制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法与流程

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制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法与流程

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https://www.xjishu.com/zhuanli/28/202411408001.html

本文介绍了一种制备高附着力富锌环氧粉末涂料的方法，通过在涂料中添加改性石墨烯，不仅减少了锌粉的用量，还提高了涂层的整体防腐性能。这种方法在桥梁、船舶、建筑等重防腐领域具有广泛的应用前景。

本发明涉及涂料，尤其是指制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法。

背景技术

环氧富锌涂料具有涂膜坚硬、与金属有良好的粘合性附着力好等优点，在桥梁、船舶、建筑、管道等重防腐领域中应用广泛。根据不同防腐等级需求，环氧富锌涂料中锌粉含量不同。在海洋环境等苛刻的腐蚀环境下，需要锌粉含量大于50wt％，但锌粉含量过多将导致富锌涂料中锌粉沉降严重，造成涂膜存在较多孔洞缺陷，降低涂层的机械性能。在降低环氧富锌涂层中锌粉的含量的同时提升环氧富锌涂料防腐性能，具有重要现实意义与研究价值。
关于石墨烯在环氧富锌涂层中的应用已有较多研究，现有文献显示，溶剂型环氧富锌底漆添加石墨烯后耐蚀性能大幅度提升，耐中性盐雾时间最高可达4000h。但是，选择何种石墨烯、最佳的添加量以及石墨烯在涂层中的耐蚀机理目前仍不清楚。选择合适的石墨烯种类、优化石墨烯添加量，制备防腐性能稳定且优异的环氧富锌底漆一直是学者们研究的重点。

技术实现思路

本发明要解决的技术问题是提供制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，利用改性石墨烯在锌粉颗粒之间形成导电通路，减少锌粉用量，提高涂层中锌粉整体的利用率，同时形成良好的屏蔽作用，阻隔腐蚀介质的渗透，增强涂料的防腐蚀性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，该富锌环氧粉末涂料由组分a和组分b组合而成；其中，组分a由以下质量分数的各组分制得：70-80％的环氧树脂、1-15％的改性石墨烯、2-12％的水和0.4-2％的助剂a；b组份由以下质量分数的各组分制得：3-10％的环氧固化剂、15-50％的锌粉、10-30％的超磷锌白、1-3％的绢云母、3-15％的丙二醇甲醚醋酸酯、0.1-0.5％的膨润土、1-5％的腐蚀抑制剂和0.6-3.0％的助剂b；
该富锌环氧粉末涂料的制备方法包括以下步骤：
s1，制备改性石墨烯；
s2，按照配比称取组分a除酚类固化剂外的原料组份，混合后利用分散机分散混合均匀，然后加入酚类固化剂继续搅拌分散，再次研磨过筛制得组分a；
s3，按照配比称取组分b的各原料组份，利用分散机分散剪切混合均匀，然后将混合物料研磨后过筛得到组份b。
优选的，所述助剂a包括0.1-0.5％的消泡剂、0.1-0.5％的润湿剂、0.1-0.5％的增稠剂、0.1-0.5％的防闪锈剂。
优选的，所述助剂b包括0.5-2.0％分散剂、0.1-0.5％消泡剂、0.1-0.3％流平剂。
优选的，所述腐蚀抑制剂为生物基纳米植酸铈。
优选的，步骤s1中制备改性石墨烯的具体方法如下：
s11，采用等离子体辅助高能球磨设备，将膨胀石墨、ti3c2、、zrp和油酸溶液超声混合均匀后置于罐中进行等离子体辅助高能球磨，球磨10h后得到初级粉体；
s12，以石油醚为萃取剂处理步骤s11中制备好的初级粉体，反复离心直至萃取后上层石油醚溶液颜色清澈透明，取沉淀物；
s13，取步骤s12中的沉淀物放置于干燥箱中90℃下干燥30-40min，制成粉末得到改性石墨烯。
优选的，步骤s11中球磨条件为：放电电压为22kv，球磨机振动频率为16hz，振幅为10mm，球磨罐为0.1mpa大气环境。
优选的，步骤s2中制备组分a的具体方法如下：
s21，将固体环氧树脂、消泡剂、润湿剂、防闪锈剂混合后用分散机以1000r/min的转速分散均匀得到混合物料1；
s22，将增稠剂加到酚类固化剂中，加热至140-180℃搅拌均匀，形成熔融状物质后加入到步骤s21得到的混合物料1中，继续加热分散30min得到混合物料2；
s23，将石墨烯加入到步骤s22得到的混合物料2中，调整分散机转速为1800r/min继续分散剪切30min，转入螺杆挤出机挤出、压片、粉碎后得到初步固化后的粉末后取出利用研磨机再次研磨后过筛制得组分a。
优选的，步骤s3中制备组分b的具体方法如下：
s31，将环氧固化剂、消泡剂、分散剂、流平剂、丙二醇甲醚醋酸酯混合后用分散机以1000r/min分散均匀得到混合物料3；
s32，将膨润土加入到步骤s31得到的混合物料3中，搅拌60min得到混合物料4；
s33，将绢云母、超磷锌白和锌粉依次加入到步骤s32中得到的混合物料4中，搅拌30min，得到混合物料5；
s34，将腐蚀抑制剂加入步骤s33得到的混合物料5中，搅拌均匀后倒入砂磨机，2000r/min研磨30min，过筛得到组份b。
本发明的有益效果：
1、本发明采用改性石墨烯加入环氧富锌底漆可改善涂层的屏蔽性能，延长其阴极保护时间，提升涂料的防腐性能的耐腐蚀性能；采用共价接枝法对石墨烯改性，减少了氧化石墨烯薄片在环氧基体中的聚集，可大幅度提高石墨烯分散体的浓度及稳定性，提升涂层的致密性和附着力。
2、本发明采用ti3c2、和zrp共同接枝石墨烯，能使得改性石墨烯在拥有强抗腐蚀性的同时依然具有优异的抗拉伸强度和热稳定性，再利用改性石墨烯在锌粉颗粒之间形成导电通路，减少锌粉用量，提高涂层中锌粉整体的利用率，同时形成良好的屏蔽作用，阻隔腐蚀介质的渗透，增强涂料的防腐蚀性能，辅助提升附着力。
3、本发明还添加了生物基纳米植酸铈作为腐蚀抑制剂，均匀分散在环氧富锌涂层，在基材的表面新歌能保护膜，辅助增强抗腐蚀性能。

