一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法

摘要

本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法。该金属基材水性长效防腐漆，由如下重量份数的原料组成：复合改性苯丙乳液40‑50份、改性石墨烯10‑20份、颜料15‑25份、消泡剂0.5‑1份、流平剂0.3‑0.8份、水性催干剂0.5‑1份、润湿剂0.5‑1份、防沉剂0.8‑1.2份、分散剂0.1‑0.5份、去离子水20‑35份；其制备方法包括：（一）改性石墨烯的制备；（二）颜料表面改性处理；（三）水性漆料的制备。本发明的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法，具有长久优异的防腐性能，基材附着力强，机械强度高，耐摩擦性能优，优异的耐溶剂性和耐候性，施工适应性强等优点；操作方法简单，易于操作，原料和能耗成本低，环保无污染，涂膜快干，施工周期短。

权利要求

1.一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，其特征在于：由如下重量份数的原料组成：复合改性苯丙乳液40-50份、改性石墨烯10-20份、颜料15-25份、消泡剂0.5-1份、流平剂0.3-0.8份、水性催干剂0.5-1份、润湿剂0.5-1份、防沉剂0.8-1.2份、分散剂0.1-0.5份、去离子水20-35份；

所述的改性石墨烯的结构如下式 所示：

所述的复合改性苯丙乳液由有机硅改性苯丙乳液和环氧树脂改性苯丙乳液按质量比

1:3-5组成。

2.如权利要求1所述的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，其特征在于：所述的颜料为经过表面活性剂处理的金红石型钛白粉、酞菁蓝、高色素碳黑或咔唑紫颜料中的一种，颜料细度低于300nm。

3.如权利要求2所述的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酰胺中的一种。

4.如权利要求1所述的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，其特征在于：所述的消泡剂为毕克化学的BYK066N、流平剂为汽巴公司的EFKA3777、水性催干剂为钴有机酸皂、润湿剂为毕克化学的BYK-333、防沉剂为毕克化学的BYK-420、分散剂为毕克化学BYK-2022。

5.一种如权利要求1所述的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：(一)改性石墨烯的制备：

(a)将10份石墨烯置于90-100份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入20-30份高锰酸钾和80-90份去离子水，升高温度至80-

90℃，搅拌反应1-2h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性，85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

(b)将5-10份的步骤(a)的氧化石墨烯分散于90-100份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入10-20份3-脲丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化的氧化石墨烯；

(c)氮气保护下，取10-15份的硫酸锌溶于50-60份甲醇溶剂中，加入5-10份步骤(b)制备的功能化的 氧化石墨烯，升高温度至50℃，继续搅拌30min，冷却至室温，过滤即得改性石墨烯；

(二)颜料表面改性处理：

将1-5份颜料粉末加入到10-20份浓度为5-10％的表面活性剂的溶液中，在80℃下搅拌反应3-4h；研磨至细度低于300nm后将产品抽滤，干燥，备用；

(三)防腐漆的制备：

(1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，改性石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

(2)将步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散；

(3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂、 防沉剂、 分散剂在转速1000-1200r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，包装待用。

6.如权利要求5所述的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，其特征在于：所述的研磨分散的温度为35-40℃，研磨后的细度≤30μ m 。

说明书

一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法。

背景技术

[0002] 金属的腐蚀，是金属受环境介质的化学或电化学作用而被破坏的现象。金属的腐蚀遍及国民经济各个领域，给国民经济带来了巨大的损失。在工业发达的国家中，腐蚀造成的直接经济损失占国民经济总产值的1％～4％，每年腐蚀生锈的钢铁约占产量的20％，约有30％的设备因腐蚀而报废。在中国，由于金属腐蚀造成的经济损失每年高达300亿元以上，占国民生产总值的4％。长期以来，人们一直采用多种技术对金属加以保护，防止腐蚀的发生。其中，金属设备防腐蚀最有效、最常用的方法之一是在金属表面涂敷防腐蚀涂层，以隔绝腐蚀介质与金属基体。防腐涂料和其它涂料一样，其配方组成主要包括基料(树脂)、颜填料和溶剂。金属防腐漆的主要作用和要求是对金属基材有良好附着力，具有防锈性能；能够防止外界环境中有害的腐蚀介质，如氧气、水汽、二氧化硫以及化工大气的影响，同时具有美观装饰性。

