本发明涉及防腐涂料
技术领域：
，具体涉及一种石墨烯防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
：船舶和海洋结构由于长期浸泡海水，受海浪冲刷，接触空气、水或其他物质，表面金属和海水发生化学和电化学反应，产生金属腐蚀，性能下降。海洋金属腐蚀是导致各种船舶、海洋工程设备破坏和报废的主要原因，成为影响船舶、近海工程、远洋设施服役安全、寿命、可靠性的最重要因素。控制船舶和海洋结构腐蚀的首要手段就是在金属表面涂覆一层防腐涂层以屏蔽金属表面，形成一道使金属隔离海水环境的屏障。现有防腐涂料主要采用石墨烯、锌粉等为防腐填料，其中石墨烯起到物理阻隔作用，锌粉起到化学防腐的作用。授权号cn103897556b的中国专利公开了一种防腐涂料；其中，石墨烯和锌粉共用提高防腐效果。但是这种防腐提料形成的漆膜抗水渗能力差，在严苛腐蚀环境下，海水容易进入漆膜的薄弱处，诱发金属腐蚀。另外，由于添加有电性能优异的石墨烯，漆膜具有非常优良的导电率，其内含的锌粉对金属基底起到阴极保护的作用，但一旦体系锌粉消耗殆尽，漆膜产生裂纹，则漆膜的高导电性能反而加速金属的腐蚀，起不到物理阻隔防腐的作用。因此有必要研究一种抗水渗、防腐效果好的防腐涂料。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种防腐效果好、抗水渗的石墨烯防腐涂料。本发明的目的还在于提供一种防腐效果好、抗水渗的石墨烯防腐涂料的制备方法。为实现上述目的，本发明的技术方案是一种石墨烯防腐涂料，包括甲组分和乙组分，甲组分和乙组分的重量比为8：1-12：1，其中甲组分按照重量百分比包含以下组分：双酚a型环氧树脂30-60％、氟化环氧树脂1-5％、锌粉10-18％、石墨烯2-6％、氟化石墨烯0.01-0.2％、有机溶剂5-15％、填料0-30％、颜料1-10％、助剂0.3-8％；乙组分包括固化剂和有机溶剂，乙组分中固化剂和有机溶剂的重量比为4:1-6:1。本发明利用氟化环氧树脂和双酚a环氧树脂复配作为漆膜基础，氟化环氧树脂表面自由能低，耐污疏水，通过氟化环氧树脂和双酚a环氧树脂复配，降低了漆膜表面自由能，提高了漆膜的抗渗水性、抗氯离子渗透性，抑制了海水渗透造成的漆膜腐蚀；且氟化石墨烯兼具疏水性和绝缘性，漆膜中锌粉逐渐消耗后，漆膜中氟化石墨烯的存在抑制了纯石墨烯导电网络的形成，降低了漆膜的导电率，从而抑制了涂覆金属表面的电化学腐蚀，使高剂量的石墨烯在涂料中始终可以发挥优良物理阻隔防腐作用；另外，抗腐蚀填料石墨烯的均匀分散影响漆膜的抗腐蚀性能，氟化石墨烯作为媒介，促进了石墨烯在复配树脂中的均匀分散。优选的技术方案是，所述助剂包括消泡剂、流平剂、分散剂和增稠剂；所述甲组分按照重量百分比包含以下组分：双酚a型环氧树脂30-40％、氟化环氧树脂2-4％、锌粉10-15％、石墨烯3-5％、氟化石墨烯0.05-0.15％、有机溶剂10-15％、填料20-30％、颜料3-8％、消泡剂助剂0.1-1％、流平剂0.1-1％、分散剂0.1-3％、增稠剂0.1-3％。优选的技术方案是，所述氟化石墨烯中氟含量为53-60％。优选的技术方案是，所述氟化环氧树脂为二酚基六氟丙烷二缩水甘油醚、1，4-双(羟基六氟异丙基)苯二缩水甘油醚、4，4’-二羟基八氟联苯二缩水甘油醚中的一种或几种。进一步优选地，所述氟化环氧树脂为二酚基六氟丙烷二缩水甘油醚。优选的技术方案是，所述甲组分和乙组分中的有机溶剂为二甲苯和乙酸乙酯按重量比为2:1-3:1配制的混合溶剂。优选的技术方案是，所述固化剂为聚酰胺树脂固化剂。优选的技术方案是，所述填料为片状滑石粉，d50＝2-5μm。片状滑石的添加可以降低漆膜的收缩性，提高漆膜的抗冲击性和防裂性。本发明的发明目的还在于提供一种石墨烯防腐涂料的制备方法。为此本发明的技术方案是，一种石墨烯防腐涂料的制备方法包括以下步骤：i、制备甲组分:1)按照甲组分配方量将石墨烯、氟化石墨烯、有机溶剂混合，超声至分散均匀得到混合液a；2)按照甲组分配方量将双酚a环氧树脂、氟化环氧树脂、助剂加入到步骤1)得到的混合液a中，搅拌至均匀；3)按照甲组分配方量在混合液a中加入锌粉、填料、颜料搅拌，用三辊研磨机研磨制得甲组分；ii、制备乙组分:按照乙组分配方量将固化剂和有机溶剂混合，得到乙组分；iii、将甲组分和乙组分混合均匀得到石墨烯防腐涂料。优选地，所述步骤1)中超声时间为0.2-2h；所述步骤2)中搅拌转速为600-1500rpm；所述步骤3)中用三辊研磨机研磨0.2-2h至20-60μm。