申请/专利权人：广东好邦石墨烯新材料科技有限公司

申请日：2018-04-04

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN108384397B

主分类号：C09D163/00(20060101)

分类号：C09D163/00(20060101);C09D5/10(20060101);C09D7/61(20180101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.03#授权;2018.09.04#实质审查的生效;2018.08.10#公开

摘要：本发明提供了一种重防腐涂料，包括A组分和B组分，按质量百分比计，所述A组分包括10‑20％的环氧树脂、25‑45％的陶瓷粉末、20‑55％的锌粉、0.1‑5％的石墨烯和2‑10％的有机膨润土，余量为有机溶剂；所述B组分包括50‑95％的固化剂和3‑10％的固化促进剂，余量为有机溶剂；所述A组分和所述B组分的质量比为7‑10:1。本发明提供的重防腐涂料同时具有较高的硬度、耐磨性、耐高温性能、耐水性、和耐盐雾性，且柔韧性好，附着力高，具有更好的防腐性能。

主权项：1.一种重防腐涂料，其特征在于，所述重防腐涂料包括A组分和B组分，按质量百分比计，所述A组分包括： 余量为有机溶剂；按质量百分比计，所述B组分包括：固化剂50-95％；固化促进剂3-10％；余量为有机溶剂；所述A组分和所述B组分的质量比为7-10:1；所述陶瓷粉末包含如下质量百分比的组分：20-50％的硅微粉、3-9.4％的二氧化钛、11.7-20％的氧化铝和16-22.8％的氮化硅。

