CN108410237A - 一种添加石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂以及防腐漆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种添加石墨烯的Galfan合金防腐添加剂以及防腐漆，该添加剂中各组分的按照重量百分比如下：铝4‑6，锌94‑95，石墨烯0.5‑1，其他杂质≤0.5；其中，所述的其他杂质为在制备该添加剂的过程中，不能彻底去除的金属与/或非金属杂质元素。所述防腐漆包括底漆以及上述的添加石墨烯的Galfan合金防腐添加剂，所述的底漆为环氧底漆、醇溶性无机底漆和水性无机底漆中的一种；本案通过控制粉末涂料的粒径尺寸来改善涂膜表观性能，以达到涂层厚度均匀，表面外观流平性好，涂层不易脱落等目的。本案的防腐漆中，充分利用石墨烯与Zn‑Al元素之间的协同作用，有效提高防腐底漆耐腐蚀性。

Description

一种添加石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂以及防腐漆

技术领域

本发明涉及一种金属表面重防腐添加剂以及防腐漆，特别涉及一种添加石墨烯的Galfan 合金添加剂以及防腐漆。

背景技术

富锌漆由于富含锌粉，对钢材基底有阴极保护作用，因此是首选的防锈底漆。富锌底漆在钢结构防腐方面，目前主要由三个重要类型：环氧富锌底漆、醇溶性无机富锌底漆和水性无机富锌底漆。

富锌底漆是目前钢结构腐蚀与防护领域最常使用的防腐底漆之一，该漆具有优异的长效防腐性能和良好的机械性能，能与多种上层涂料配套。目前国内外市场上的富锌底漆均采用球状锌粉作为填料，其球状锌粉的用量占富锌涂料配方的60%以上。如何降低富锌底漆中锌粉的用量及消耗速率，是防腐行业的重要研究内容。

富锌底漆涂膜中，锌主要起到阴极保护作用，其干膜中必须含有大量的锌粉粒子，它们必须相互接触并和基材保持良好的接触才能形成导电回路。但是，富锌底漆中高锌粉含量也会带来一系列的问题。主要问题是：1 锌粉含量高，漆膜的致密性下降，会影响涂层的耐水性、附着力以及耐冲击性能等。2 ，富锌底漆中高锌粉含量给富锌底漆的生产、储运以及施工等带来诸多不便。金属锌在生产和配制涂料时，分散稳定较为困难，在储存过程中容易产生严重的沉底现象。3，含有富锌底漆的钢铁基材在焊接和切割时会由于底漆中的高锌粉含量会产生大量的锌蒸汽，危害工作人员的身体健康。

片状惰性的石墨烯为新型二维纳米材料，具有优异的导电性、物理机械性能和对水分子、空气的屏蔽性能。利用石墨烯微片超强的导电性和超高强度并结合锌粉的阴极保护，应用于重防腐涂料，施工固化后，漆膜中的石墨烯与锌粉相互搭接形成的“石墨烯+锌-铝粉”导电膜，该导电膜利用石墨烯良好的导电性激活涂料中的锌粉，产生协同效应，既可大幅度减少漆膜中锌粉用量，锌粉的含量只有传统富锌底漆中的30%左右，又可提高漆膜的阴极保护作用，显示出更优异的防腐性能和配套性能。

因此，以石墨烯微片新材料为关键材料的重防腐涂料是传统重防腐涂料升级换代的产品，是重防腐涂料的一项重大技术创新，具有非常广阔的应用空间.

Galfan合金是20世纪70年代比利时冶金研究中心在国际铅锌组织的支持下研制开发的镀层合金，主要用与热镀其成分为 Zn-Al-（稀土元素La+Ce）( 质量分数 )。Galfan 合金以其低熔点、 良好的耐蚀性等特点而适用于钢丝镀锌的替代镀层。

Galfan 镀层产品在实际应用中通常会弯曲、打结，由此引发的镀层开裂会严重影响镀层的耐蚀性，从而影响产品的使用寿命，Galfan 镀层产品只适用与钢丝线材的热镀，对钢结构的成品，无法采取热镀。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的是提供一种含石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂；本发明的第二目的是提供添加有该防腐添加剂的防腐漆。

为了实现上述发明的第一目的，本发明采用如下第一技术方案：

一种添加石墨烯的Galfan合金防腐添加剂，所述的添加剂中含有如下重量百分比的组份：

铝 4-6% ，

锌 94-95%，

石墨烯 0.5-1%，

其他杂质 ≤0.5% ；

其中，所述的其他杂质为在制备该添加剂的过程中，不能彻底去除的金属与/或非金属杂质元素，所述的金属与非金属杂质元素包括硫、铁、 铬、铜、镉和鳞片石墨。

上述第一技术方案中，有选的，所述的添加剂呈粉体状，其粒径在 500-6000目范围内。

为了实现上述发明的第二目的，本发明采用如下第二技术方案：一种防腐漆，该防腐漆包括底漆以及上述第一技术方案或第一技术方案的优选方案中的添加石墨烯的Galfan 合金防腐添加剂，所述的底漆为环氧底漆、醇溶性无机底漆和水性无机底漆中的一种。

