本發(fā)明屬于涂料，尤其涉及一種石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料及其制備方法，該防腐涂料可應(yīng)用于化工機(jī)械、船舶、碼頭、集裝箱等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、防腐涂料一直是涂料的重要分支之一，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中，大量金屬制品的使用使得設(shè)備防腐的要求很高，防腐涂料的市場需求呈現(xiàn)持續(xù)上升態(tài)勢。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球每年因?yàn)楦g所造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)萬億美元，遠(yuǎn)超自然災(zāi)害所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

2、目前，環(huán)氧富鋅漆占據(jù)著防腐市場的主流應(yīng)用，因其具有常規(guī)防腐涂料不可比擬的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)為防腐壽命長、收縮率低等；但是環(huán)氧富鋅漆仍存在一系列的問題包括：鋅粉投入量大并且利用率不高、基材附著力不好、施工出現(xiàn)噴涂堵槍、物料沉積和成本高等。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對于防腐涂料的需求也不斷升級，開發(fā)出新型高效且成本低廉的防腐涂料是未來的發(fā)展方向。

3、石墨烯自2004年被成功從石墨中剝離以來，其獨(dú)特優(yōu)異的性質(zhì)就引起各行業(yè)極大的關(guān)注；石墨烯作為單層或少層碳納米材料，可以制備成涂層或者作為填料用于防腐涂料中，其良好的導(dǎo)電性能和片狀搭接阻隔性能，可以對氧和腐蝕介質(zhì)起到屏蔽作用，降低了防腐涂層的滲透性能，從而提高涂層的防腐蝕性能。此外，芳烴樹脂也具有優(yōu)良的防水性，耐酸堿性，耐鹽霧性能，可作為添加劑加入到涂料體系中增強(qiáng)防腐性能。鑒于此，可利用石墨烯與芳烴樹脂開發(fā)一種附著力好、防腐性能穩(wěn)定、成本低的防腐涂料，解決現(xiàn)有的環(huán)氧富鋅漆存在的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料及其制備方法，利用石墨烯與芳烴樹脂的微觀協(xié)同效應(yīng)，能高效提升涂料的防腐能力，同時(shí)本發(fā)明的方法具有制備工藝簡單、附著力好、防腐性能穩(wěn)定和低成本的優(yōu)點(diǎn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一方面提供了一種石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其原料包括a組分、b組分和c組分；

4、所述a組分包括丙烯酸正丁酯、苯乙烯、引發(fā)劑、功能性單體和溶劑；

5、所述b組分為芳烴樹脂，所述芳烴樹脂占所述a組分總量的10～30wt％；

6、所述c組分為石墨烯漿料，所述石墨烯漿料中的石墨烯占所述a組分總量的0.5～6wt％。

7、優(yōu)選的，所述a組分包括以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下成分：20～40％丙烯酸正丁酯、5～20％苯乙烯、0.1～2％引發(fā)劑、3～8％功能性單體、40～60％溶劑。

8、優(yōu)選的，所述引發(fā)劑包括無機(jī)過氧化物引發(fā)劑、有機(jī)過氧化物引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑或氧化還原引發(fā)劑中的一種或復(fù)合引發(fā)劑。

9、優(yōu)選的，所述功能性單體選自甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯的一種或多種。

10、優(yōu)選的，所述溶劑選自乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮、二甲基亞砜、乙醇、正己烷中的一種或多種。

11、優(yōu)選的，所述芳烴樹脂選自煤系古馬隆樹脂、油系石油樹脂中的一種或多種。

12、優(yōu)選的，所述煤系古馬隆樹脂中茚含量為50～90wt％，古馬隆含量為1～5wt％。

13、優(yōu)選的，所述石墨烯漿料由石墨烯、溶劑和分散劑構(gòu)成。

14、優(yōu)選的，所述石墨烯漿料中所用的溶劑選自乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮、二甲基亞砜、乙醇、正己烷中的一種或多種。

15、優(yōu)選的，所述石墨烯漿料中，所述石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～20wt％。

16、本發(fā)明的第二方面提供了一種如本發(fā)明第一方面所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