全文数据：一种重防腐涂料技术领域[0001]本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种重防腐涂料。背景技术[0002]腐蚀是金属、混凝土、木材等材料受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的现象，会带来大量的经济损失和安全隐患。常用的防腐蚀方法是在材料表面涂覆涂层，实现对材料的屏蔽和保护。[0003]重防腐涂料是相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。目前，采用重防腐涂料对金属进行保护仍然是最为有效的防腐蚀手段。[0004]环氧富锌底漆是金属重防腐涂料的一种，利用电化学阴极保护作用实现对金属材料的保护，且其固化后具有优异的附着力、优良的力学性能、良好的抗酸碱性和耐化学介质腐蚀性。这种涂料中的锌粉含量较高，锌粉与钢铁表面又是紧密接触的。在这种情况下，当水分侵入涂膜后，锌粉与钢铁组成微电池，由于锌的电化学电位比铁低，这时腐蚀电流就从锌流向铁，钢铁就受到了阴极保护。另外，在形成的涂层内，锌粉也互相接触，其中一部分锌粉易与空气中的C〇2、S〇2或盐分中的氯元素接触生成锌的盐类，这些盐类为难溶性的碱式盐，它们会填没涂层中的空隙，对下层的锌粉起到屏蔽作用。但是，此类涂料为了保证长期有效，需要具有较高的锌含量，而锌较贵，会导致防腐成本较高。[0005]石墨烯作为一种新型的由碳原子构成的单片层片状结构的二维材料，厚度只有1个碳原子，具有极高的径厚比直径厚度），极少的添加量就能够在涂膜内部形成连续的屏蔽层，达到提高涂膜防腐性能的目的。CN107556886A公开了一种环氧石墨烯锌粉涂料，CN105623471A公开了一种环氧树脂-石墨烯-锌粉防腐涂料及其制备方法，均是通过添加石墨烯，不仅减少了锌粉的用量，而且进一步提高了涂料的防腐性能。[0006]但是，上述添加了石墨烯的重防腐涂料固化后的耐磨性和耐高温性能较差，长期暴露于恶劣环境中，涂层容易磨损开裂，失去保护作用，有待于进一步改进。发明内容[0007]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种重防腐涂料，该重防腐涂料形成的涂层同时具有较高的硬度、耐磨性、耐高温性能、耐水性和耐盐雾性，且柔韧性好，附着力高，具有更好的防腐性能。[0008]为达此目的，本发明采用以下技术方案：[0009]本发明提供一种重防腐涂料，包括A组分和B组分，按质量百分比计，所述A组分包括：[0010]余量为有机溶剂；[0011]按质量百分比计，所述B组分包括：[0012]固化剂50-95%;[0013]固化促进剂3-10%;[0014]余量为有机溶剂；[0015]所述A组分和所述B组分的质量比为7-10:1。[0016]本发明利用陶瓷粉末，增加了重防腐涂层的耐磨性能和耐高温性能，陶瓷粉末是无机填料，与环氧树脂和有机溶剂等不发生反应，固化过程中没有新物质产生，并且固化过程中收缩小，能减小涂层的内应力，与环氧树脂能紧密结合，并填充锌粉的空隙，形成致密的保护层。但陶瓷粉末的含量应保持在合适的范围内，其含量过少时，起到的作用不明显；其含量过高时，会导致涂层容易开裂，减少锌粉与金属基材的接触面积，降低锌粉作为阳极的保护作用。[0017]本发明中，所述A组分中环氧树脂的质量百分比可以是10%、10.5%、11%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%、15%、15.5%、16%、16.5%、17%、17.5%、18%、18.5%、19%、19.5%或20%等。[0018]所述A组分中陶瓷粉末的质量百分比可以是25%、26%、28%、30%、32%、33%、35%、36%、38%、40%、42%、43%或45%等。[0019]所述A组分中锌粉的质量百分比可以是20%、22%、23%、25%、26%、28%、30%、32%、33%、35%、36%、38%、40%、42%、43%、45%、46%、48%、50%、52%、53%或55%等。[0020]所述A组分中石墨烯的质量百分比可以是0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1%、1.2%、1·5%、1·8%、2%、2·2%、2·5%、2·8%、3%、3·2%、3·5%、3·8%、4%、4·2%、4·5%、4·8%或5等。[0021]所述A组分中有机膨润土的质量百分比可以是2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5·5%、6%、6·5%、7%、7·5%、8%、8·5%、9%、9·5%或10%等;优选为2-5%。[0022]有机膨润土作为填料之一，用于保证涂料能够形成一定厚度而不流散，提高涂料的可涂覆性。[0023]所述B组分中固化剂的质量百分比可以是50%、52%、55%、58%、60%、64%、69%、70%、75%、78%、80%、83%、86%、87%、90%、92%或95%等。[0024]所述B组分中固化促进剂的质量百分比可以是3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6·5%、7%、7·5%、8%、8·5%、9%、9·5%或10%等。[0025]所述A组分和所述B组分的质量比可以是7:1、7.3:1、7.5:1、7.8:1、8:1、8.3:1、8·5:1、8·8:1、9:1、9·3:1、9·5:1、9·8:1或10:1等;优选为9:1。[0026]作为本发明的优选技术方案，按质量百分比计，所述A组分包括：[0027]余量为有机溶剂。[0028]作为本发明的优选技术方案，按质量百分比计，所述B组分包括：[0029]固化剂82%;[0030]固化促进剂7%;[0031]余量为有机溶剂。[0032]作为本发明的优选技术方案，所述A组分还包括0.5_5wt%例如0.5wt%、0.6wt%N0.8wt%NIwt%N1.2wt%.3wt%.5wt%.6wt%.8wt%2wt%^2.2wt%2·5wt%、2·8wt%、3wt%、3·5wt%、4wt%、4.5wt%或5wt%等）的流变助齐丨」，优选0·8_2wt%的流变助剂。[0033]优选地，所述流变助剂为聚酰胺蜡。