本發(fā)明是一種石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料及制備方法，屬于涂料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、腐蝕現(xiàn)象一直是機(jī)械、化工、建筑、交通等行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)，重防腐涂料相對(duì)常規(guī)防腐涂料而言，能在相對(duì)苛刻腐蝕環(huán)境里應(yīng)用，并具有能達(dá)到比常規(guī)防腐涂料更長(zhǎng)保護(hù)期的一類防腐涂料，其中環(huán)氧富鋅涂料是一種最為普遍的重防腐涂料品種，一直廣泛引用于防腐領(lǐng)域，但是環(huán)氧富鋅涂料涂裝過(guò)程中揮發(fā)到大氣中的大量有機(jī)溶劑，污染著大氣環(huán)境，同時(shí)其高的含鋅量，給涂料的成本造成持續(xù)的壓力。隨著環(huán)保和節(jié)能、減排要求的日益提高，環(huán)氧富鋅重防腐涂料的改性提上日程。

2、石墨烯是二維碳納米材料，具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，如優(yōu)良的抗氧化性、對(duì)氧氣的防擴(kuò)散性等，可以像云母、鋁粉、玻璃薄片等作為填料應(yīng)用于防腐涂料中，并提升涂層的整體理化性能，同時(shí)，具有巨大比表面的石墨烯可以通過(guò)轉(zhuǎn)變?yōu)楦缓h(huán)氧基、羥基、羧基的氧化石墨烯或再功能化等途徑，作為載體引入其他功能材料，如具有鈍化防腐作用的硅丙乳液等，形成物理、化學(xué)多重保護(hù)，更加適合海洋環(huán)境防腐，同時(shí)替代了傳統(tǒng)涂層中鉛鋅或鉻酸鹽等重金屬或有毒物質(zhì)，形成的復(fù)合材料不僅能夠顯著提升防腐效果，也能一定程度改善涂料的環(huán)保性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料及制備方法，以解決現(xiàn)有的防腐涂料缺少一種低鋅、柔韌性好、防腐效果好的底漆的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料，該石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料由石墨烯分散液、硅溶膠、納米氧化鋅、噻菌靈、氟啶胺、顏料、聚丙烯酸鈉、滑石粉、助劑和自來(lái)水構(gòu)成，其包括如下質(zhì)量百分比：

3、石墨烯分散液為25-35wt%，石墨烯分散液用于提升涂層的防腐性能和力學(xué)性能，硅溶膠為10-15wt%，硅溶膠用于增強(qiáng)涂層的附著力和耐鹽霧性，納米氧化鋅為3-5wt%，納米氧化鋅用于吸收紫外線、提高涂層的導(dǎo)電性和抗菌性，噻菌靈為8-12wt%，噻菌靈作為殺菌劑防止微生物滋生，氟啶胺為1-5wt%，氟啶胺作為殺菌劑防止微生物滋生，顏料為3～7wt%，顏料用于反射紫外線并增強(qiáng)防護(hù)性能，聚丙烯酸鈉為0.2～0.6wt%，聚丙烯酸鈉作為分散劑保證組分均勻分散，滑石粉為2～8wt%，滑石粉用于提高涂層的硬度和耐磨性，助劑為5～10wt%，助劑用于消除氣泡和加快干燥速度，自來(lái)水為30wt%，自來(lái)水用于調(diào)節(jié)涂料粘度；

4、其中，該石墨烯分散液利用特定分散劑和石墨烯形成共價(jià)鍵，使得石墨烯在涂料中長(zhǎng)期穩(wěn)定均勻分布，屏蔽效果好。

5、進(jìn)一步地，所述石墨烯分散液由硅丙乳液、氧化石墨烯和水復(fù)合而成，其中硅丙乳液質(zhì)量份額為20～28%，氧化石墨烯質(zhì)量份額為0.5～2%，其余為水。

6、進(jìn)一步地，所述助劑主要為消泡劑和催干劑，其中消泡劑為sn154、催干劑由鈷和鈣1：1復(fù)合而成。

7、進(jìn)一步地，所述納米氧化鋅最大粒徑小于80nm。

8、進(jìn)一步地，所述石墨烯的厚度為3-7層，石墨烯片的直徑為5μm～30μm。

9、進(jìn)一步地，所述顏料為云母氧化鐵、二氧化鈦、氧化鐵紅、氧化鋅中的一種，優(yōu)選為云母氧化鐵。

10、一種石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

11、s1、原料準(zhǔn)備：按照質(zhì)量百分比稱取所需要的組分原料；

12、s2、石墨烯分散液制備：通過(guò)超聲輔助溶液共混法將石墨烯與硅丙乳液進(jìn)行混合處理，經(jīng)超聲分散和攪拌處理后，再將所得混合液稀釋于水中，經(jīng)攪拌得到石墨烯分散液；

13、s3、混合物料制備：通過(guò)涂料多組分耦合優(yōu)化法將硅溶膠、納米氧化鋅、噻菌靈、氟啶胺、顏料、聚丙烯酸鈉、滑石粉、助劑倒入水中，高速攪拌使得各組分充分混合，形成均勻的混合物料；

