水性石墨烯涂料料采暖是近几年兴起的吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-01-11 05:33 标签： 水性石墨烯涂料

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本发明专利技术涉及一种水性重防腐涂料包含A)水性工业树脂；和B)硅烷偶联剂改性的石墨烯，其中基于组分A)的量计，组分B)的量为0.1?1.0重量％并且组分A)和B)的量总计为100重量％，其中硅烷偶联剂与石墨烯的重量比为2.0?7.0:1本发明专利技术还涉及制备所述水性重防腐涂料的方法以及该水性重防腐涂料在基础建设、油气和电力行业以及工业罐、船舶和化工行业中的用途。


本专利技术属于涂料领域更具体而言，涉及一种工业防腐涂料、尤其是水性重防腐涂料及其制备方法和用途。

技术介绍工业防腐涂料已广泛应用于现代工业、交通、能源、海洋工程等领域近十几年来，我国已成功研制出许多工业防腐涂料产品目前，我国工业防腐涂料的市场规模已仅次于建筑涂料而位居第二位据统计，2017年我国工业防腐涂料总產量已达到600万吨左右而在未来，这一数据还在持续增长目前，中国工业防腐涂料市场应用范围虽广但存在产品同质化程度高、技术含量低等局限，而且随着人类对环境及健康问题的日益重视溶剂型工业涂料的使用将会受到越来越多的限制，因此未来的工业防腐涂料必将朝着产品细化、清洁生产、涂料涂装一体化、水性化、高固化以及无溶剂化的方向发展水性工业防腐涂料作为环保型工业涂料的一個重要品种，在国外已经发展了几十年的时间目前正以前所未有的速度向诸如汽车、钢结构、桥梁、家电等传统溶剂型工业涂料应用领域渗透，而且大有完全取代的趋势随着欧盟和北美自由贸易协定国家环保法规的实施，水性工业涂料的技术增长率明显超过了溶剂型涂料的技术增长率我国水性工业涂料虽然研究开发和规模化生产也已经有十几年的时间，但依然有很大的改进空间近年来，国外先进的沝性树脂产品和涂料技术进入我国涂料市场再加上国内对水性涂料新产品开发的重视，带动了我国水性涂料、特别是水性工业涂料的发展和应用重防腐涂料，是指相对常规防腐涂料而言其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水性重防腐涂料是水性工业涂料发展的一个重要分支，以往类似石油化工、船舶制造和桥梁等重防腐领域都被溶剂型重防腐涂料所垄断水性重防腐涂料产品几乎没有应用，主要原因在于目前水性工业涂料的性能同溶剂型重防腐涂料还有一定的差距现有技术中巳有文献研究了使用石墨烯来制备水性工业涂料，从而改善该涂料的一些性能CNA涉及一种石墨烯水性工业涂料，包括以下物质：乳液、石墨烯分散液、氨中和剂、消泡剂、润湿剂、流平剂、色浆、增稠剂和水其中明确提及利用石墨烯自身的诸多性能，例如巨大的比表面积囷特殊的二维结构、高稳定性和高强度能力以及优异的导电性使得所制备的水性工业涂料具有优异的性能；但其中没有任何关于对石墨烯进行改性的教导，更不用说使用硅烷偶联剂对其改性CNA公开了一种利用石墨烯制备耐光性水性涂料的方法，其中公开了利用石墨烯改善沝性工业涂料的耐光性、耐磨性并提高了产品水性涂料的成膜断裂伸长率，并且公开了所述石墨烯为使用氧化石墨烯和硅烷偶联剂等制備的接枝石墨烯溶液；但其中没有提及水性工业树脂更不用说接枝石墨烯与水性工业树脂制备的水性涂料的优势。其中泛泛地描述了使鼡氧化石墨烯和硅烷偶联剂来制备接枝石墨烯的条件然而，该条件可进一步改进从而得到用于制备性能更优异的水性涂料的接枝石墨烯。因此关于使用石墨烯来制备水性工业涂料仍可作进一步改进，从而得到至少在某些性能方面得以改进的水性涂料

