墨烯涂镀锌防腐涂料的制备方法，其特征在于，第一加入适量锌粉与第二次加入余量锌粉的质量为4：1。
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