[0003] 石墨烯保持了碳材料的固有特性，化学性质稳定，特殊的大π键共轭的电子结构导致其层间存在很大的范德华引力，其片层间极易重新发生团聚和堆砌,并且惰性的表面使其与其它介质相互作用能力较弱。石墨烯碳结构的完整性使他和树脂基体之间的浸润难以实现，大大制约了石墨烯在树脂基复合材料领域的发展和复合材料的最终性能。而氧化石墨烯作为石墨烯的一种重要的衍生物，因其表面存在丰富的含氧基团，包括羟基、羧基、环氧基等，使得氧化石墨烯极易吸水且能在水溶液体系中分散成稳定的胶束溶液。并且我们还可以利用其表面的基团进行改性，改善其在有机相中的分散性，拓展应用领域。石墨烯是一种仅有一个原子厚度的碳薄板，当接触到水或蒸汽时，含有石墨烯的涂层就扮演分子筛的角色，允许一定尺寸以下的小分子通过，内部拥有上千万个微小鳞片，无序地彼此堆叠在一起，之间留有纳米大小的毛细空隙，大大阻止了水或蒸汽与金属表面的接触，从而完全起到隔离的作用，达到对金属防护的效果。同时石墨烯涂料在力学上更为坚固，对气体、液体以及化学品都有完全的不透水性，使石黑烯涂层具有非常优异的耐强酸、强碱性能。

[0004] 苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液(苯丙乳液)具有较高的抗污性、硬度及生产成本低等优点，在涂料领域已得到广泛应用，但因存在最低成膜温度高、涂膜附着力差和涂膜耐水性较差等缺点，用于金属涂料的报道较少。环氧树脂具有优异的粘接、防腐蚀、成型性和热稳定性等性能，采用环氧树脂对传统的苯丙乳液实施交联改性，可以得到性能更加优良的改性苯丙乳液，能提高苯丙乳液的成膜性、漆膜硬度和耐污性。但是目前的防腐涂料，由于其成膜物中主链都是由C-C键所组成，在紫外光的照射下容易发生化学键的断裂，从而失去防腐功能，导致其防腐年限较短；因此，开发长效防腐涂料已是当前涂料研究的一个重要方向。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，其具有长久优异的防腐性能，基材附着力强，机械强度高，漆膜交联度高，优异的耐盐雾性，较好的耐水性和耐溶剂性，施工适应性强等优点。本发明还提供了一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法。

[0006] 为了实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0008] 复合改性苯丙乳液40-50份、改性石墨烯10-20份、颜料15-25份、消泡剂0.5-1份、流平剂0.3-0.8份、水性催干剂0.5-1份、润湿剂0.5-1份、防沉剂0.8-1.2份、分散剂0.1-0.5 份、去离子水20-35份；

[0009] 进一步，上述所述复合改性苯丙乳液由有机硅改性苯丙乳液(选自鑫德XD-510)和环氧树脂改性苯丙乳液(选自型号SY8914)按质量比1:3-5组成。

[0010] 进一步，上述所述的改性石墨烯的结构如下式所示：

[0011]