14、s4、防腐涂料制備：向混合物料中加入石墨烯分散液，高速攪拌使得石墨烯分散液與其他組分充分融合，最終得到性能優(yōu)異的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料；

15、s5、性能檢測(cè)：對(duì)得到的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料進(jìn)行性能檢測(cè)。

16、進(jìn)一步地，所述石墨烯分散液制備步驟中，具體還包括以下步驟：

17、s21、將石墨烯倒入硅丙乳液中，超聲分散30min～40min，使石墨烯在硅丙乳液中充分分散，形成均勻的混合體系；

18、s22、將s21所得混合體系在40℃～50℃、1000rad/min～1200rad/min的條件下攪拌30min，使石墨烯與硅丙乳液充分結(jié)合，得到穩(wěn)定的石墨烯-硅丙乳液；

19、s23、將s22所得石墨烯-硅丙乳液倒入水中，在1000rad/min～1200rad/min的條件下繼續(xù)攪拌30min，使石墨烯-硅丙乳液在水中均勻分散，最終得到石墨烯分散液。

20、進(jìn)一步地，在所述混合物料制備步驟中采用涂料多組分耦合優(yōu)化法，通過(guò)多組分的協(xié)同作用和高效混合，優(yōu)化了涂料的綜合性能，提高了其在實(shí)際應(yīng)用中的防護(hù)效果。

21、本發(fā)明的有益效果是：

22、1、本申請(qǐng)具有卓越的防腐性能，通過(guò)特定分散劑與石墨烯形成的共價(jià)鍵，使得石墨烯在涂料中均勻穩(wěn)定分布，發(fā)揮其優(yōu)異的抗氧化性和氧氣防擴(kuò)散性，能有效阻擋腐蝕性物質(zhì)侵入，同時(shí)納米氧化鋅能吸收紫外線，提高涂層導(dǎo)電性和抗菌性，顯著提升涂層耐腐蝕性。

23、2、本申請(qǐng)?zhí)砑邮﹣?lái)增強(qiáng)了涂層的硬度和耐磨性，能夠更好地抵御外界機(jī)械損傷，并且石墨烯能在涂料中能夠長(zhǎng)期均勻穩(wěn)定分布，確保了涂層的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和耐久性，降低了維護(hù)成本和頻率。

24、3、本申請(qǐng)?jiān)谥苽溥^(guò)程中有機(jī)物揮發(fā)物排放少，綠色環(huán)保，減少了對(duì)環(huán)境的污染，制備工藝簡(jiǎn)單，成本較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料，其特征在于：該石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料由石墨烯分散液、硅溶膠、納米氧化鋅、噻菌靈、氟啶胺、顏料、聚丙烯酸鈉、滑石粉、助劑和自來(lái)水構(gòu)成，其包括如下質(zhì)量百分比：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料，其特征在于：所述助劑主要為消泡劑和催干劑，其中消泡劑為sn154、催干劑由鈷和鈣1：1復(fù)合而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料，其特征在于：所述納米氧化鋅最大粒徑小于80nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料，其特征在于：所述石墨烯的厚度為3-7層，石墨烯片的直徑為5μm～30μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料，其特征在于：所述顏料為云母氧化鐵、二氧化鈦、氧化鐵紅、氧化鋅中的一種。

6.一種石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料的制備方法，用于制備如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料的制備方法，其特征在于：所述石墨烯分散液制備步驟中，具體還包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料的制備方法，其特征在于：在所述混合物料制備步驟中，采用涂料多組分耦合優(yōu)化法。

技術(shù)總結(jié)
一種石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料，該石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料由石墨烯分散液、硅溶膠、納米氧化鋅、噻菌靈、氟啶胺、顏料、聚丙烯酸鈉、滑石粉、助劑和自來(lái)水構(gòu)成，其包括如下質(zhì)量百分比：石墨烯分散液為25?35wt%，硅溶膠為10?15wt%，納米氧化鋅為3?5wt%，噻菌靈為8?12wt%，氟啶胺為1?5wt%，顏料為3～7wt%，聚丙烯酸鈉為0.2～0.6wt%，滑石粉為2～8wt%，助劑為5～10wt%，自來(lái)水為30wt%，本申請(qǐng)的石墨烯無(wú)機(jī)防腐涂料具有優(yōu)異的抗氧化性和氧氣防擴(kuò)散性，能有效阻擋腐蝕性物質(zhì)侵入，生成的涂層具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性和耐久性，降低了維護(hù)成本和頻率，且制備工藝簡(jiǎn)單，有機(jī)物揮發(fā)物排放少，綠色環(huán)保。

技術(shù)研發(fā)人員：徐奕琳,李心怡,羅若濤,譚昕妮,尤世森,黃詩(shī)晴,許進(jìn)寶,伍浩銘,尹維浩,王樹(shù)立,張婉蓉,項(xiàng)小森,郝成名,馬鈺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：泉州職業(yè)技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8