石墨烯/聚酯/环氧粉末涂层耐腐蚀性研究

张方铭1、2 曾志翔1 程红华3 韩金1、4

中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所

烟台大学化学化工学院

4. 浙江工业大学材料科学与工程学院

 摘要

将聚酯树脂与环氧树脂分别与石墨烯干粉在160℃不锈钢反应锅中高速熔融混合，制得石墨烯/聚酯预分散体、石墨稀/环氧预分散体。

 然后将该预分散体与树脂、颜料、填料、助剂进行物理预混合与熔融挤出混合，经由粉碎、分级后，得到含有石墨烯成分的防腐性粉末涂料。

涂层性能测试结果表明：石墨烯的加入能够显著提高涂层的防腐蚀性能，尤其是耐盐雾性能超过1000h，同时耐老化性能也有显著改善。

另外，通过试喷涂制作样片时，发现粉末涂料的穿透性和上粉性能都得到很大提高。

石墨稀是碳原子通过sp²杂化形成的一种独特的二维网络结构，碳原子排列连接成蜂巢状结构，这种独特的二维网络结构使其成为集多种优异性能于一体的碳纳米材料。

石墨烯的对称且完美的正六边形之间连接极其柔软，结构非常稳定，具有良好化学稳定性和力学性能，是目前已知的强度最高的物质，韧性非常好。

石墨烯稳定的正六边形结构使电子能够高速迁移，具有良好导电性、抗静电和电磁屏蔽性能；并具有较高的载流子迁移率和室温导热率，超大的比表面积以及高透明度；同时具有杀菌防污等特性。

将石墨烯引入粉末涂料中可以提高涂料的性能或者赋予涂料新的功能，例如：提高涂层的强度、硬度、耐磨、导电、导热、电磁屏蔽、阻隔等性能。

有研究将石墨烯作为填料分散在溶剂型或水性涂料体系中，但是鲜有关于石墨烯在粉末涂料中的应用研究。

石墨烯的片层之间存在很强的相互作用力，这就导致了石墨烯很容易聚集，即使在有机溶剂中分散也是比较困难的。

必须对石墨烯进行改性才能与粉末涂料的粉体进行共混分散，然后再通过良好的分散工艺，来实现石墨烯在粉末涂料中的均匀分散。

本文选用改性石墨烯（ 该产品通过石墨烯与聚乙烯基吡咯烷酮复合，有效抑制了石墨烯的二次堆叠）先制备石墨烯复合材料，得到石墨烯粉料的预分散体，再用该预分散体制造粉末涂料， 从而达到石墨烯在粉末涂料中的均匀分散。

  1、实验部分

1.1 原材料

1.2 涂料配方

环氧树脂与聚酯树脂的物....