[0012] 进一步，上述所述的颜料为经过表面活性剂处理的金红石型的钛白粉、酞菁蓝、高色素碳黑或咔唑紫颜料中的一种，颜料细度低于300nm。

[0013] 进一步，上述所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酰胺中的一种。

[0014] 进一步，上述所述的消泡剂为氟改性硅氧烷消泡剂，选自毕克化学的BYK066N、流平剂为氟改性丙烯酸聚合物，汽巴公司的EFKA3777、水性催干剂为钴有机酸皂，选自无锡德宇化工、润湿剂聚醚硅氧烷共聚物，选自毕克化学的BYK-333、防沉剂为改性脲溶液，选自毕克化学的BYK-420、分散剂为不含不含异氰酸酯的共聚物溶液，选自毕克化学BYK-2022。

[0015] 进一步，一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0016] (一)改性石墨烯的制备：

[0017] (1)将10份石墨烯置于90-100份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入20-30份高锰酸钾和80-90份去离子水，升高温度至80-90℃，搅拌反应1-2h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性， 85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

[0018] (2)将5-10份的步骤(1)的氧化石墨烯分散于90-100份的无水乙醇中，超声1-2h 后转移到反应容器中；氮气保护下，加入10-20份3-脲丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化的氧化石墨烯；

[0019] (3)氮气保护下，取10-15份的硫酸锌溶于热50-60份甲醇溶剂中，加入5-10份步骤 (2)制备的功能化氧化石墨烯，升高温度至50℃，继续搅拌30min，冷却至室温，过滤即得改性石墨烯，反应方程式如下：

[0020]

[0021] (二)颜料表面改性处理：

[0022] 将1-5份颜料粉末加入到10-20份浓度为5-10％的表面活性剂的溶液中，在80℃下搅拌反应3-4h；研磨至细度低于300nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0023] (三)水性防腐漆料的制备：

[0024] (1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，改性石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0025] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散；

[0026] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1000-1200r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0027] 进一步，上述所述的研磨分散的温度为35-40℃，研磨后的细度≤30um。

[0028] 本发明具有如下的有益效果：

[0029] (1)本发明的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法，选用的由有机硅改性苯丙乳液和环氧树脂改性苯丙乳液组成的复合改性苯丙乳液，可以大大提高漆膜的交联度，使得交联固化后的漆膜具有较好的耐候性和光泽度，优异的耐污染性和耐水性。

[0030] (2)本发明的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法，由于将硅氧烷接枝到石墨烯二位结构表面，增大了石墨烯层与层之间的距离，大大提高石墨烯在改性环氧树脂中的分散均匀性。

[0031] (3)本发明的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法，二维石墨烯具有纳米尺寸效应，漆膜在合金表面固化后，能够形成的致密的涂层，大大阻止了水，油或蒸汽与合金表面的接触，从而完全起到隔离的作用，达到对金属防护的效果。

[0032] (4)本发明的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法，通常，有机小分子锌配合物或锌氧化物被简单地掺杂进基质中，因而在实际应用中存在许多缺陷，例如，机械性能差，热稳定行不好，加工性能与基质的相容性差。选用的3-脲丙基三甲氧基硅烷与锌离子络合能力强，不仅拥有锌离子独特的防腐性能，含有的碳氧双键对紫外线具有较好的吸收作用，同时结构中含有的硅氧键拥有好的机械性能和化学稳定性，加工性能与基质相容性也很好，能与石墨烯形成致密的防腐涂层协同作用，结合能力强，双重防腐蚀能力，防腐蚀能力更强。

[0033] (5)本发明的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法，选用的颜料经过表面改性后在漆膜中具有较好的填充性和分散性，颜料的细度低于300nm赋予防腐漆较好的着色强度、耐气候牢度好，与石墨烯协同作用，具有优异的耐溶剂性能。

[0034] (6)本发明的一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆及其制备方法，具有长久优异的防腐性能，基材附着力强，机械强度高，耐摩擦性能优，优异的耐盐雾性，较好的耐水性、耐化学性、耐油性和耐冲击性，施工适应性强等优点；操作方法简单，易于操作，原料和能耗成本低，环保无污染，涂膜快干，施工周期短。

