本發(fā)明屬于涂料制備領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯氧化鋅聚酯樹(shù)脂涂料及其制備方法，含有石墨烯和氧化鋅的聚酯樹(shù)脂涂料可以滿足淡水及海水航行艦船外層涂料的要求，也可以用于工業(yè)及其他領(lǐng)域中的設(shè)備特殊涂層防腐的要求。

背景技術(shù)：

隨著人們對(duì)陸地資源長(zhǎng)期浩劫性過(guò)度的開(kāi)發(fā)，使得陸地資源日益匱乏，人們開(kāi)始像占地球70％表面的海洋尋求可利用的資源。而尋找與開(kāi)發(fā)蘊(yùn)藏豐富的海洋自然資源，首先面臨的難題是艦船的海洋航行腐蝕問(wèn)題。航海艦船裝備設(shè)施長(zhǎng)期處于干濕交替的富氧鹽霧、高紫外線照射工作環(huán)境，腐蝕問(wèn)題十分嚴(yán)重。合理運(yùn)用涂料防護(hù)原理保護(hù)航海艦船的不受或少受腐蝕的困擾，對(duì)于降低航海事故的發(fā)生以及提高艦船及海洋平臺(tái)裝備安全性，延長(zhǎng)其服役壽命具有重大意義。

新近研發(fā)的石墨烯以及石墨納米片二維納米碳材料，具有層片狀的結(jié)構(gòu)，對(duì)水、氧氣和離子有很好的穩(wěn)定性和阻隔性，用作傳統(tǒng)涂料的填料時(shí)，可以起到良好的物理屏蔽作用，從而改善有機(jī)涂層的耐腐蝕性能。

但是，石墨烯科技出現(xiàn)年代較晚，各種應(yīng)用研究剛剛起步，可實(shí)際應(yīng)用的工業(yè)化產(chǎn)品不多見(jiàn)。目前在石墨烯聚酯涂料實(shí)際應(yīng)用中，存在著：①涂覆層厚度不均勻?qū)е峦扛残Ч缓?；②涂覆層表面硬度不夠；③涂覆層自腐蝕電位較低；④自腐蝕電流密度較大等影響實(shí)際應(yīng)用的性能；⑤沒(méi)有見(jiàn)到涂料制備工藝的的系統(tǒng)研究等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯氧化鋅聚酯樹(shù)脂涂料，以石墨烯粉末作填料，以聚酯樹(shù)脂為基體，配入了無(wú)機(jī)材料氧化鋅，制備石墨烯聚酯涂料，可以用作既可以用于艦船入水部分重裝防腐涂料也可用于非入水部分的重裝防腐涂料。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種石墨烯氧化鋅聚酯樹(shù)脂涂料的制備方法，根據(jù)配方設(shè)計(jì)工藝，使制備的涂料性質(zhì)穩(wěn)定，涂覆效果好。

本發(fā)明提供的一種石墨烯氧化鋅聚酯樹(shù)脂涂料，含有以下重量份的原料：

石墨烯漿料19.8-32.8份、聚酯樹(shù)脂19.5-53.4份、固化劑1份、玄武巖纖維粉9.8-36.5份、針狀氧化鋅粉末9.5-30.5份、分散抗沉劑1-2份、抗氧化劑0.02份，消泡劑0.1份。

所述聚酯樹(shù)脂是安徽神劍新材料股份有限公司產(chǎn)的戶外型TGIC固化系列聚酯樹(shù)脂；所述固化劑由TGIC三環(huán)氧丙基異氰尿酸酯與聚酰胺樹(shù)脂按照質(zhì)量比1:1組成；所述玄武巖纖維粉由河北宏潤(rùn)玻璃鋼有限公司生產(chǎn)；所述針狀氧化鋅粉末由成都交大晶宇科技有限公司生產(chǎn)；所述分散抗沉劑型號(hào)CP-88.118；所述抗氧化劑為RC626雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。