[0034]优选地，所述A组分还包括0.3-1.5wt%例如0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、lwt%、l.lwt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%或I·5wt%等）的消泡剂，进一步优选0·5-lwt%的消泡剂。[0035]优选地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂，具体可以选择毕克公司的BYK-019、瓦克公司的AK350或瓦克公司的SE2中的一种或至少两种的组合;最优选为瓦克公司的AK350。[0036]作为本发明的优选技术方案，所述陶瓷粉末包含如下质量百分比的组分:20-50%例如20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%、38%、40%、42%、45%、48%或50%等）的硅微粉、3_9.4%例如3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%或9.4%等）的二氧化钛、11.7-20%例如11.7%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%等）的氧化铝和16-22.8%例如可以是16%、16.5%、17%、17.5%、18%、18.5%、19%、19.5%、20%、20.5%、21%、21.5%、22%或22.8%等）的氮化硅。[0037]需要说明的是，普通的陶瓷粉末在提高涂层耐磨性和耐高温性能的同时，也会对涂层的柔韧性和附着力造成不良影响。本发明选择上述配比的陶瓷粉末，可以很好地平衡重防腐涂层的各种性能，使其同时具有较高的硬度、耐磨性、耐高温性能、耐水性、耐盐雾性、柔韧性和附着力。[0038]优选地，所述陶瓷粉末的粒径彡35μπι。[0039]作为本发明的优选技术方案，所述A组分中，所述锌粉和所述石墨烯的总质量百分比为35-60%;例如可以是35%、36%、38%、40%、42%、43%、45%、46%、48%、50%、52%、53%、55%、56%、58%或60%等。[0040]作为本发明的优选技术方案，所述锌粉的粒径为10_35μπι;例如可以是10μπι、12μπι、15μηι、18μηι、2Ομπι、22μηι、25μηι、28μηι、3Ομπι、32μηι或35μηι等。[0041]优选地，所述石墨稀的粒径为1-80μηι，例如可以是1μπι、2μηι、5μηι、8μηι、1Ομπι、20μηι、30μηι、40μηι、50μηι、60μηι、70μηι或80μηι等;进一步优选为5_35ym，例如可以是5μηι、8μηι、ΙΟμπι、12μπι、15μηι、18μηι、20μηι、22μηι、25μηι、28μηι、30μηι、32μηι或35μηι等。[0042]优选地，所述石墨稀的比表面积$200m2g，进一步优选为$340m2g。[0043]作为本发明的优选技术方案，所述固化剂为脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类固化剂或聚酰胺类固化剂，优选为聚酰胺类固化剂。[0044]优选地，所述脂肪族胺类固化剂为二乙烯三胺和或二乙氨基丙胺。[0045]优选地，所述芳香族胺类固化剂为间苯二甲胺和或二胺基二苯砜。[0046]本发明中，所述聚酰胺类固化剂是二聚植物油酸、三聚植物油酸或不饱和脂肪酸与多元胺的反应产物，例如可以选择深圳市佳迪达化工有限公司的JH5116AX，德国科宁公司的versamidll5,美国瀚森迈图的EPIKUREX3115-70-A。[0047]作为本发明的优选技术方案，所述固化促进剂选自伯胺、叔胺或季铵盐中的一种或至少两种的组合。[0048]优选地，所述伯胺选自十八烷基胺。[0049]优选地，所述叔胺选自三乙醇胺、二甲基苯胺或苄基二甲胺中的一种或至少两种的组合。[0050]优选地，所述季铵盐为四已基溴化铵。[0051]作为本发明的优选技术方案，所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、异丙醇、正丁醇或苯甲醇中的一种或至少两种的组合;所述组合典型但非限制性实例有:苯与甲苯的组合、苯与二甲苯的组合、苯与异丙醇的组合、苯与正丁醇的组合、苯与苯甲醇的组合、甲苯与异丙醇的组合、甲苯与正丁醇的组合、异丙醇与正丁醇、正丁醇与苯甲醇的组合等。[0052]优选地，有机溶剂为二甲苯、正丁醇和苯甲醇的混合物，三者质量比优选为4:1:0.5〇[0053]采用二甲苯、正丁醇和苯甲醇的混合物作为有机溶剂，利于环氧树脂与各组分均匀分散，形成均匀混合液，能很好地润湿钢铁表面，形成良好的涂层。[0054]本发明对上述重防腐涂料的制备方法没有特殊限定，按配方将上述A组分和B组分各自的成分混合均匀即可，示例性地，可以具体采用以下方法：[0055]A组分制备：[0056]1将A组分配方量的环氧树脂加入搅拌容器中进行搅拌；[0057]其中，搅拌转速为1200-2000rmin，优选为1600rmin;搅拌时间为12-40min，优选为28-34min;[0058]2向步骤（1的环氧树脂中加入A组份配方量的陶瓷粉末、有机溶剂、锌粉、石墨烯、有机膨润土、任选地流变助剂和任选地消泡剂，继续搅拌至分散均匀；[0059]其中，搅拌转速为2400-3200rmin，优选为3050rmin;搅拌时间为2.5-6h，优选为5.5-6h；[0060]3将步骤⑵得到的混合物加入三辑研磨机中，研磨至粒径彡35μπι，得至IjA组分。[0061]B组分制备：[0062]将B组分配方量的固化剂、固化促进剂和有机溶剂加入搅拌容器中，搅拌至分散均匀，得到B组分；[0063]其中，搅拌转速为2600-3400rmin，优选为3300rmin;搅拌时间为2-4h，优选为3-3.5h〇[0064]使用时，将A组分和B组分按配比混合，喷涂在钢铁基材表面，在常温（20-25Γ下固化7天，即形成重防腐涂层。[0065]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：[0066]本发明利用特定组成的陶瓷粉末，增加了重防腐涂料形成的涂层的耐磨性能和耐高温性能，并使其同时保持较高的耐水性、耐盐雾性、柔韧性和附着力。该涂层的硬度为5-6H;在23±2°C的水中浸泡2000小时，无起泡、开裂、起皱或脱落现象;在35±2°C，50±5gL的NaCl盐雾箱中进行耐盐雾性能测试，超过800h无起泡、起皱或脱落现象;不引起涂层破坏的最小轴棒直径达到Imm;附着力为l〇_18MPa;磨耗为5-8mg;在200±5°C环境下放置1小时，涂层保持完整不变色，具有更好的防腐性能。