具体实施方式

[0035] 现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

[0036] 实施例1

[0037] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0038] 有机硅改性苯丙乳液(选自鑫德XD-510)和环氧树脂改性苯丙乳液(选自型号SY8914) 按质量比1:4组成的复合改性苯丙乳液45份、改性石墨烯5份、细度为50nm的金红石型的钛白粉20份、消泡剂BYK066N 0.8份，选自毕克化学、流平剂EFKA3777 0.8份，选自汽巴公司、钴有机酸皂1份，选自无锡德宇化工、润湿剂BYK-333 0.8份，选自毕克化学、防沉剂BYK-420 1份，选自毕克化学、分散剂BYK-2022 0.3份，选自毕克化学、去离子水30份；

[0039] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0040] (一)改性石墨烯的制备：

[0041] (1)将10份石墨烯置于100份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入30份高锰酸钾和90份去离子水，升高温度至90℃，搅拌反应1h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性，85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

[0042] (2)将8份的步骤(1)的氧化石墨烯分散于95份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入15份3-脲丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化的氧化石墨烯；

[0043] (3)氮气保护下，取15份的硫酸锌溶于热60份甲醇溶剂中，加入10份步骤(2)制备的功能化氧化石墨烯，升高温度至50℃，继续搅拌30min，冷却至室温，过滤即得改性石墨烯；

[0044] (二)颜料表面改性处理：

[0045] 将3份金红石型的钛白粉粉末加入到20份浓度为5％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在80℃下搅拌反应4h；研磨至细度为50nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0046] (三)水性防腐漆料的制备：

[0047] (1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，改性石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0048] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散，研磨分散的温度为40℃，研磨后的细度≤30um；

[0049] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1100r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0050] 实施例2

[0051] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0052] 有机硅改性苯丙乳液(选自鑫德XD-510)和环氧树脂改性苯丙乳液(选自型号SY8914) 按质量比1:5组成的复合改性苯丙乳液40份、改性石墨烯10份、细度为100nm的酞菁蓝25 份、消泡剂BYK066N 0.5份，选自毕克化学、流平剂EFKA3777 0.5份，选自汽巴公司、钴有机酸皂0.8份，选自无锡德宇化工、润湿剂BYK-333 0.5份，选自毕克化学、防沉剂BYK-420 0.8份，选自毕克化学、分散剂BYK-2022 0.1份，选自毕克化学、去离子水20份；

[0053] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0054] (一)改性石墨烯的制备：

[0055] (1)将10份石墨烯置于100份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入30份高锰酸钾和90份去离子水，升高温度至90℃，搅拌反应1h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性，85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

[0056] (2)将8份的步骤(1)的氧化石墨烯分散于95份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入15份3-脲丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化的氧化石墨烯；

[0057] (3)氮气保护下，取12份的硫酸锌溶于热60份甲醇溶剂中，加入8份步骤(2)制备的功能化氧化石墨烯，升高温度至50℃，继续搅拌30min，冷却至室温，过滤即得改性石墨烯；

[0058] (二)颜料表面改性处理：

[0059] 将5份酞菁蓝粉末加入到10份浓度为8％的聚乙烯吡咯烷酮溶液中，在80℃下搅拌反应 4h；研磨至细度为100nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0060] (三)水性防腐漆料的制备：

[0061] (1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，改性石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0062] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散，研磨分散的温度为38℃，研磨后的细度≤30um；

[0063] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1200r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0064] 实施例3

[0065] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0066] 有机硅改性苯丙乳液(选自鑫德XD-510)和环氧树脂改性苯丙乳液(选自型号SY8914) 按质量比1:3组成的复合改性苯丙乳液50份、改性石墨烯20份、细度为200nm的高色素碳黑15份、消泡剂BYK066N 1份，选自毕克化学、流平剂EFKA3777 0.3份，选自汽巴公司、钴有机酸皂0.5份，选自无锡德宇化工、润湿剂BYK-333 1份，选自毕克化学、防沉剂BYK-420 1.2份，选自毕克化学、分散剂BYK-2022 0.5份，选自毕克化学、去离子水25份；