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明采用氟化环氧树脂和双酚a环氧树脂复配，提高漆膜的抗渗水性和漆膜与基底的粘结强度，抗氯离子的渗透，抑制了海水渗入漆膜导致的金属腐蚀。(2)本发明添加了少量氟化石墨烯，其与石墨烯相比，氟化石墨烯兼具疏水性和绝缘性，氟化石墨烯的添加增加了漆膜的抗渗水性，更是抑制了锌粉耗尽后石墨烯间导电网络的形成，抑制了被保护金属的电化学腐蚀，使石墨烯在涂料中始终发挥出优良物理阻隔作用。(3)氟化石墨烯起到媒介作用，促进了石墨烯在复配树脂中的均匀分散，从填料均匀分散角度提高了漆膜的抗腐蚀性能。上述三个方面产生协同作用，使得该石墨烯防腐涂料意想不到地改善了涂料的抗腐蚀性能。另外，本发明石墨烯防腐涂料制备工艺简单，易于操作。具体实施方式下面结合实施例和比较例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下具体实施方式仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明实施例石墨烯防腐涂料的制备方法包括以下步骤：i、制备甲组分:1)按照配方量将石墨烯、氟化石墨烯、有机溶剂混合，超声0.2-2h至分散均匀得到混合液a；2)按照甲组分配方量将双酚a环氧树脂、氟化环氧树脂、助剂加入到步骤1)得到的混合液a中，在600-1500rpm搅拌转速下搅拌至均匀；3)按照配方量在混合液a中加入锌粉、填料、颜料搅拌，用三辊研磨机研磨0.2-2h至20-60μm，制得甲组分；ii、制备乙组分:按照乙组分配方量将固化剂和有机溶剂混合，得到乙组分；iii、将甲组分和乙组分混合均匀得到石墨烯防腐涂料。实施例1-6提供的石墨烯防腐涂料的组分如表1所示。其中，双酚a环氧树脂为e51双酚a环氧树脂。氟化环氧树脂为二酚基六氟丙烷二缩水甘油醚。锌粉为鳞片状锌粉，尺寸为10-15μm,厚度为0.1-0.2μm。氟化石墨烯选择氟含量为53-60％的xf225氟化石墨烯，厚度5-10nm，片径4-10μm。石墨烯是通过机械研磨剥离得到，厚度5-25nm，片径4-30μm；固化剂为聚酰胺树脂固化剂；甲组分和乙组分中的有机溶剂为二甲苯和乙酸乙酯的混合溶剂；填料片状滑石粉，d50＝2-5μm。颜料为复合磷酸盐防锈颜料，这里选择三聚磷酸铝锌粉。助剂包括消泡剂、流平剂、分散剂和增稠剂。消泡剂选择有机硅消泡剂byka-530；流平剂为hx-3300；分散剂选择bd-8330；增稠剂选择mt6900-20x。对比例1与实施例2不同的是，对比例1不添加氟化石墨烯以及氟化环氧树脂，用石墨烯和双酚a环氧树脂分别代替氟化石墨烯和氟化环氧树脂。制备方法与实施例2相近。防腐性能测试：将横截面积1cm2的圆形碳钢电极用5％naoh浸泡2min，用5％hno3超声、水洗、干燥，然后涂覆石墨烯防腐涂料,常温自然风干，漆膜干燥后膜厚度为200±10μm。然后将干燥后的电极浸没在3.5％的nacl水溶液中，测试其塔菲尔曲线,结果如表2所示。另外，依照gb/t9286—1998测定漆膜附着力,依照gb/t1733—1993测定漆膜耐水性，所得测试结果列于表3。表1.实施例1-6石墨烯防腐涂料组分配方表2.石墨烯防腐涂料漆膜的耐腐蚀性能自腐蚀电位(v)自腐蚀电流(a)未涂覆-0.832.9×10-3涂覆实施例1-0.661.5×10-5涂覆实施例2-0.691.6×10-5涂覆实施例3-0.681.5×10-5涂覆实施例4-0.531.2×10-5涂覆实施例5-0.491.2×10-5涂覆实施例6-0.511.2×10-5涂覆对比例1-0.782.1×10-4由表2可见,添加有氟化石墨烯和氟化环氧树脂的防腐涂料，试样更不易发生腐蚀反应，且腐蚀速率下降，防腐性能显著改进。表3.石墨烯防腐涂料漆膜物化性能附着力耐水性涂覆实施例11级无水泡、无开裂涂覆实施例20级无水泡、无开裂涂覆实施例30级无水泡、无开裂涂覆实施例40级无水泡、无开裂涂覆实施例50级无水泡、无开裂涂覆实施例60级无水泡、无开裂涂覆对比例11级有水泡、无开裂由表3可见，由于添加氟化石墨烯和氟化环氧树脂，漆膜具有良好的附着力和耐水性，其对耐腐蚀效果的改善也有帮助。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12