所述的石墨烯漿料的制備方法為：

將石墨烯粉末0.28-1.27份加入到9.88-40.1份的稀釋劑中，再加入0.96-5.2份偶聯(lián)改性劑采用剪切機(jī)均質(zhì)后，加入9.84-41.9份環(huán)氧樹(shù)脂，然后超聲下攪拌，得到石墨烯料漿待用。

進(jìn)一步的，所述的剪切機(jī)均質(zhì)是指：在轉(zhuǎn)速5000～10000r/min時(shí)均質(zhì)10min；所述超聲下攪拌是指：在50℃以超聲波輔助以500～1000r/min攪拌，攪拌時(shí)間1～1.5h。

進(jìn)一步的，所述石墨烯粉末由濟(jì)寧利特納米技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)；所述偶聯(lián)改性劑是指3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述稀釋劑是指正丁醇、二甲苯和乙醇按照體積比1:3:2組成；所述環(huán)氧樹(shù)脂是指安徽神劍新材料股份有限公司產(chǎn)的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。

本發(fā)明提供的一種石墨烯氧化鋅聚酯樹(shù)脂涂料的制備方法，包括以下步驟：

1)將19.8-32.8份石墨烯漿料、19.5-53.4份聚酯樹(shù)脂、9.8-36.5份玄武巖纖維、9.5-30.5份針狀氧化鋅粉末和0.1份消泡劑混合，碾磨；

2)再加入1-2份分散抗沉劑、1份固化劑和0.02份抗氧化劑，再碾磨，然后靜置，即得石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。

進(jìn)一步的，步驟1)、步驟2)中所述研磨是指：采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨3次；

步驟2)中所述靜置時(shí)間為1h。

將涂料均勻噴涂于經(jīng)表面處理過(guò)的優(yōu)質(zhì)低碳鋼表面，室溫下固化5d，檢測(cè)其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：

涂料膜硬度檢測(cè)采用GB/T 6739-1996《涂膜硬度鉛筆測(cè)定法》檢測(cè)，自腐蝕電位與腐蝕電流強(qiáng)度采用電化學(xué)綜合測(cè)試儀測(cè)試，涂層厚度采用GB/T13452.2-2008《色漆和清漆漆膜厚度的測(cè)定》檢測(cè)采用超聲波測(cè)厚儀和涂層測(cè)厚儀檢測(cè)。

本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)、調(diào)整聚酯樹(shù)脂、石墨烯漿料、石墨烯、玄武巖纖維粉和針狀氧化鋅粉末的用量比，相應(yīng)的控制制備工藝參數(shù)，使得制備的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料涂層厚度均勻，硬度提高了2倍，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，可以滿足淡水及海水航行艦船外層涂料的要求，也可以用于工業(yè)及其他領(lǐng)域中的設(shè)備特殊涂層防腐的要求。

本發(fā)明分別以熱還原石墨烯和石墨納米片作填料，以聚酯樹(shù)脂為基體，重點(diǎn)配入了無(wú)機(jī)材料氧化鋅，研究制備了一種石墨烯聚酯涂料，可以用作既可以用于艦船入水部分重裝防腐涂料也可用于非入水部分的重裝防腐涂料。

本發(fā)明針對(duì)艦船入水和非入水部分設(shè)計(jì)，加入無(wú)機(jī)材料氧化鋅最為重要組方要素。氧化鋅具有優(yōu)異的防霉性和控制海水微生物真菌的效能；且氧化鋅的折射率較高，具有吸收紫外光的能力，著色力和遮蓋力強(qiáng)的特點(diǎn)，顏色純白，不粉化，具有良好的耐光、耐熱作用；此外與涂料中的某些成分作用形成配位化合物,降低涂膜中對(duì)水的敏感性；氧化鋅可以提高涂膜的耐候性和抗粉化性能力，通過(guò)科學(xué)配方研究，非常適合于艦船非入水部分的涂裝。

