本發(fā)明涉及涂料技術(shù)，尤其涉及一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，每年全世界約有30％的鋼鐵銹蝕，10％的鋼鐵變成無用的鐵銹，每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失高達7000億美元。金屬腐蝕不僅給人類帶來經(jīng)濟上的損失，而且不利于自然資源和環(huán)境的保護，有時甚至危及人身安全。為了防止和減緩腐蝕，在生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗中開發(fā)了許多防腐蝕方法。其中以涂料保護最為方便、經(jīng)濟，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。

中國專利CN102604533A公開了一種基于聚苯胺與石墨烯復(fù)合材料的防腐涂料及制備方法。該發(fā)明的防腐涂料，可以實現(xiàn)金屬基材的鈍化和緩蝕，同時避免了可以導(dǎo)致環(huán)境污染的鋅等重金屬的使用，而且制備簡單、成本低、易于工業(yè)化批量生產(chǎn)。但CN102604533A所述的防腐涂料中，通過復(fù)雜的石墨烯的添加方法改善石墨烯的分散效果具有局限性。

中國專利CN103265881A公開了一種包含聚芳基有機硅樹脂的耐高溫防腐涂料，稀釋劑為丁醇或二甲苯。制成的防腐涂料可以耐受溫度達到400～500℃，同時具有良好的防腐效果。但是改進方法涉及到大量的二甲苯作為溶劑，對環(huán)境的污染和涂裝施工人的安全等有很大的危害。

中國專利CN104109450A公開了一種石墨烯防腐粉末涂料，制得粉末涂料具有優(yōu)異的防腐性能。但是由于石墨烯在聚合物中分散效果不理想，反而會影響漆膜的性能。此外石墨烯具有導(dǎo)電性能，會影響粉末涂料靜電涂裝的性能。

本發(fā)明是利用氧化石墨烯表面的大量基團具有良好的分散效果，通過使用分散劑與環(huán)氧樹脂制備預(yù)分散漿的方式，提高了氧化石墨烯在環(huán)氧樹脂型粉末涂料中的分散效果。最終制得了工藝簡單、優(yōu)異的抗介質(zhì)滲透性和力學(xué)性能的納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料。此外我們選用環(huán)氧樹脂型粉末涂料，并沒有溶劑，節(jié)省大量資源；消除了施工時火災(zāi)危險性；降低了對大氣污染；同時也改善了作業(yè)環(huán)境條件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是為了克服現(xiàn)有氧化石墨烯涂料的一些缺點和不足提供一種具有工藝簡單，抗介質(zhì)滲透性和力學(xué)性能優(yōu)異，減少環(huán)境污染及其對人類健康的潛在威脅的環(huán)氧樹脂型粉末涂料，同時利用氧化石墨烯大幅提高防腐性能。

解決本發(fā)明技術(shù)問題的技術(shù)方案為：一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，其特征在于，由如下質(zhì)量份數(shù)的組分組成：氧化石墨烯預(yù)分散漿1-10份、環(huán)氧樹脂30-70份、聚酯樹脂20-70份、填料3-12份、白炭黑3-8份、高溫固化劑3-10份、增塑劑2-3份、流平劑0.1-1份、熱和光穩(wěn)定劑0.1-1份和顏料0-4份；

其中所述氧化石墨烯為氨基改性氧化石墨烯，其粒徑為500～20000目。

優(yōu)選的，所述納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，由如下質(zhì)量份數(shù)的組分組成：氧化石墨烯預(yù)分散漿1-10份、環(huán)氧樹脂30-50份、聚酯樹脂20-40份、填料5-12份、白炭黑3-8份、高溫固化劑3-10份、增塑劑2-3份、流平劑0.1-1份、熱和光穩(wěn)定劑0.1-1份和顏料0-4份。

優(yōu)選的，所述氧化石墨烯預(yù)分散漿由10～30份氧化石墨烯、10～30份分散劑和40～80份環(huán)氧樹脂經(jīng)研磨得到；所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、辛基酚聚氧乙烯醚、BYK-9076、DISPERBYK-130、EFKA-4310、Dispersogen 2774中的一種或者幾種組合。

優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂和二聚酸改性環(huán)氧樹脂中的一種或者幾種組合；所述聚酯樹脂為端羧基飽和聚酯樹脂。

優(yōu)選的，所述填料為沉淀硫酸鋇、輕體碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、云母粉和石英粉中的一種或者幾種組合。

優(yōu)選的，所述白炭黑為沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅和超細(xì)二氧化硅凝膠中的一種或者幾種組合。

優(yōu)選的，所述高溫固化劑為乙二醇雙偏苯三酸酐酯、雙氰胺和四甲氧基次甲基甘脲中的一種或者幾種組合。

優(yōu)選的，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯和葵二酸二辛酯中的一種或者幾種組合。