技术特征

制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，其特征在于：该富锌环氧粉末涂料由组分a和组分b组合而成；
根据权利要求1所述的制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，其特征在于：所述助剂a包括0.1-0.5％的消泡剂、0.1-0.5％的润湿剂、0.1-0.5％的增稠剂、0.1-0.5％的防闪锈剂。
根据权利要求1所述的制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，其特征在于：所述助剂b包括0.5-2.0％分散剂、0.1-0.5％消泡剂、0.1-0.3％流平剂。
根据权利要求1所述的制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，其特征在于：所述腐蚀抑制剂为生物基纳米植酸铈。
根据权利要求1-4任意一项所述的制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，其特征在于：步骤s1中制备改性石墨烯的具体方法如下：
根据权利要求5所述的制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，其特征在于：步骤s11中球磨条件为：放电电压为22kv，球磨机振动频率为16hz，振幅为10mm，球磨罐为0.1mpa大气环境。
根据权利要求1-4任意一项所述的制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，其特征在于：步骤s2中制备组分a的具体方法如下：
根据权利要求1-4任意一项所述的制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，其特征在于：步骤s3中制备组分b的具体方法如下：

技术总结

本发明涉及涂料技术领域，尤其是指制备高附着力的富锌环氧粉末涂料的方法，该富锌环氧粉末涂料的制备方法包括以下步骤：S1，制备改性石墨烯；S2，按照配比称取组分A个各原料组份，混合后利用分散机分散混合均匀制得组分A；S3，按照配比称取组分B的各原料组份，混合分散混合均匀，然后将混合物料研磨后过筛得到组份B。本发明利用改性石墨烯在锌粉颗粒之间形成导电通路，减少锌粉用量，提高涂层中锌粉整体的利用率，同时形成良好的屏蔽作用，阻隔腐蚀介质的渗透，增强涂料的防腐蚀性能。