上述第二技术方案中，优选的，所述的添加石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂的添加量，以所述防腐漆的总重量百分比计为：13.5-22.5%。

本发明与现有技术相比获得如下有益效果：通过控制粉末涂料的粒径尺寸来改善涂膜表观性能，以达到涂层厚度均匀，表面外观流平性好，涂层不易脱落等目的。本案的防腐漆中，充分利用石墨烯与Zn-Al元素之间的协同作用，有效提高防腐底漆耐腐蚀性。

具体实施方式

本发明并不限于这些实施例，在本发明揭示内容的启示下所作的任何变动也都落在本发明权利要求保护的范围内。

实施例1

一种含石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂，其组分和各组分的重量份为 ：

500目铝粉 4.5，

500目锌粉 95，

质量百分比浓度为1%的石墨烯-乙醇溶液 50；

搅拌超声后，过滤，烘干，研磨成500目的粉末状。

实施例2

一种含石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂，其组分和各组分的重量份为 ：

1000目铝粉 5，

1000目锌粉 94，

质量百分比浓度为1%的石墨烯-乙醇溶液 100；

搅拌超声后，过滤，烘干，研磨成1000目的粉末状。

实施例3

一种含石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂，其组分和各组分的重量份为 ：

3000目铝粉 5，

3000目锌粉 94，

质量百分比浓度为石墨烯-乙醇溶液 100；

搅拌超声后，过滤，烘干，研磨成3000目的粉末状。

实施例4

一种含石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂，其组分和各组分的重量份为 ：

6000目铝粉 5，

6000目锌粉 94，

质量百分比浓度为1%石墨烯-乙醇溶液 100；

搅拌超声后，过滤，烘干，研磨成6000目的粉末状。

实施例5

将上述实施例1制备的、研磨成500目的粉末状的含石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂按照重量百分比为15%，加入到环氧树脂中，制备得到添加量为15%的环氧树脂石墨烯改性Galfan 合金防腐漆。

实施例6

将上述实施例4制备的含石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂按照重量百分比22.5，加入到环氧树脂中，制备得到添加量为22.5%的环氧树脂石墨烯改性Galfan 合金防腐漆。

按照富锌环氧防腐漆的涂刷工艺，分别在镀锌铁片上涂刷锌粉含量为45%的常规富锌环氧漆和实施例5、6得到的防腐漆，涂刷厚度为100微米。涂刷结束后，固化，分别得到样品1、2、3。

将上述样品1、2、3分别放入盐雾机里，在5%氯化钠溶液盐雾试验1000 小时，从外部观察：涂刷常规富锌环氧漆的样品1，其涂刷部分有被腐蚀的白点；涂刷添加量为15%的环氧树脂石墨烯改性Galfan 合金防腐漆的样品2，涂刷部分表面光洁，没有被腐蚀的白点；涂刷添加量为22.5%的环氧树脂石墨烯改性Galfan 合金防腐漆的样品3，涂刷部分表面亦保持光洁，没有被腐蚀的白点。因此，添加石墨烯的Galfan合金防腐添加剂能够充分利用石墨烯与Zn-Al元素之间的协同作用，有效提高防腐底漆耐腐蚀性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种添加石墨烯的Galfan合金防腐添加剂，其特征在于，所述的添加剂中含有如下重量百分比的组份：

铝 4-6% ，

锌 94-95%，

石墨烯 0.5-1%，

其他杂质 ≤0.5%；

其中，所述的其他杂质为在制备该添加剂的过程中不能彻底去除的金属与/或非金属杂质元素，所述的金属与非金属杂质元素包括硫、铁、 铬、铜、镉和鳞片石墨。

2.根据权利要求 1 所述的一种添加石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂，其特征在于，所述的添加剂呈粉体状，其粒径在 500-6000目范围内。

3.一种防腐漆，其特征在于：该防腐漆包括底漆以及上述权利要求1或2中的添加石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂，所述的底漆为环氧底漆、醇溶性无机底漆和水性无机底漆中的一种。

4.根据权利要求 1 所述的防腐漆，其特征在于：所述的添加石墨烯的 Galfan 合金防腐添加剂的添加量，以所述防腐漆的总重量百分比计为：13.5-22.5%。