優(yōu)選的，所述的流平劑為聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸-2-乙基己酯、聚丙烯酸月桂酯中的一種或多種組合；所述的熱和光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑Tinuvin144、高效亞磷酸酯和酚類抗氧劑的混合物。在本發(fā)明的一個優(yōu)選例中，使用了德國巴斯夫集團的IRGANOX B900作為高效亞磷酸酯和酚類抗氧劑的混合物。

優(yōu)選的，所述的顏料為鐵紅、鐵黑、云母氧化鐵、鎘紅、鎘黃、炭黑、酞菁藍(lán)、酞菁綠和群青中的一種或多種組合。

本發(fā)明的第二目的是為了克服現(xiàn)有氧化石墨烯涂料的一些缺點和不足，提供一種具有工藝簡單，抗介質(zhì)滲透性和力學(xué)性能優(yōu)異，減少環(huán)境污染及其對人類健康的潛在威脅的納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的制備方法。

解決本發(fā)明技術(shù)問題的技術(shù)方案為：一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的制備方法：

1)氧化石墨烯預(yù)處理：將10～30份氧化石墨烯、10～30份分散劑和40～60份環(huán)氧樹脂，使用高速分散機研磨至細(xì)度達到35微米以下，得到氧化石墨烯預(yù)分散漿；

2)將計量份的氧化石墨烯預(yù)分散漿、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、填料、白炭黑、高溫固化劑、增塑劑、流平劑、熱和光穩(wěn)定劑和顏料加入雙螺桿擠出機共混擠出；

3)最后，進行壓片，磨料，分離制得成品。

本發(fā)明提供的納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，利用了氧化石墨烯表面的大量基團具有良好的分散效果，通過使用分散劑與環(huán)氧樹脂制備預(yù)分散漿的方式，從而提高氧化石墨烯在環(huán)氧樹脂型粉末涂料中的分散效果。本發(fā)明的涂料為無溶劑型涂料，降低了對大氣污染；改善了作業(yè)環(huán)境條件。本發(fā)明的納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料具有無毒、施工方便，工藝簡單，漆膜機械強度高、附著力強、防腐性能優(yōu)異。該涂料在火車、汽車、船舶、橋梁、管道、集裝箱、貯罐等設(shè)施中鋼鐵材料的大氣中防腐蝕方面有很好的適用性。

附圖說明

圖1為鹽霧試驗為普通環(huán)氧樹脂型粉末涂料的2000h鹽霧試驗結(jié)果圖；

圖2為本發(fā)明的納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的2000h鹽霧試驗結(jié)果圖。圖1和圖2對比可以看到，普通環(huán)氧樹脂型粉末涂料出現(xiàn)了嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，而納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料漆膜未出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。

下面為具體實施例部分。

實施例1

一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，首先將10份氧化石墨烯、30份聚乙烯吡咯烷酮和60份雙酚A型環(huán)氧樹脂，使用高速分散劑研磨至細(xì)度達到35微米以下，得到氧化石墨烯預(yù)分散漿。下面按重量比例，將氧化石墨烯預(yù)分散漿10份、雙酚A型環(huán)氧樹脂30份、聚酯樹脂40份、沉淀硫酸鋇5份、氣相二氧化硅3份、乙二醇雙偏苯三酸酐酯5份、鄰苯二甲酸二丁酯3份、聚丙烯酸丁酯1份、光穩(wěn)定劑Tinuvin144 1份、鐵黑1份和鐵紅1份加入雙螺桿擠出機共混擠出。最后，進行壓片，磨料，分離制得成品。測納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的中控指標(biāo)，合格后包裝。

實施例2

一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，首先將20份氧化石墨烯、20份DISPERBYK-130和60份雙酚A型環(huán)氧樹脂，使用高速分散劑研磨至細(xì)度達到35微米以下，得到氧化石墨烯預(yù)分散漿。下面按重量比例，將氧化石墨烯預(yù)分散漿1份、雙酚F型環(huán)氧樹脂50份、聚酯樹脂30份、輕體碳酸鈣1份、滑石粉2份、沉淀二氧化硅5份、雙氰胺8份、葵二酸二辛酯2份、聚丙烯酸月桂酯0.5份和高效亞磷酸酯和酚類抗氧劑的混合物0.5份加入雙螺桿擠出機共混擠出。最后，進行壓片，磨料，分離制得成品。測納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的中控指標(biāo)，合格后包裝。

實施例3

一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，首先將30份氧化石墨烯、20份BYK-9076和50份雙酚F型環(huán)氧樹脂，使用高速分散劑研磨至細(xì)度達到35微米以下，得到氧化石墨烯預(yù)分散漿。下面按重量比例，將氧化石墨烯預(yù)分散漿5份、雙酚F型環(huán)氧樹脂30份、聚酯樹脂30份、云母粉2份、高嶺土8份、超細(xì)二氧化硅凝膠8份、四甲氧基次甲基甘脲10份、鄰苯二甲酸二丁酯3份、聚丙烯酸-2-乙基己酯1份、光穩(wěn)定劑Tinuvin144 1份、炭黑0.5份和群青0.5份加入雙螺桿擠出機共混擠出。最后，進行壓片，磨料，分離制得成品。測納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的中控指標(biāo)，合格后包裝。