[0067] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0068] (一)改性石墨烯的制备：

[0069] (1)将10份石墨烯置于90份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入20份高锰酸钾和80份去离子水，升高温度至80℃，搅拌反应2h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性，85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

[0070] (2)将8份的步骤(1)的氧化石墨烯分散于95份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入15份3-脲丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化的氧化石墨烯；

[0071] (3)氮气保护下，取15份的硫酸锌溶于热60份甲醇溶剂中，加入5份步骤(2)制备的功能化氧化石墨烯，升高温度至50℃，继续搅拌30min，冷却至室温，过滤即得改性石墨烯；

[0072] (二)颜料表面改性处理：

[0073] 将1份高色素碳黑粉末加入到15份浓度为10％的聚甲基丙烯酸溶液中，在80℃下搅拌反应3h；研磨至细度为200nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0074] (三)水性防腐漆料的制备：

[0075] (1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，改性石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0076] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散，研磨分散的温度为35℃，研磨后的细度≤30um；

[0077] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1000r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0078] 实施例4

[0079] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0080] 有机硅改性苯丙乳液(选自鑫德XD-510)和环氧树脂改性苯丙乳液(选自型号SY8914) 按质量比1:4组成的复合改性苯丙乳液42份、改性石墨烯13份、细度为150nm的高色素碳黑18份、消泡剂BYK066N 1份，选自毕克化学、流平剂EFKA3777 0.4份，选自汽巴公司、钴有机酸皂0.8份，选自无锡德宇化工、润湿剂BYK-333 0.5份，选自毕克化学、防沉剂BYK-420 0.9份，选自毕克化学、分散剂BYK-2022 0.4份，选自毕克化学、去离子水35份；

[0081] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0082] (一)改性石墨烯的制备：

[0083] (1)将10份石墨烯置于95份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入25份高锰酸钾和85份去离子水，升高温度至85℃，搅拌反应2h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性，85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

[0084] (2)将5份的步骤(1)的氧化石墨烯分散于100份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入10份3-脲丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化的氧化石墨烯；

[0085] (3)氮气保护下，取10份的硫酸溶于热55份甲醇溶剂中，加入5份步骤(2)制备的功能化氧化石墨烯，升高温度至50℃，继续搅拌30min，冷却至室温，过滤即得改性石墨烯；

[0086] (二)颜料表面改性处理：

[0087] 将2份高色素碳黑粉末加入到18份浓度为10％的聚丙烯酰胺溶液中，在80℃下搅拌反应3h；研磨至细度为150nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0088] (三)水性防腐漆料的制备：

[0089] (1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，改性石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0090] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散，研磨分散的温度为35℃，研磨后的细度≤30um；

[0091] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1100r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0092] 实施例5

[0093] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0094] 有机硅改性苯丙乳液(选自鑫德XD-510)和环氧树脂改性苯丙乳液(选自型号SY8914) 按质量比1:5组成的复合改性苯丙乳液48份、改性石墨烯18份、细度为250nm的咔唑紫22 份、消泡剂BYK066N 0.5份，选自毕克化学、流平剂EFKA3777 0.6份，选自汽巴公司、钴有机酸皂1份，选自无锡德宇化工、润湿剂BYK-333 1份，选自毕克化学、防沉剂BYK-420 1.1 份，选自毕克化学、分散剂BYK-2022 0.2份，选自毕克化学、去离子水35份；

[0095] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0096] (一)改性石墨烯的制备：

[0097] (1)将10份石墨烯置于95份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入25份高锰酸钾和85份去离子水，升高温度至85℃，搅拌反应2h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性，85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

[0098] (2)将5份的步骤(1)的氧化石墨烯分散于100份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入10份3-脲丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化的氧化石墨烯；