本發(fā)明中①聚酯樹(shù)脂作為涂料基料起到粘接膠黏作用，通過(guò)物理和化學(xué)作用連接各原料之間的作用。②石墨烯是一種由sp²雜化碳原子組成的二維晶體材料，具有略微波浪狀的層式結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是組成石墨、碳納米管、富勒烯等同素異形體的基本組成單元。石墨烯的強(qiáng)度高達(dá)130GPa，是迄今發(fā)現(xiàn)的力學(xué)性能最好的材料之一，在涂料中引進(jìn)石墨烯，可以大大提高涂料對(duì)金屬表面防腐蝕的功能，此外已增加了涂料的強(qiáng)度，對(duì)提高涂料的使用壽命起到了重大作用。③玄武巖纖維具有良好的耐酸、耐堿和很強(qiáng)的耐水性，常作為一級(jí)耐水材料，斷裂強(qiáng)度是玻璃纖維的6～7倍，拉伸強(qiáng)度堪比碳纖維，此處作為無(wú)機(jī)材料引入，增加了涂料的防酸堿性能和耐水性能。④固化劑的使用是針對(duì)聚酯樹(shù)脂類涂料在施工過(guò)程中需要固化的要求引入的，引進(jìn)合適的固化劑可以縮短涂料固化時(shí)間，提高涂料層強(qiáng)度。⑤由于此種涂料中含有高分子基團(tuán)、有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)物纖維粉等結(jié)構(gòu)差異較大的成分，盡管采用的研磨分散工藝，但是仍然采用了分散抗沉劑，目的在于進(jìn)一步使得多種原料充分的混合交聯(lián)，避免產(chǎn)生沉淀和團(tuán)聚現(xiàn)象。⑥抗氧化劑引入的主要目的是為了防止和延緩聚酯樹(shù)脂類涂料的老化降解，維持涂料的長(zhǎng)壽命特點(diǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在配方中加入氧化鋅用于防腐或者船舶涂料，可以形成致密的鋅鐵化合物，降低腐蝕介質(zhì)進(jìn)一步滲入的速度，可以有效地起到防銹的作用，獲得了性質(zhì)穩(wěn)定的涂料。制備的涂料經(jīng)噴涂后測(cè)量其涂層厚度，均勻一致，達(dá)到了±1μm的水平，遠(yuǎn)優(yōu)于報(bào)道的±3μm的精度，此外，硬度指標(biāo)優(yōu)于加入了無(wú)機(jī)纖維大幅度提高到類似涂料的2.3倍左右，達(dá)到6～8.2H(GB/T6739-1996鉛筆刮劃值)，自腐蝕電位與腐蝕電流分別達(dá)到了-345mV和0.030μA/cm²。

附圖說(shuō)明

圖1聚酯樹(shù)脂用量為20份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖2聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖3聚酯樹(shù)脂用量為40份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖4聚酯樹(shù)脂用量為50份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖5聚酯樹(shù)脂用量不同時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響規(guī)律；

圖6聚酯樹(shù)脂用量為20份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層自腐蝕電位的影響；

圖7聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層自腐蝕電位的影響；

圖8聚酯樹(shù)脂用量為40份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層自腐蝕電位的影響；

圖9聚酯樹(shù)脂用量為50份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層自腐蝕電位的影響；

圖10聚酯樹(shù)脂用量不同時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層自腐蝕電位的影響規(guī)律；

圖11聚酯樹(shù)脂用量為20份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層腐蝕電流的影響；

圖12聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層腐蝕電流的影響；

圖13聚酯樹(shù)脂用量為40份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層腐蝕電流的影響；

圖14聚酯樹(shù)脂用量為50份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層腐蝕電流的影響；

圖15聚酯樹(shù)脂用量不同時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層腐蝕電流的影響規(guī)律

圖16玄武巖纖維粉用量為10份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖17玄武巖纖維粉用量為20份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖18玄武巖纖維粉用量為30份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖19玄武巖纖維粉不同時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層腐蝕電流的影響規(guī)律。

圖20氧化鋅粉用量為10份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖21氧化鋅粉用量為15份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖22氧化鋅粉用量為20份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖23氧化鋅粉用量為25份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