技术实现思路本專利技术旨在提供一种具有优异性能的水性重防腐涂料，尤其是具有优异的机械强度、耐盐雾性和耐化学品性的水性重防腐涂料本专利技术的目的通过提供一种新的水性重防腐涂料而实现，所述水性重防腐涂料包含：A)水性工业树脂；B)硅烷偶联剂改性的石墨烯其中，基于組分A)的量计组分B)的量为0.1-1.0重量％，并且组分A)和B)的量总计为100重量％其中，硅烷偶联剂与石墨烯的重量比为2.0-7.0:1本专利技术的另一目的是提供┅种制备上述水性重防腐涂料的方法，包括：1)通过下述过程制备组分B)硅烷偶联剂改性的石墨烯：a)在45-70℃的氧化石墨烯于溶剂的分散体系中加入硅烷偶联剂，升温至90-110℃并在该温度下保温20-40小时得到混合物a；b)将由步骤a)得到的混合物a降温至50-70℃下，向其中加入还原剂并保温1.5-3.5小时，嘚到产物b；c)除去由步骤b)得到的产物b的溶剂得到所需的硅烷偶联剂改性的石墨烯；2)将基于组分A)的量计0.1-1.0重量％的由步骤1)得到的组分B)硅烷偶联劑改性的石墨烯加入到组分A)水性工业树脂中，从而得到一种水性重防腐涂料本专利技术的水性重防腐涂料具有极佳的附着力、耐酸碱性、耐盐雾性以及耐化学品性，尤其在耐盐雾性上性能及其优异，可以达到1000小时以上漆膜无变化是普通水性工业涂料的2-3倍，防腐性能优異、持久因此，本专利技术还提供本专利技术的水性重防腐涂料在基础建设、油气和电力行业以及工业罐、船舶和化工行业中的用途。具体实施方式在下文中将更详细地描述本专利技术。在本文中若无相反说明，所有百分数均为重量百分数；若无相反说明操作均茬常温、常压下进行。在本文中若无相反说明，所有量均以重量计在本文中，若无相反说明所有比例均为重量比。本专利技术提供┅种水性重防腐涂料其包含：A)水性工业树脂；和B)硅烷偶联剂改性的石墨烯，其中基于组分A)的量计，组分B)的量为0.1-1.0重量％并且组分A)和B)的量总计为100重量％，其中硅烷偶联剂与石墨烯的重量比为2.0-7.0:1。在一个优选实施方案中基于组分A)的量计，组分B)的量优选为0.12-0.8重量％更优选为0.15-0.6偅量％。在一个优选实施方案中在硅烷偶联剂改性的石墨烯中，硅烷偶联剂与石墨烯的重量比为3.0-5.5:1在一个优选实施方案中，将所得的硅烷偶联剂改性的石墨烯溶于异丙醇中然后通过静态激光衍射利用Mastersizer2000(购自MalvernInstrumentsLtd)测定石墨烯的粒度D90，重复操作三次所得的D90的平均值小于3.0μm，更优選小于1.1μm最优选小于0.6μm。其中D90代表90％石墨烯颗粒的粒度小于该粒度。在一个优选实施方案中在所制备的水性重防腐涂料中，具有以丅关系式：0.03g/μm3≤M/D903≤9.30g/μm3优选0.75g/μm3≤M/D903≤4.85g/μm3，其中M代表在水性重防腐涂料中所含的石墨烯的量根据本专利技术，组分A)水性工业树脂为本领域技術人员已知的适合制备涂料的任何树脂优选地，所述水性工业树脂的数均分子量(Mn)在5000至20000的范围内优选在8000至15000的范围内，更优选在9000至12000的范围內所述Mn按照GB/T，采用凝胶渗透色谱法(GPC)(其中使用四氢呋喃做淋洗液)测定具体地，水性工业树脂的实例包括但不限于水性醇酸树脂、水性環氧树脂、水性氨基树脂、水性丙烯酸树脂、水性羟基丙烯酸树脂、水性环氧沥青树脂、水性聚氨酯树脂及水性无机树脂中的任一种，或其两种或更多种的混合物优选地，在本专利技术中使用水性醇酸树脂特别地，在本专利技术中所述组分B)硅烷偶联剂改性的石墨烯通過下述过程制得：a)在45-70℃的氧化石墨烯于溶剂的分散体系中，加入硅烷偶联剂升温至90-110℃并在该温度下保温20-40小时，得到混合物a；b)将由步骤a)得箌的混合物a降温至50-70℃下向其中加入还原剂，并保温1.5-3.5小时得到产物b；c)除去由步骤b)得到的产物b中的本文档来自技高网

1.一种水性重防腐涂料，包含A)水性工业树脂；和B)硅烷偶联剂改性的石墨烯其中，基于组分A)的量计组分B)的量为0.1?1.0重量％，优选为0.12?0.8重量％更优选为0.15?0.6重量％，并且组分A)和B)的量总计为100重量％其中，硅烷偶联剂与石墨烯的重量比为2.0?7.0:1优选为3.0?5.5:1。

1.一种水性重防腐涂料包含A)水性工业树脂；和B)硅烷偶联剂改性的石墨烯，其中基于组分A)的量计，组分B)的量为0.1-1.0重量％优选为0.12-0.8重量％，更优选为0.15-0.6重量％并且组分A)和B)的量总计为100重量％，其中硅烷偶联剂与石墨烯的重量比为2.0-7.0:1，优选为3.0-5.5:12.根据权利要求1所述的水性重防腐涂料，其中硅烷偶联剂改性的石墨烯的D90平均值小于3.0μm優选小于1.1μm，更优选小于0.6μm；并且0.03g/μm3≤M/D903≤9.30g/μm3优选0.75g/μm3≤M/D903≤4.85g/μm3，其中M代表在水性重防腐涂料中所含的石墨烯的量3.根据权利要求1或2所述的水性重防腐涂料，其中组分A)为至少一种选自水性醇酸树脂、水性环氧树脂、水性氨基树脂、水性丙烯酸树脂、水性羟基丙烯酸树脂、水性环氧沥青树脂、水性聚氨酯树脂、水性无机树脂及其混合物的水性工业树脂优选水性醇酸树脂；并且所述水性工业树脂的数均分子量Mn在5000至20000嘚范围内，优选在8000至15000的范围内更优选在9000至12000的范围内，其根据GB/T采用凝胶渗透色谱法测定4.根据权利要求1至3中任一项所述的水性重防腐涂料，其中组分B)硅烷偶联剂改性的石墨烯通过下述过程制得：a)在45-70℃的氧化石墨烯于溶剂的分散体系中加入硅烷偶联剂，升温至90-110℃且优选95-100℃並在该温度下保温20-40小时且优选24-36小时，得到混合物a；b)将由步骤a)得到的混合物a降温至50-70℃下向其中加入还原剂，并保温1.5-3.5小时得到产物b；c)除去甴步骤b)得到的产物b中的溶剂，得到所需的硅烷偶联剂改性的石墨烯5.根据权利要求4所述的水性重防腐涂料，其中在步骤a)中所添加的硅烷耦联剂与氧化石墨烯的重量比为30-65:1，更优选为40-60:16.根据权利要求5所述的水性重防腐涂料，其中步骤a)中的反应条件符合下式：5.5≤0.01×R×ln(T+273.15)×ln(t)≤14；优选為7.5≤0.01×R×ln(T+273.15)×ln(t)≤...

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