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石墨烯在水性复合防腐涂料中的应用有哪些?

发布时间:2019/02/21 丨 文章来源:大桥涂料 丨 文章编辑:大桥涂料小编 | 浏览次数:

  水性涂料因低污染、易净化、无刺激等特点,成为涂料行业大力发展的绿色环保型涂料。但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: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;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;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。

  1、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/耐蚀性差的缺点,逐步应用到溶剂型涂料所涉及的重防腐领域。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。

  2、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。但是通过添加石墨烯后制作出的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。

  3、石墨烯水性聚氨酯防腐涂料

  水性聚氨酯(WPU)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WPU 的热稳定性、耐溶剂性及力学性能等较差,影响其应用范围,因此为了提供WPU 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体,使聚氨酯的耐水性、热性能、力学性能均有不同程度的提升。

  4、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,但是通过添加石墨烯能够提高涂膜的耐盐雾性能。

  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,性能有所提高。

  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。

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