圖24氧化鋅粉用量為30份時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層硬度的影響；

以上附圖中標(biāo)注為：Graphene pulp/kg:改性石墨烯漿料/公斤(實(shí)際試驗(yàn)操作中為換算的質(zhì)量份，以下凡“公斤”單位同)；Polyester resin/kg:聚酯樹(shù)脂/公斤；Basalt fibre/kg:玄武巖纖維粉/公斤；ZnO/kg:氧化鋅/公斤；Hardness of film/H:硬度/H(H為單位)；Self corrosion potential/mV:自腐蝕電位/毫伏；Corrosion current/μA/cm²:腐蝕電流/微安/平方厘米。

具體實(shí)施方式

首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)(1)—(10)制備石墨烯料1-10號(hào)，目的是找出最佳的能與涂料基材聚酯樹(shù)脂相融度好的石墨烯漿料。所用石墨烯粉末由濟(jì)寧利特納米技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)；所用偶聯(lián)改性劑是指3-氨丙基三乙氧基硅烷；所用稀釋劑是指正丁醇、二甲苯和乙醇按照體積比1:3:2組成；所用環(huán)氧樹(shù)脂是指安徽神劍新材料股份有限公司產(chǎn)的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。

以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用自主研究的多因素多水平設(shè)計(jì)方法，涵蓋了四種物料的10個(gè)水平的階梯試驗(yàn)，是4因素10水平搭配合理的試驗(yàn)安排，保證了試驗(yàn)的系統(tǒng)性。

制備石墨烯料漿，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(1)—(10)：

(1)制備石墨烯料漿1號(hào)

將0.28份石墨烯粉末加入19.02份稀釋劑中，加入2.01份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速10000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入23.02份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以1000r/min攪拌，攪拌時(shí)間1.5h，待用；

(2)制備石墨烯料漿2號(hào)

將0.47份石墨烯粉末加入9.88份稀釋劑中，加入4.41份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速10000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入23.02份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以1000r/min攪拌，攪拌時(shí)間1.5h，待用；

(3)制備石墨烯料漿3號(hào)

將0.73份石墨烯粉末加入36.25份稀釋劑中，加入2.31份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速10000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入15.93份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以1000r/min攪拌，攪拌時(shí)間1.5h，待用；

(4)制備石墨烯料漿4號(hào)

將0.96份石墨烯粉末加入28.74份稀釋劑中，加入4.80份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速10000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入12.83份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以1000r/min攪拌，攪拌時(shí)間1.5h，待用；

(5)制備石墨烯料漿5號(hào)

將1.17份石墨烯粉末加入17.67份稀釋劑中，加入2.68份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速10000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入9.84份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以900r/min攪拌，攪拌時(shí)間1.5h，待用；

(6)制備石墨烯料漿6號(hào)

將0.42份石墨烯粉末加入35.46份稀釋劑中，加入3.41份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速9000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入41.90份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以1000r/min攪拌，攪拌時(shí)間1.5h，待用；

(7)制備石墨烯料漿7號(hào)

將0.65份石墨烯粉末加入25.28份稀釋劑中，加入0.96份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速6000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入35.08份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以1000r/min攪拌，攪拌時(shí)間1h，待用；

(8)制備石墨烯料漿8號(hào)

將0.85份石墨烯粉末加入14.20份稀釋劑中，加入3.57份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速10000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入35.10份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以1000r/min攪拌，攪拌時(shí)間1.5h，待用；

(9)制備石墨烯料漿9號(hào)

將1.09份石墨烯粉末加入40.10份稀釋劑中，加入1.42份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速10000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入28.97份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以1000r/min攪拌，攪拌時(shí)間1.5h，待用；

(10)制備石墨烯料漿10號(hào)

將1.27份石墨烯粉末加入29.34份稀釋劑中，加入5.20份偶聯(lián)改性劑，采用高速剪切機(jī)在轉(zhuǎn)速8000r/min時(shí)均質(zhì)10min，加入26.23份環(huán)氧樹(shù)脂在50℃以超聲波輔助以600r/min攪拌，攪拌時(shí)間1.5h，待用；