實施例4

一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，首先將10份氧化石墨烯、10份Dispersogen 2774和80份二聚酸改性的環(huán)氧樹脂，使用高速分散劑研磨至細(xì)度達到35微米以下，得到氧化石墨烯預(yù)分散漿。下面按重量比例，將氧化石墨烯預(yù)分散漿10份、二聚酸改性的環(huán)氧樹脂30份、聚酯樹脂40份、石英粉4份、高嶺土1份、超細(xì)二氧化硅凝膠3份、乙二醇雙偏苯三酸酐酯5份、磷酸三苯酯3份、聚丙烯酸月桂酯0.5份、高效亞磷酸酯和酚類抗氧劑的混合物0.5份、云母氧化鐵2份和鎘紅1份加入雙螺桿擠出機共混擠出。最后，進行壓片，磨料，分離制得成品。測納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的中控指標(biāo)，合格后包裝。

實施例5

一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，首先將30份氧化石墨烯、30份EFKA-4310和40份丙烯酸改性環(huán)氧樹脂，使用高速分散劑研磨至細(xì)度達到35微米以下，得到氧化石墨烯預(yù)分散漿。下面按重量比例，將氧化石墨烯預(yù)分散漿5份、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂50份、聚酯樹脂20份、沉淀硫酸鋇5份、云母粉3份、氣相二氧化硅3份、乙二醇雙偏苯三酸酐酯10份、鄰苯二甲酸二丁酯2份、聚丙烯酸-2-乙基己酯0.8份、光穩(wěn)定劑Tinuvin144 0.2份、鐵紅0.5份和鐵黑0.5份加入雙螺桿擠出機共混擠出。最后，進行壓片，磨料，分離制得成品。測納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的中控指標(biāo)，合格后包裝。

實施例6

一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，首先將20份氧化石墨烯、10份EFKA-4310和70份丙烯酸改性環(huán)氧樹脂，使用高速分散劑研磨至細(xì)度達到35微米以下，得到氧化石墨烯預(yù)分散漿。下面按重量比例，將氧化石墨烯預(yù)分散漿2份、二聚酸改性的環(huán)氧樹脂30份、聚酯樹脂40份、滑石粉5份、氣相二氧化硅5份、四甲氧基次甲基甘脲5份、葵二酸二辛酯3份、聚丙烯酸丁酯0.8份、高效亞磷酸酯和酚類抗氧劑的混合物0.2份、酞菁綠0.5份和酞菁藍(lán)0.5份加入雙螺桿擠出機共混擠出。最后，進行壓片，磨料，分離制得成品。測納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的中控指標(biāo)，合格后包裝。

實施例7

一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，首先將10份氧化石墨烯、30份Dispersogen 2774和60份二聚酸改性的環(huán)氧樹脂，使用高速分散劑研磨至細(xì)度達到35微米以下，得到氧化石墨烯預(yù)分散漿。下面按重量比例，將氧化石墨烯預(yù)分散漿10份、雙酚F型環(huán)氧樹脂30份、聚酯樹脂40份、云母粉5份、超細(xì)二氧化硅凝膠4份、乙二醇雙偏苯三酸酐酯5份、磷酸三苯酯3份、聚丙烯酸月桂酯1份、高效亞磷酸酯和酚類抗氧劑的混合物0.5份、鐵黑1份和云母氧化鐵0.5份加入雙螺桿擠出機共混擠出。最后，進行壓片，磨料，分離制得成品。測納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的中控指標(biāo)，合格后包裝。

實施例8

一種納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料，首先將15份氧化石墨烯、10份辛基酚聚氧乙烯醚和75份環(huán)氧樹脂，使用高速分散劑研磨至細(xì)度達到35微米以下，得到氧化石墨烯預(yù)分散漿。下面按重量比例，將氧化石墨烯預(yù)分散漿10份、環(huán)氧樹脂30份、聚酯樹脂40份、輕體碳酸鈣5份、云母粉2份、氣相二氧化硅1份、超細(xì)二氧化硅凝膠份2、雙氰胺5份、鄰苯二甲酸二丁酯3份、聚丙烯酸-2-乙基己酯1份、高效亞磷酸酯和酚類抗氧劑的混合物0.5份和炭黑0.5份加入雙螺桿擠出機共混擠出。最后，進行壓片，磨料，分離制得成品。測納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料的中控指標(biāo)，合格后包裝。

按上述配方制備的納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料性能列于表1。

表1 納米氧化石墨烯改性環(huán)氧樹脂型粉末涂料性能