[0099] (3)氮气保护下，取10份的硫酸溶于热55份甲醇溶剂中，加入5份步骤(2)制备的功能化氧化石墨烯，升高温度至50℃，继续搅拌30min，冷却至室温，过滤即得改性石墨烯；

[0100] (二)颜料表面改性处理：

[0101] 将4份咔唑紫粉末加入到15份浓度为10％的聚丙烯酰胺溶液中，在80℃下搅拌反应4h；研磨至细度为250nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0102] (三)水性防腐漆料的制备：

[0103] (1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，改性石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0104] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散，研磨分散的温度为40℃，研磨后的细度≤30um；

[0105] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1200r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0106] 对比例均与实施例1进行比较，不同之处在于：

[0107] 对比例1

[0108] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0109] 苯丙乳液(选自鑫德)45份、改性石墨烯5份、细度为50nm的金红石型的钛白粉20 份、消泡剂BYK066N 0.8份，选自毕克化学、流平剂EFKA3777 0.8份，选自汽巴公司、钴有机酸皂1份，选自无锡德宇化工、润湿剂BYK-333 0.8份，选自毕克化学、防沉剂BYK-420 1 份，选自毕克化学、分散剂BYK-2022 0.3份，选自毕克化学、去离子水30份；

[0110] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0111] (一)改性石墨烯的制备：

[0112] (1)将10份石墨烯置于100份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入30份高锰酸钾和90份去离子水，升高温度至90℃，搅拌反应1h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性，85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

[0113] (2)将8份的步骤(1)的氧化石墨烯分散于95份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入15份3-脲丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化的氧化石墨烯；

[0114] (3)氮气保护下，取15份的硫酸锌溶于热60份甲醇溶剂中，加入10份步骤(2)制备的功能化氧化石墨烯，升高温度至50℃，继续搅拌30min，冷却至室温，过滤即得改性石墨烯；

[0115] (二)颜料表面改性处理：

[0116] 将3份金红石型的钛白粉粉末加入到20份浓度为5％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在80℃下搅拌反应4h；研磨至细度为50nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0117] (三)水性防腐漆料的制备：

[0118] (1)首先将苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，改性石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0119] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散，研磨分散的温度为40℃，研磨后的细度≤30um；

[0120] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1100r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0121] 对比例2

[0122] 一种金属基材水性防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0123] 有机硅改性苯丙乳液(选自鑫德XD-510)和环氧树脂改性苯丙乳液(选自型号SY8914) 按质量比1:4组成的复合改性苯丙乳液45份、细度为50nm的金红石型的钛白粉20份、消泡剂BYK066N 0.8份，选自毕克化学、流平剂EFKA3777 0.8份，选自汽巴公司、钴有机酸皂1 份，选自无锡德宇化工、润湿剂BYK-333 0.8份，选自毕克化学、防沉剂BYK-420 1份，选自毕克化学、分散剂BYK-2022 0.3份，选自毕克化学、去离子水30份；

[0124] 一种金属基材水性防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0125] (一)颜料表面改性处理：

[0126] 将3份金红石型的钛白粉粉末加入到20份浓度为5％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在80℃下搅拌反应4h；研磨至细度为50nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0127] (二)水性防腐漆料的制备：

[0128] (1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0129] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散，研磨分散的温度为40℃，研磨后的细度≤30um；

[0130] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1100r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0131] 对比例3

[0132] 一种金属基材水性防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0133] 有机硅改性苯丙乳液(选自鑫德XD-510)和环氧树脂改性苯丙乳液(选自型号SY8914) 按质量比1:4组成的复合改性苯丙乳液45份、氧化石墨烯5份、细度为50nm的金红石型的钛白粉20份、消泡剂BYK066N 0.8份，选自毕克化学、流平剂EFKA3777 0.8份，选自汽巴公司、钴有机酸皂1份，选自无锡德宇化工、润湿剂BYK-333 0.8份，选自毕克化学、防沉剂BYK-420 1份，选自毕克化学、分散剂BYK-2022 0.3份，选自毕克化学、去离子水30份；

