一种基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层及其制备方法和应用与流程

本发明属于功能材料，具体涉及一种基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层及其制备方法和应用。

背景技术：

1、铝箔在日常生活中应用广泛，但是在生产过程、流通过程、应用过程中，产品容易受潮或者遇水，发生腐蚀。在铝箔表面涂覆有机涂层能够避免和减缓金属腐蚀，具有成本低、施工方便和防护效果好等优点。但是，当铝箔用于空调换热器时，在铝箔表面仅仅涂覆防腐涂层并不能改善水珠形成所导致的导热效率低的缺点。

2、通常情况下，用于空调热交换的铝箔在运作过程中会进行吸热和散热两方面的转换。然而，空气中的水分很容易在表面温度较低的翅片上凝结，形成水珠，进而在翅片之间搭建“水桥”。这种“水桥”的形成会导致空气循环受阻，增加风阻和噪音，降低热交换效率。“水桥”的形成还会造成热交换器的使用寿命降低，因为铝箔长期处于潮湿的环境中更容易受到腐蚀。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中存在的一些问题，实现提高铝箔基材的防腐性以及亲水性的目的，本发明提供一种基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层及其制备方法和应用，所述改性石墨烯为组氨酸改性的石墨烯，底漆和面漆分别涂覆在铝箔上，制备了一种防腐亲水铝箔。

2、为达到上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明首先提供了一种基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层，所述改性石墨烯为组氨酸改性的石墨烯。将本发明制备的防腐底漆涂层与亲水面漆涂层先后涂覆在铝箔上，可以使铝箔兼具防腐和亲水两个功能。

4、本发明还提供了所述基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层的制备方法，所述方法包括如下步骤：

5、制备改性石墨烯：将柠檬酸、组氨酸加入到石墨烯分散液中，通过高温改性得到组氨酸改性石墨烯。

6、其中，所述柠檬酸和组氨酸的摩尔比为1:0.1～1：0.3；

7、所述高温改性为180～220℃改性3～5h。

8、制备防腐底漆涂层：在超声波条件下，将环氧树脂和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯加入到改性石墨烯丙酮分散液中，超声分散后升温至一定温度，搅拌蒸发丙酮得到组分i；同时，称取固化剂，加入溶剂和助剂，超声分散均匀，得到组分ii；将组分i与组分ii搅拌混合均匀即可得到防腐底漆涂层。

9、其中，所述改性石墨烯丙酮分散液为组氨酸改性石墨烯加入丙酮溶液中获得，分散液中组氨酸改性石墨烯的质量分数为0.5％～1％。

10、所述改性石墨烯丙酮分散液中烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯的质量分数为0.3％～0.7％，所述环氧树脂的质量分数为68％～78％。

11、所述环氧树脂和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯加入到改性石墨烯丙酮分散液中，超声分散2～3h后升温至60℃。

12、其中，所述固化剂为异氰酸酯，所述溶剂为丙二醇甲醚，所述助剂为丙烯酸和聚硅氧烷。

13、进一步的，所述组分ii中，所述异氰酸酯的质量分数为18％～22％，所述丙二醇甲醚的质量分数为2％～6％，所述丙烯酸的质量分数为0.5％～1.5％，所述聚硅氧烷的质量分数为0.2％～0.8％。

14、制备亲水面漆涂层：将丙烯酸树脂、二氧化硅、氨基树脂、丙烯酸丁酯、聚氧丙烯酸酯、丙二醇甲醚、丁二醇丁醚、乙二醇、烷基甘油醚磺酸钠、聚丙烯酸丁酯和过氧化苯甲酸叔丁酯混合得到水性涂料，将得到的水性涂料加水稀释至25％～35％用于后续使用。

15、其中，所述水性涂料中，丙烯酸树脂的质量分数为50％～60％，二氧化硅的质量分数为10％～15％，氨基树脂的质量分数为5％～15％，丙烯酸丁酯的质量分数为10％～15％，聚氧丙烯酸酯的质量分数为4％～6％，丙二醇甲醚的质量分数为6％～8％，丁二醇甲醚的质量分数为2％～5％，乙二醇的质量分数为2％～5％，烷基甘油醚磺酸钠的质量分数为1％～2％，聚丙烯酸丁酯的质量分数为0.5％～1％，过氧化苯甲酸叔丁酯的质量分数为2％～5％。

16、本发明还提供了所述基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层的应用，所述应用包括制备防腐亲水铝箔。