17、s1，將丙烯酸正丁酯、苯乙烯、引發(fā)劑、功能性單體與溶劑混合后加入至反應(yīng)器中進(jìn)行自由基共聚反應(yīng)，反應(yīng)完成后獲得丙烯酸涂料；

18、s2，將所述丙烯酸涂料與芳烴樹脂按比例進(jìn)行攪拌混合，獲得改性丙烯酸涂料；

19、s3，將石墨烯漿料加入到所述改性丙烯酸涂料中分散均勻后，制得石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料。

20、優(yōu)選的，所述步驟s1中，所述自由基共聚反應(yīng)過程中，所述反應(yīng)器的溫度為50～90℃，所述反應(yīng)器的攪拌速率為200～500r/min，所述自由基共聚反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為2～8h。

21、本發(fā)明所提供的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料及其制備方法，具有以下

22、有益效果：

23、1、本發(fā)明采用的石墨烯為閃蒸石墨烯，具有亂層、缺陷少、層數(shù)低和電性能優(yōu)良的特點(diǎn)；芳烴樹脂具有優(yōu)良的防水性、耐酸堿性、耐鹽霧性的特點(diǎn)；由于兩者在微觀結(jié)構(gòu)上都為共軛體系，相容性非常好，能在宏觀上表現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應(yīng)，故而能極大提升涂料的力學(xué)和防腐性能；

24、2、本發(fā)明在丙烯酸涂料體系中通過引入苯乙烯改善石墨烯和芳烴樹脂的復(fù)合效果，同時(shí)使涂層的力學(xué)性能增加；

25、3、本發(fā)明將功能性單體的引入能提升涂料體系的相容性；

26、4、本發(fā)明的石墨烯漿料與樹脂基底的溶劑體系基本一致，因此石墨烯與樹脂的復(fù)合工藝簡單，石墨烯易于分散、涂料性能穩(wěn)定；

27、5、本發(fā)明具有制備工藝簡單、涂料的附著力好、防腐性能穩(wěn)定和低成本的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)與目前市場上的油性涂料復(fù)配，有望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，其原料包括a組分、b組分和c組分；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，所述a組分包括以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下成分：20～40％丙烯酸正丁酯、5～20％苯乙烯、0.1～2％引發(fā)劑、3～8％功能性單體、40～60％溶劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，所述引發(fā)劑包括無機(jī)過氧化物引發(fā)劑、有機(jī)過氧化物引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑或氧化還原引發(fā)劑中的一種或復(fù)合引發(fā)劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，所述功能性單體選自甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，所述溶劑選自乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮、二甲基亞砜、乙醇、正己烷中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，所述芳烴樹脂選自煤系古馬隆樹脂、油系石油樹脂中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，所述煤系古馬隆樹脂中茚含量為50～90wt％，古馬隆含量為1～5wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯漿料由石墨烯、溶劑和分散劑構(gòu)成。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯漿料中所用的溶劑選自乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮、二甲基亞砜、乙醇、正己烷中的一種或多種。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯漿料中，所述石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～20wt％。

11.一種如權(quán)利要求1～10任一項(xiàng)所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述自由基共聚反應(yīng)過程中，所述反應(yīng)器的溫度為50～90℃，所述反應(yīng)器的攪拌速率為200～500r/min，所述自由基共聚反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為2～8h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料及其制備方法，石墨烯與芳烴樹脂協(xié)同改性防腐涂料原料包括A組分、B組分和C組分；所述A組分包括丙烯酸正丁酯、苯乙烯、引發(fā)劑、功能性單體和溶劑；所述B組分為芳烴樹脂，所述芳烴樹脂占所述A組分總量的10～30wt％；所述C組分為石墨烯漿料，所述石墨烯漿料中的石墨烯占所述A組分總量的0.5～6wt％。本發(fā)明利用石墨烯與芳烴樹脂的微觀協(xié)同效應(yīng)，能高效提升涂料的防腐能力，同時(shí)本發(fā)明的方法具有制備工藝簡單、附著力好、防腐性能穩(wěn)定和低成本的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：潘金,侯文杰,汪旭,趙政,姚圣澤,張華,劉佳園,費(fèi)建華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寶武碳業(yè)科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9