經(jīng)過(guò)對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果的觀察測(cè)試，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)(8)試驗(yàn)制備的石墨烯料漿8號(hào)最佳。

利用上述制備的石墨烯料漿8與其余幾種物料制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料，并測(cè)試涂料涂層的性能。所用聚酯樹(shù)脂是安徽神劍新材料股份有限公司產(chǎn)的戶外型TGIC固化系列聚酯樹(shù)脂；所用固化劑由TGIC三環(huán)氧丙基異氰尿酸酯與聚酰胺樹(shù)脂按照質(zhì)量比1:1組成；所用玄武巖纖維粉由河北宏潤(rùn)玻璃鋼有限公司生產(chǎn)；所用針狀氧化鋅粉末由成都交大晶宇科技有限公司生產(chǎn)；所用分散抗沉劑型號(hào)CP-88.118；所用抗氧化劑時(shí)候至RC626雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)亦采用自主研究的多因素多水平設(shè)計(jì)方法，涵蓋了四種物料的10個(gè)水平的階梯試驗(yàn)，是4因素10水平搭配合理的試驗(yàn)安排，是系統(tǒng)研究石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料的快捷方法。為了進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，又做了大量的插值試驗(yàn)，得到的結(jié)果更為可信，提高了對(duì)規(guī)律描述的精度。

一種石墨烯氧化鋅聚酯樹(shù)脂涂料的制備方法，包括以下步驟：

1、制備石墨烯氧化鋅聚酯樹(shù)脂涂料1

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料19.8份，加入29.2份聚酯樹(shù)脂，加入18.0份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉18.0份和消泡劑0.1份在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值4.1H，自腐蝕電位-495mV，腐蝕電流0.650μA/cm²；

2、制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料2

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料21.0份，加入40.0份聚酯樹(shù)脂，加入28.0份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉29.0份和消泡劑0.1份，采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值5.4H，自腐蝕電位-446mV，腐蝕電流0.055μA/cm²；

3、制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料3

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料24.0份，加入50.5份聚酯樹(shù)脂，加入9.8份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉16.6份和消泡劑0.1份，采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值3.8H，自腐蝕電位-476mV，腐蝕電流0.065μA/cm²；

4、制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料4

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料23.0份，加入19.5份聚酯樹(shù)脂，加入18.6份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉30.5份和消泡劑0.1份，采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值3.3H，自腐蝕電位-456mV，腐蝕電流0.058μA/cm²；

5、制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料5

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料26.8份，加入28.8份聚酯樹(shù)脂，加入36.5份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉15.0份和消泡劑0.1份，采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值5.20H，自腐蝕電位-412mV，腐蝕電流0.040μA/cm²；

6、制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料6

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料27.6份，加入42.2份聚酯樹(shù)脂，加入13.4份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉27.7份和消泡劑0.1份，采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值3.4H，自腐蝕電位-403mV，腐蝕電流0.038μA/cm²；

7、制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料7

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料26.4份，加入53.4份聚酯樹(shù)脂，加入20.9份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉13.0份和消泡劑0.1份，采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值8.2H，自腐蝕電位-466mV，腐蝕電流0.066μA/cm²；

8、制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料8

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料27.0份，加入22.3份聚酯樹(shù)脂，加入31.6份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉24.8份和消泡劑0.1份，采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值7.7H，自腐蝕電位-360mV，腐蝕電流0.035μA/cm²；

9、制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料9

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料31.6份，加入35.4份聚酯樹(shù)脂，加入15.7份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉9.5份和消泡劑0.1份，采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值5.3H，自腐蝕電位-345mV，腐蝕電流0.030μA/cm²；

10、制備石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料10

取第一步工藝制備的8號(hào)石墨烯漿料32.8份，加入47.1份聚酯樹(shù)脂，加入24.5份玄武巖纖維粉，氧化鋅粉20.1份和消泡劑0.1份，采用膠體磨在800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行碾磨，全部物料反復(fù)3次，加入1.50份分散抗沉劑、固化劑1份、抗氧化劑0.02份，再以800r/min轉(zhuǎn)速碾磨3次；靜置1h，既得所需的石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料。測(cè)量其性能指標(biāo)：硬度刮劃計(jì)算插值6.9H，自腐蝕電位-400mV，腐蝕電流0.038μA/cm²。

