加入收藏
您好,欢迎光临上海苍洪实业有限公司!
021-3352 3756
13341629880

  20  专注高分子材料抗紫外线、抗黄变

石墨烯在几种水性防腐涂料中的应用

石墨烯在水性复合防腐涂料中的应用

       水性涂料因其环保优势成为涂料行业大力发展的绿色环保型产业。但因其水性涂料的防护效果仍比不上其对应的溶剂型涂料,导致其在重防腐领域中的应用程度仍然不高。水性涂料存在一些技术性的问题,具体有:1 、由于成膜机理的不同,与溶剂型涂料相比,水性防腐涂料难以形成组成高度均一、结构高度完整的高质量涂层,其成膜性、耐磨蚀性能不好;2、水性防腐涂料中残留的水性基团使其对水、氧气等腐蚀介质的屏蔽能力差;3、因水的表面张力大,水性涂层难以达到对颜填料的高度浸润和分散,因此改善水性涂料的防腐性已成为环保涂料发展中的重点。

      石墨烯具有的独特性能,为改善水性涂料的致密性、阻隔性、机械性能以及防腐性能带来新的改进途径。近年来,石墨烯的制备、功能化改性以及石墨烯聚合物纳米复合材料的研究进展快速,通过溶液或熔融共混、原位聚合等方法制备的溶剂型复合防腐涂料所展现出的效果亦被证实可行,这些为石墨烯水性复合防腐涂料的应用开发提供了研究依据。

       一、石墨烯水性聚氨酯防腐涂料。

      水性聚氨酯具有溶剂型聚氨酯的性能,又克服了溶剂挥发对环境的污染。但是水性聚氨酯的热稳定性、耐溶剂性及力学性能较差,影响其应用范围。因此为了提供水性聚氨酯的综合性能,通常要对其进行交联改性、环氧树脂改性、有机硅改性以及无机纳米材料(SiO2、TiO2、CNTs)改性等。石墨烯作为新的高性能纳米增强材料,能使水性聚氨酯的耐水性、耐热性能、力学性能均有不同程度的提升。。

        二、 石墨烯水性环氧防腐涂料。

        经过研发工作者们多年的努力,水性环氧涂料已经克服了耐水性、耐腐蚀性差的缺点,逐步取代溶剂型涂料所应用涉及的重防腐领域。为进一步提高其防腐性能,研究人员将石墨烯复合到水性环氧涂料中开发出新型复合涂层。研究结果表明水性环氧涂料复合添加石墨烯后,复合涂层表现出较好的隔水性能,水分子在涂层中的扩散速率明显减缓;同时,涂层的防腐效果明显提高,电化学测试结果显示,添加了石墨烯的复合涂层的自腐蚀电流密度明显减小,涂层电阻和电荷转移电阻增大。

       研究工作者利用原位聚合-化学还原法将苯胺插层聚合到石墨烯的表面和片层间,制备出聚苯胺/石墨烯复合材料,并采用机械共混法获得聚苯胺/石墨烯-水性环氧树脂复合防腐涂料。研究结果发现,与聚苯胺相比,掺杂了石墨烯的聚苯胺复合材料具有更高的比表面积,且保持了石墨烯原有的片层状结构;所制备的复合涂层表现出的抗渗性、耐蚀性和防腐性,均优于聚苯胺和纯环氧树脂的防护性能。

       为使石墨烯复合涂料的分散性和稳定性更好,研究工作者也做了大量的基础性对比工作。


三、石墨烯水性丙烯酸防腐涂料。

      水性丙烯酸防腐涂料价格低廉,具有安全环保、耐老化性优异、耐碱性佳、合成加工简单等特点,但因亲水性基团的残留,其耐水性较差,易闪蚀。研究人员将石墨烯用于水性丙烯酸树脂的防腐涂料中,通过配用相应的分散剂或偶联剂(也有做为附着力促进剂使用),改善了石墨烯在涂料中的分散性,并进一步通过搅拌、砂磨、过滤等工艺,实现水性石墨烯涂料的制备。结果表明,水性石墨烯涂料具有突出的耐水性和耐盐雾性,其防腐效果明显优于其他碳系材料填充的水性涂料。研究者还利用溶液共混法制备氧化石墨烯/丙烯酸酯/水泥复合涂料,研究发现GO 表面的含氧基团可有效调控水泥水化产物的生长,使复合涂层的抗渗透性、拉伸强度和断裂伸长率等性能得到明显提升,而且涂层对环境友好、无污染。


四、石墨烯水性无机富锌底漆。

      水性无机富锌底漆是以硅酸盐溶液为重要成膜物质,以高含量的锌粉(为提高涂膜性能,可适量掺混些片状铝粉、绢云母粉、磷铁粉、磷铁锌硅粉等)等为防腐颜料的水性重防腐底漆。由于富锌含量高,锌粉在空气中易发白,减少了涂层的附着力,涂层在使用过程中易起泡和干裂,防腐性能降低。研究者将石墨烯作为防腐助剂加入到水性无机富锌涂料硅酸盐液体体系中,结果表明不含石墨烯防腐助剂的涂膜板耐盐雾试验1500 h 后就开始出现点锈、气泡等异常变化,而含有微量石墨烯防腐助剂的涂膜板耐盐雾实验2000 h 后仍无任何变化,表明添加石墨烯提高了涂膜的耐盐雾性能。

      综上内容,国内外腐蚀防护工作者在石墨烯水性复合防腐涂料性能研究方面做了大量工作,石墨烯水性复合防腐涂料所展现出的效果,说明水性涂料经石墨烯改性后,性能是有所提高的。然而,多数研究都是实验室成果,研究内容碎片化,且研究重点集中在如何制备石墨烯复合防护涂层以及验证石墨烯的防腐性能,忽略了对石墨烯选材、石墨烯水性复合涂料的配套体系的研究,特别是对石墨烯对水性涂层防腐性能间的构效关系以及石墨烯与涂层的分散、界面问题等认识不足。

暂无评论!
我要评论 只有购买过该商品的用户才能评论。

友情链接:化工网  

电话号码: +86-21-3352 3756

传真:        +86-21-51861293

邮箱:         sales@schcnc.com

地址:上海市松江区横港路155弄204号

官网二维码
扫一扫加微信
  • QQ咨询
  • 电话咨询
  • 133 4162 9880
  • 021-3352 3756