17、本发明还提供一种防腐亲水铝箔，所述铝箔外包覆防腐底漆层，在防腐涂层外包覆亲水面漆层。

18、本发明还提供所述防腐亲水铝箔的制备方法，所述方法包括如下步骤：

19、将铝片分别用丙酮溶液和去离子水超声清洗并晾干，得到洁净的铝箔基板；

20、将防腐底漆涂覆在铝箔上，干燥保温一段时间，冷却至室温，得到防腐铝箔；将亲水面漆涂覆在防腐铝箔上，干燥箱保温一段时间，冷却至室温后得到防腐亲水铝箔。

21、其中，所述干燥保温条件为干燥箱中60～80℃干燥保温5～10h。

22、本发明的有益效果：

23、与现有技术相比，本发明的原料采用经由组氨酸改性的石墨烯作为填补环氧树脂在固化过程的缝隙。在本发明中，组氨酸与石墨烯表面的官能团发生反应，并连接不同片层，使得石墨烯更加平滑，从而提高石墨烯在环氧树脂中的分散性。组氨酸含有的咪唑环会与环氧树脂发生开环反应，可以增强它们之间的界面作用。本发明采用与现有技术不同的组氨酸改性石墨烯作为填料，作用是提高石墨烯在环氧树脂中的分散性，使得填料可以更好地填补了环氧树脂在固化过程中的微小缝隙，更有效地阻止了腐蚀介质接触铝箔基底，达到了提升铝箔防腐寿命的效果。

24、在涂覆防腐底漆的铝箔表面在滚涂亲水面漆，阻止形成水珠，从而避免水珠在铝箔表面形成“水桥”而影响换热器的通风效果。亲水面漆的加入，不仅可以阻止“水桥”形成，提高换热效率，更是由于无水珠形成，从而降低了腐蚀介质与底漆的接触，大大提高了防腐性能。

技术特征：

1.一种基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备改性石墨烯过程中所述柠檬酸和组氨酸的摩尔比为1:0.1～1：0.3；所述高温改性为180～220℃改性3～5h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备防腐底漆层过程中，所述改性石墨烯丙酮分散液为组氨酸改性石墨烯加入丙酮溶液中获得，分散液中组氨酸改性石墨烯的质量分数为0.5％～1％；所述改性石墨烯丙酮分散液中烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯的质量分数为0.3％～0.7％，所述环氧树脂的质量分数为68％～78％；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备防腐底漆涂层过程中，所述固化剂为异氰酸酯，所述溶剂为丙二醇甲醚，所述助剂为丙烯酸和聚硅氧烷；所述组分ii中，所述异氰酸酯的质量分数为18％～22％，所述丙二醇甲醚的质量分数为2％～6％，所述丙烯酸的质量分数为0.5％～1.5％，所述聚硅氧烷的质量分数为0.2％～0.8％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备亲水面漆涂层过程中，所述水性涂料中，丙烯酸树脂的质量分数为50％～60％，二氧化硅的质量分数为10％～15％，氨基树脂的质量分数为5％～15％，丙烯酸丁酯的质量分数为10％～15％，聚氧丙烯酸酯的质量分数为4％～6％，丙二醇甲醚的质量分数为6％～8％，丁二醇甲醚的质量分数为2％～5％，乙二醇的质量分数为2％～5％，烷基甘油醚磺酸钠的质量分数为1％～2％，聚丙烯酸丁酯的质量分数为0.5％～1％，过氧化苯甲酸叔丁酯的质量分数为2％～5％。

6.权利要求1-5任一项所述方法制备的基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层，所述改性石墨烯为组氨酸改性的石墨烯。

7.权利要求1-5任一项所述方法制备的基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层或权利要求6所述的基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层的应用，所述应用包括制备防腐亲水铝箔。

8.一种防腐亲水铝箔的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述干燥保温条件为干燥箱中60～80℃干燥保温5～10h。

10.根据权利要求8-9任一项所述方法制备的防腐亲水铝箔。

技术总结
本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种基于改性石墨烯的防腐底漆和亲水面漆的涂层及其制备方法和应用；本发明基于组氨酸改性的石墨烯、环氧树脂制备了防腐亲水涂层，包括防腐底漆涂层以及亲水面漆涂层，将制备的底漆和面漆先后涂覆在铝箔上，制备了一种防腐亲水铝箔；本发明经过组氨酸改性对石墨烯进行官能团优化修饰，提高了其在环氧树脂中的分散性，改性石墨烯的加入，填补了环氧树脂在固化过程中的微小缝隙，阻止了腐蚀介质接触铝箔基底，达到了提升铝箔防腐寿命的效果，亲水面漆的加入，不仅可以阻止“水桥”形成，提高换热效率，更是由于无水珠，降低了腐蚀介质与底漆的接触，大大提高了防腐性能。

技术研发人员：李永明,徐远国,甘雨,刘润兴,谢吉民,孟素慈,谢萌,章明美
受保护的技术使用者：江苏金天辰新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/14