本發(fā)明在較大范圍里較為全面地試驗(yàn)了主要原料用量對(duì)涂料主要性能的影響規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)的規(guī)律如下：

1、石墨烯與聚酯樹(shù)脂用量對(duì)涂料涂層硬度的影響規(guī)律

1.1聚酯樹(shù)脂用量為20份時(shí)

當(dāng)聚酯樹(shù)脂用量為20份時(shí)，增大石墨烯漿料的用量有利于涂層硬度的增加，但是當(dāng)石墨烯漿料用量增加到28份以上時(shí)，硬度增加緩慢，并且有輕微下降。如圖1所示。

1.2聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)

當(dāng)聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)，增大石墨烯漿料的用量對(duì)硬度增加不明顯。在增加到26份以后涂層硬度的有所增加。如圖2所示。

1.3聚酯樹(shù)脂用量為40份時(shí)

當(dāng)聚酯樹(shù)脂用量為40份時(shí)，增大石墨烯漿料的用量從20份增加到26份不利于涂層硬度的增加，繼續(xù)增減石墨烯漿料用量，硬度有輕微上升。如圖3所示。

1.4聚酯樹(shù)脂用量為50份時(shí)

當(dāng)聚酯樹(shù)脂用量為50份時(shí)，增大石墨烯漿料的用量從20份增加到23份不利于涂層硬度的增加，繼續(xù)增減石墨烯漿料用量，硬度線性上升。如圖4所示。

總結(jié)以上規(guī)律：當(dāng)聚酯樹(shù)脂用量為較少時(shí)，增大石墨烯漿料的用量涂層硬度線性增加，增加幅度很大，這種趨勢(shì)隨著聚酯樹(shù)脂用量的增加迅速減弱，甚至反向發(fā)展，所以樹(shù)脂量不宜過(guò)大。如圖5所示。

2、石墨烯與聚酯樹(shù)脂用量對(duì)涂料自腐蝕電位的影響規(guī)律

2.1聚酯樹(shù)脂用量為20份時(shí)

實(shí)驗(yàn)研究可見(jiàn)在聚酯樹(shù)脂用量為20份時(shí)，隨著石墨烯漿料量的增加自腐蝕電位直線上升，最高可以達(dá)到近-200mV，未見(jiàn)文獻(xiàn)和產(chǎn)品報(bào)道。如圖6所示。

2.2聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)

與上述趨勢(shì)一樣，在聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)，隨著石墨烯漿料量的增加自腐蝕電位直線上升，但是上升趨勢(shì)以及電位值不如聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)高。如圖7所示。

2.3聚酯樹(shù)脂用量為40和50份時(shí)

在聚酯樹(shù)脂用量為40和50份時(shí)，隨著石墨烯漿料量的增加自腐蝕電位上升緩慢，可見(jiàn)在涂料中添加大量的樹(shù)脂或者說(shuō)石墨烯用量減少都對(duì)提高涂料自腐蝕電位不利。如圖8、圖9所示。

總的影響規(guī)律：采用較少量的聚酯樹(shù)脂，并加入較多量的石墨烯漿料，可以導(dǎo)致自腐蝕點(diǎn)位的上升，提高涂料的防腐蝕性能。如圖10所示。

3、石墨烯與聚酯樹(shù)脂用量對(duì)涂料腐蝕電流的影響規(guī)律

3.1聚酯樹(shù)脂用量為20份時(shí)

在聚酯樹(shù)脂用量為20份時(shí)，增加石墨烯用量，很快降低了腐蝕電流強(qiáng)度，至加入量為25份時(shí)，電流強(qiáng)度達(dá)到最小值(下圖極低點(diǎn)為插值計(jì)算點(diǎn)，不是真實(shí)測(cè)試點(diǎn))。如圖11所示。

3.2聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)