[0134] 一种金属基材水性防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0135] (一)氧化石墨烯的制备：

[0136] 将10份石墨烯置于100份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入30份高锰酸钾和90份去离子水，升高温度至90℃，搅拌反应1h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性，85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

[0137] (二)颜料表面改性处理：

[0138] 将3份金红石型的钛白粉粉末加入到20份浓度为5％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在80℃下搅拌反应4h；研磨至细度为50nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0139] (三)水性防腐漆料的制备：

[0140] (1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，氧化石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0141] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散，研磨分散的温度为40℃，研磨后的细度≤30um；

[0142] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1100r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0143] 对比例4

[0144] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆，由如下重量份数的原料组成：

[0145] 有机硅改性苯丙乳液(选自鑫德XD-510)和环氧树脂改性苯丙乳液(选自型号SY8914) 按质量比1:4组成的复合改性苯丙乳液45份、功能化氧化石墨烯5份、细度为50nm的金红石型的钛白粉20份、消泡剂BYK066N 0.8份，选自毕克化学、流平剂EFKA3777 0.8份，选自汽巴公司、钴有机酸皂1份，选自无锡德宇化工、润湿剂BYK-333 0.8份，选自毕克化学、防沉剂BYK-420 1份，选自毕克化学、分散剂BYK-2022 0.3份，选自毕克化学、去离子水 30份；

[0146] 一种金属基材水性石墨烯改性长效防腐漆的制备方法，具体包括如下步骤：

[0147] (一)功能化氧化石墨烯的制备：

[0148] (1)将10份石墨烯置于100份体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，冰浴条件下机械搅拌处理12h，然后缓慢加入30份高锰酸钾和90份去离子水，升高温度至90℃，搅拌反应1h；反应结束后，趁热过滤，然后用大量的去离子水清洗至中性，85℃下真空干燥得氧化石墨烯；

[0149] (2)将8份的步骤(1)的氧化石墨烯分散于95份的无水乙醇中，超声1-2h后转移到反应容器中；氮气保护下，加入15份3-脲丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流反应12h，将得到的混合液分别用水、乙醇、甲醇过滤洗涤各两次，冻干得到功能化的氧化石墨烯；

[0150] (二)颜料表面改性处理：

[0151] 将3份金红石型的钛白粉粉末加入到20份浓度为5％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在80℃下搅拌反应4h；研磨至细度为50nm后将产品抽滤，干燥，备用；

[0152] (三)水性防腐漆料的制备：

[0153] (1)首先将复合改性苯丙乳液和去离子水按重量组分比的65％取料，功能化氧化石墨烯、颜料取全部组分重量，一起放入搅拌机混合均匀；

[0154] (2)将上述步骤(1)混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散，研磨分散的温度为40℃，研磨后的细度≤30um；

[0155] (3)将步骤(2)研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入步骤(1)复合改性苯丙乳液和去离子水的剩余35％组分重量和全部组分重量的消泡剂、流平剂、水性催干剂、润湿剂，防沉剂，分散剂在转速1100r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性防腐漆料，包装待用。

[0156] 通过对实施例1-5和对比例1-4所述的金属基材水性长效防腐漆，进行性能检测，结果如表1所示：

[0157] 表1

[0158]

[0159]

[0160] 从表1数据分析得出：本发明实施例1-5制备的漆膜性能优越，具有长久优异的防腐性能，基材附着力强，机械强度高，耐摩擦性能优，优异的耐盐雾性，较好的耐水性、耐化学性、耐油性和耐冲击性，而对比例1-4由于树脂原料和石墨烯主要成分的缺失，导致制备的漆膜在诸多性能出现较大程度降低。

[0161] 以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。