具体实施方式[0067]下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。[0068]实施例1[0069]本实施例提供一种重防腐涂料，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括：[0070]余量为甲_;[0071]按质量百分比计，所述B组分包括：[0072]二乙烯三胺78%;[0073]十八烷基胺3%;[0074]余量为甲苯；[0075]A组分和B组分的质量比为7:1。[0076]实施例2[0077]本实施例提供一种重防腐涂料，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括：[0078]余量为有机溶剂；[0079]按质量百分比计，所述B组分包括：[0080]间苯二甲胺82%;[0081]苄基二甲胺5%;[0082]余量为有机溶剂；[0083]其中，有机溶剂为二甲苯、正丁醇和苯甲醇的混合物（质量比4:1:0.5，A组分和B组分的质量比为8:1。[0084]实施例3[0085]本实施例提供一种重防腐涂料，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括：[0086]余量为有机溶剂；[0087]按质量百分比计，所述B组分包括：[0088]JH5116AX70%；[0089]十八烷基胺6.5%;[0090]余量为有机溶剂；[0091]其中，有机溶剂为二甲苯、正丁醇和苯甲醇的混合物（质量比4:1:0.5，A组分和B组分的质量比为8.5:1。[0092]实施例4[0093]本实施例提供一种重防腐涂料，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括：[0094][0095]余量为有机溶剂；[0096]按质量百分比计，所述B组分包括：[0097]JH5116AX82%[0098]四已基溴化铵7%;[0099]余量为有机溶剂；[0100]其中，有机溶剂为二甲苯、正丁醇和苯甲醇的混合物（质量比4:1:0.5，A组分和B组分的质量比为9:1。[0101]实施例5[0102]本实施例提供一种重防腐涂料，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括：[0103]余量为有机溶剂；[0104]按质量百分比计，所述B组分包括：[0105]EPIKUREX3115-70-A83%[0106]四已基溴化铵9%;[0107]余量为有机溶剂；[0108]其中，有机溶剂为二甲苯、异丁醇的混合物质量比4:1[0109]A组分和B组分的质量比为10:1。[0110]实施例6[0111]本实施例提供一种重防腐涂料，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括：[0112]余量为有机溶剂；[0113]按质量百分比计，所述B组分包括：[0114]versamidll588%；[0115]四已基溴化铵10%;[0116]余量为有机溶剂；[0117]其中，有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物质量比4:1，A组分和B组分的质量比为9:1〇[0118]对比例1[0119]提供一种重防腐涂料，与实施例4的区别在于，陶瓷粉末的质量百分比为22%。[0120]对比例2[0121]提供一种重防腐涂料，与实施例5的区别在于，陶瓷粉末的质量百分比为48%。[0122]对比例3[0123]提供一种重防腐涂料，与实施例4的区别在于，陶瓷粉末为硅微粉。[0124]对比例4[0125]提供一种重防腐涂料，与实施例4的区别在于，陶瓷粉末为二氧化钛。[0126]对比例5[0127]提供一种重防腐涂料，与实施例4的区别在于，陶瓷粉末为氧化铝。[0128]对比例6[0129]提供一种重防腐涂料，与实施例4的区别在于，陶瓷粉末为氮化硅。[0130]本发明实施例中所用有机溶剂均为二甲苯、正丁醇和苯甲醇的混合物；陶瓷粉末由20-50wt%的硅微粉、3-9·4wt%的二氧化钛、11·7-20wt%的氧化铝和16-22·8wt%的氮化硅组成;A组分和B组分分别采用下述方法进行配制：[0131]A组分的配制：[0132]1将A组分配方量的环氧树脂加入搅拌容器中，在1600rmin的转速下搅拌30min；[0133]2向步骤⑴得到的环氧树脂中加入A组份剩余的原料，在3050rmin的转速下继续搅拌6h，使各组分分散均匀；[0134]3将步骤⑵得到的混合物加入三辑研磨机中，研磨至粒径彡35μπι，得到A组分。[0135]B组分的配制：[0136]将B组分配方量的固化剂、固化促进剂和有机溶剂加入搅拌容器中，在3300rmin的转速下搅拌3h，使各组分分散均匀，得到B组分。[0137]将上述实施例1-5和对比例1-6提供的重防腐涂料的A组分和B组分按配比混合，喷涂在钢铁基材表面，在25°C下固化7天，形成80μπι厚度的重防腐涂层。[0138]对涂层的性能进行测试，测试标准如下：[0139]硬度:铅笔法，GBT6739;[0140]耐水性:GBT1733，在23±2°C的水中浸泡1000小时，观察涂层是否有起泡、起皱、脱落现象；[0141]耐盐雾性:划叉法，GBT1771，在35±2°C，50±5gL的NaCl盐雾箱中进行耐盐雾性能测试，观察涂层出现起泡、起皱或脱落现象的时间；[0142]柔韧性:GBT1731，以不引起涂层破坏的最小轴棒直径表示涂层的柔韧性，轴棒直径越小，表示柔韧性越好；[0143]附着力:拉开法，GBT5210;[0144]耐磨性:GBT1768，用橡胶砂轮在60±2rmin的转速，500g的载荷下摩擦500转，测定涂层的磨耗；[0145]耐高温性能:GBT1735,在200±5°C下放置1小时，观察涂层是否有开裂、变色现象。[0146]上述性能测试的结果如下表1所示：[0147]表1[0149][0150]由表1的结果可知，本发明通过采用特定组成的陶瓷粉末，在提高重防腐涂层的耐磨性和耐高温性能的同时，还使其保持了良好的耐水性、耐盐雾性、柔韧性和较高的附着力。当陶瓷粉末的含量过多或过少，或改变陶瓷粉末的成分时，均会导致涂层的耐水性、耐盐雾性、柔韧性、附着力、耐磨性和耐高温性能下降。[0151]申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