在聚酯樹(shù)脂用量為30份時(shí)，增加石墨烯用量，很快降低了腐蝕電流強(qiáng)度，至加入量為28份時(shí)，電流強(qiáng)度達(dá)到最小值，繼續(xù)增加石墨烯的用量對(duì)腐蝕電流的降低貢獻(xiàn)不大了。僅從這點(diǎn)出發(fā)可以不必加入過(guò)多的石墨烯，照成成本升高。如圖12所示。

3.3聚酯樹(shù)脂用量為40和50份時(shí)

在聚酯樹(shù)脂用量很高時(shí)，由于非導(dǎo)電物質(zhì)的加入，使得腐蝕電流本身已經(jīng)很小了，單純?cè)黾邮┯昧?，?duì)降低腐蝕電流強(qiáng)度作用不大。如圖13、圖14所示。

聚酯樹(shù)脂用量不同時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層腐蝕電流的影響規(guī)律如圖15所示。在實(shí)際設(shè)計(jì)制備時(shí)還需要同時(shí)考慮自腐蝕電位指標(biāo)，不能有偏廢。

4、石墨烯與玄武巖纖維粉用量對(duì)涂料涂層硬度的影響規(guī)律

4.1玄武巖纖維粉用量為10份時(shí)

當(dāng)玄武巖纖維粉用量為10份時(shí)，隨著石墨烯漿料的用量增加涂層硬度有呈下降趨勢(shì)。如圖16所示。

4.2玄武巖纖維粉用量為20份時(shí)

當(dāng)玄武巖纖維粉用量為20份時(shí)，石墨烯漿料在由20增至22份時(shí)，硬度下降；石墨烯漿料在由22增至27份時(shí)，硬度快速線性增大，估算涂層硬度可以達(dá)到8.5H左右，隨著石墨烯用量的增加涂層硬度降至到最高6.7H左右。如圖17所示。

4.3玄武巖纖維粉用量為30份時(shí)

當(dāng)玄武巖纖維粉用量為30份時(shí)，涂層硬度在石墨烯用量全范圍內(nèi)都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。如圖18所示。

可見(jiàn)玄武巖纖維粉的加入大大提高了石墨烯聚酯樹(shù)脂涂料的涂層硬度。玄武巖纖維粉用量不同時(shí)石墨烯漿料用量對(duì)涂料涂層腐蝕電流的影響規(guī)律，如圖19所示。

5、石墨烯與氧化鋅粉用量對(duì)涂料涂層硬度的影響規(guī)律

5.1氧化鋅粉用量為10份時(shí)

當(dāng)氧化鋅粉用量為10份時(shí)，隨著石墨烯漿料的用量增加涂層硬度先是線性上升，至石墨烯用量接近26份時(shí)硬度達(dá)到峰值近12H，隨后線性下降到4.5H左右。如圖20所示。

5.2氧化鋅粉用量為15份時(shí)

當(dāng)氧化鋅粉用量為15份時(shí)，隨著石墨烯漿料的用量增加涂層硬度變化有波動(dòng)，硬度在4～6H之間變化。如圖21所示。

5.3氧化鋅粉用量為20份時(shí)

當(dāng)氧化鋅粉用量為20份時(shí)，隨著石墨烯漿料的用量增加涂層硬度變化有波動(dòng)，先是下降后上升再基本硬度持平，硬度在4～7H之間變化。如圖22所示。

5.4氧化鋅粉用量為25份時(shí)

當(dāng)氧化鋅粉用量為25份時(shí)，隨著石墨烯漿料的用量增加涂層硬度也呈波動(dòng)性變化，先下降后上升再下降再上升，硬度在5～7.5H之間變化。如圖23所示。

5.5氧化鋅粉用量為30份時(shí)

當(dāng)氧化鋅粉用量為30份時(shí)，隨著石墨烯漿料的用量增加涂層硬度呈線性下降，當(dāng)石墨烯用量為近30份時(shí)，硬度估算(此處按照實(shí)驗(yàn)值建模推算，非真實(shí)值)達(dá)到最低值，后有小量上升。如圖24所示。