石墨烯一鋅粉長效防腐涂料的研制

作者：關迎東,候曉燕,孫春龍

摘要：在環氧富鋅底漆中引入石墨烯以取代部分鋅粉,制備了低鋅含量(48.0%)的石墨烯一鋅粉長效防腐涂料。考察了石墨烯在不同溶劑體系中的分散性,發現當混合溶劑的比例為m(N-甲基毗咯烷酮):m(環己酮):m(二甲苯):m(正丁醇)=50:16:16:8時,石墨烯的分散較好。依據漆膜的耐中性鹽霧時間和表面電阻確定了石墨烯的最佳用量為0.5%。通過與國外某品牌環氧富鋅底漆進行對比,證明該涂料性能更優:不僅耐鹽霧時間可達2500h,遠長于高鋅含量(80.0%)的富鋅底漆的600h,而且可直接涂裝面漆,無需過渡中間層,漆膜封閉性優異,更經濟環保。討論了石墨烯在漆膜中的作用機理。富鋅底漆是船舶、海洋設施、橋梁、大型設備以及各類大型建筑鋼鐵構件方面最重要、使用最普遍的重防腐涂料品種之一,其防腐機理基于金屬鋅粉對鋼鐵的陰極保護作用。鋅粉含量與其防腐效果密切相關,但高含量的鋅粉(60.0% 85.0%)也為富鋅底漆帶來了以下弊端:(1)在焊接、切割等熱加工時產生的氧化鋅煙塵和鋅蒸氣會危害人體健康,易導致“鋅熱病”;(2)漆膜的致密性差、強度低,與面漆的配套性差;(3)密度大,環氧富鋅底漆的密度一般在3.0g/cm^3。左右,干膜密度超過4.0 g/cn^3,是普通環氧底漆的近2倍,在特殊裝備上的應用受到限制。另外,許多防腐性能優異的長效防腐涂料因含鉛、鎔等重金屬,在船舶和海洋工程制造領域的應用受到限制或禁止。為保證長效防腐性,通常采用加大漆膜厚度的方法來延長防腐期限,如船舶底漆的干膜厚度一般設計為300μm以上,不僅增加了材料消耗,浪費資源,而且帶來漆膜易開裂等弊病。因此,順應制造業降耗、綠色、環保的理念,開發新型長效環保的輕質重防腐涂料成為研發熱點。自從2010年英國科學家因石墨烯獲諾貝爾獎后,全球掀起了研究石墨烯的熱潮。石墨烯之所以受到關注?

發文機構：海洋化工研究院有限公司海洋涂料國家重點實驗室 無錫泰科納米新材料有限公司

關鍵詞：重防腐涂料石墨烯鋅粉環氧富鋅底漆漆膜厚度涂料性能經濟環保涂裝面漆

分類號： TQ637[化學工程—精細化工]