权利要求：1.一种重防腐涂料，其特征在于，所述重防腐涂料包括A组分和B组分，按质量百分比计，所述A组分包括：环氧树脂陶瓷粉末锌粉石墨烯有机膨润土余量为有机溶剂；按质量百分比计，所述B组分包括：固化剂50-95%;固化促进剂3-10%;余量为有机溶剂；所述A组分和所述B组分的质量比为7-10:1。2.根据权利要求1所述的重防腐涂料，其特征在于，按质量百分比计，所述A组分包括：环氧树脂陶瓷粉末锌粉石墨烯有机膨润土余量为有机溶剂。3.根据权利要求1或2所述的重防腐涂料，其特征在于，按质量百分比计，所述B组分包括：固化剂固化促进剂余量为有机溶剂；优选地，所述A组分和所述B组分的质量比为9:1。4.根据权利要求1-3任一项所述的重防腐涂料，其特征在于，所述A组分还包括0.5-5wt%的流变助剂，优选0.8-2wt%的流变助剂；优选地，所述流变助剂为聚酰胺蜡；优选地，所述A组分还包括0.3-1.5wt%的消泡剂，进一步优选0.5-Iwt%的消泡剂；优选地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。5.根据权利要求1-4任一项所述的重防腐涂料，其特征在于，所述陶瓷粉末包含如下质量百分比的组分:20-50%的硅微粉、3-9.4%的二氧化钛、11.7-20%的氧化铝和16-22.8%的氮化硅；优选地，所述陶瓷粉末的粒径35μπι。6.根据权利要求1-5任一项所述的重防腐涂料，其特征在于，所述A组分中，所述锌粉和所述石墨烯的总质量百分比为35-60%。7.根据权利要求1-6任一项所述的重防腐涂料，其特征在于，所述锌粉的粒径为10-35μm；优选地，所述石墨稀的粒径为1-80μηι，进一步优选为5-35μηι;优选地，所述石墨稀的比表面积多200m2g，进一步优选为多340m2g。8.根据权利要求1-7任一项所述的重防腐涂料，其特征在于，所述固化剂为脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类固化剂或聚酰胺类固化剂，优选为聚酰胺类固化剂；优选地，所述脂肪族胺类固化剂为二乙烯三胺和或二乙氨基丙胺；优选地，所述芳香族胺类固化剂为间苯二甲胺和或二胺基二苯砜；优选地，所述聚酰胺类固化剂是二聚植物油酸、三聚植物油酸或不饱和脂肪酸与多元胺的反应产物。9.根据权利要求1-8任一项所述的重防腐涂料，其特征在于，所述固化促进剂选自伯胺、叔胺或季铵盐中的一种或至少两种的组合；优选地，所述伯胺为十八烷基胺；优选地，所述叔胺选自三乙醇胺、二甲基苯胺或苄基二甲胺中的一种或至少两种的组合；优选地，所述季铵盐为四已基溴化铵。10.根据权利要求1-9任一项所述的重防腐涂料，其特征在于，所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、异丙醇、正丁醇或苯甲醇中的一种或至少两种的组合；优选地，有机溶剂为二甲苯、正丁醇和苯甲醇的混合物。

百度查询： 广东好邦石墨烯新材料科技有限公司 一种重防腐涂料

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