一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料及其制备方法技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料及其
制备方法。
背景技术
海水是自然界中数量最大、腐蚀性很强的一种天然电解质溶液，沿海地区的气候
特点是高温、多雨和强风对流，导致近海和海洋中的建筑材料、工程设备长期处于高盐雾环
境中，大气盐雾腐蚀极其严重，在强烈的大气腐蚀、电化学腐蚀以及气流冲刷侵蚀的综合作
用，各种金属构件的使用寿命远低于一般内陆环境，采用常规粉末涂料往往在半年内发生严
重腐蚀，不得不采用价格极高的氟涂料，对我国海洋工程建设构成了较大的经济成本压力，严
重限制了相关产业的发展。我国海岸线长达一万八千千米，大量近海金属结构暴露在海洋盐
雾腐蚀环境中，每年因盐雾腐蚀的经济和资源损失巨大，因此，开发成本低廉的耐盐海洋气候
粉末涂料，对我国近海土地利用、海洋资源的开发以及各类船舶制造工业均有重要产业意义。
粉末涂料是一种是由树脂、固化剂、颜料、填料、助剂等混合而成，通过静电喷涂方式
涂覆于被涂物表面，再经过烘烤使其熔融、流平、固化的一种新型的固体粉末状涂料。它不使
用溶剂，具有绿色环保、可回收、节省能源和资源、劳动强度较低、涂膜机械强度高、耐腐蚀性
强等特点，已成为大家公认的“4E”型（高的生产效率、优良的涂膜性能、生态环保、经济）涂料。
传统的粉末涂料含有环氧树脂，耐候性差，耐盐雾性能不足，含氟粉末涂料有较好的
海洋耐候性，但生产成本是普通粉末涂料的五倍以上，均不能达到近海金属耐候防腐的要求。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明中提供一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料
及其制备方法，通过纯聚酯结合石墨烯制得耐盐雾性强且生产成本低的粉末涂料，解决了
现有环氧树脂或环氧聚酯共混粉末涂料耐候性差的缺点。
本发明的技术方案如下：
一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其中，其原料组成，按质量分数计，包括以下组份：
聚酯树脂 60-80份；
异氰脲酸三缩水甘油酯 4-6份；
石墨烯 0.5-3份；
流平剂 0.3-0.6份；
消光剂 3.5-5份；
催化剂 0.1-0.3份；
颜料 1.2-1.7份；
钛白粉 5-10份；
填充剂 0-20份。
所述的含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其中，所述聚酯树脂选自饱和聚酯树
脂或不饱和聚酯树脂中的一种或多种混合物。
所述的含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其中，所述颜料包括色素炭黑、导电炭
黑或炭黑中的一种或多种混合物。
所述的含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其中，所述石墨烯为本征态石墨烯、氧
化石墨烯或改型的功能化石墨烯中的一种或多种混合物。
所述的含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其中，所述改型的功能化石墨烯包括
表面含有羟基、巯基、羧基、羰基、氨基基团的石墨烯。
所述的含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其中，所述填充剂为沉淀硫酸钡、轻质
碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、膨润土、沉淀二氧化硅、硅微粉和云母粉中的一种或
多种混合物。
一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料的制备方法，其中，包括以下步骤：
s1、用电子天平按配比秤取原料中各组份的质量，经200-270秒高速混合搅拌至破碎；
s2、高温加热至融化，冷却、压片、破碎，放入磨粉机中高速磨成粉末；
s3、经旋风分离器过筛、分级，制得成品。
所述的含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2
中加热温度控制在90℃-110℃之间。
有益效果：本发明基于石墨烯和聚酯树脂制得价格低廉的高耐盐雾粉末涂料，其
耐海洋环境耐候性较传统环氧树脂型防腐粉末涂料有显著提高，兼顾了海洋耐候性、防腐
性能、环境友好性和高性价比，对沿海地区的金属防腐涂料的技术升级具有较大的推动作
用。
具体实施方式
本发明提供一种烟酸锌的合成方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清
楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解
释本发明，并不用于限定本发明。
一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其原料组成，按质量分数计，包括以下组
份：
聚酯树脂 60-80份；
异氰脲酸三缩水甘油酯 4-6份；
石墨烯 0.5-3份；
流平剂 0.3-0.6份；
消光剂 3.5-5份；
催化剂 0.1-0.3份；
颜料 1.2-1.7份；
钛白粉 5-10份；
填充剂 0-20份。
上述组份中，添加的异氰脲酸三缩水甘油酯具有极高的化学稳定性，使具粉末涂
料有优良的耐热性、耐候性、耐光性及耐腐蚀性，提高了粉末涂料的应用性能。
在本实施例中，聚酯树脂选自饱和聚酯树脂或不饱和聚酯树脂中的一种或多种混
合物。传统粉末涂料以环氧树脂和聚酯树脂为主要成分，其中环氧树脂的耐候性不足，导致
涂膜的整体耐候性差，本发明采用纯聚酯，即聚酯树脂为粉末涂料的主体树脂，涂料的耐候
性明显提高。
进一步的，颜料还包括色素炭黑、导电炭黑或炭黑中的一种或多种混合物。在采用
纯聚酯为粉末涂料的主体树脂的基础上，优选地，本发明还在粉末涂料中添加具有快速导
电性能的色素炭黑，以填充涂料孔洞和缺陷，色素炭黑在涂料中层层叠加形成致密的物理
隔绝层，且色素炭黑对水的浸润性很差，阻止和延缓空气水分中的小分子腐蚀介质浸入树
脂涂层，同时抑制电化学腐蚀作用，使涂层具有极强的抗盐雾性能。
实际应用中，石墨烯为本征态石墨烯、氧化石墨烯或改型的功能化石墨烯中的一
种或多种混合物。
实际应用中，根据不同的需求，改型的功能化石墨烯选用表面含有羟基、巯基、羧
基、羰基、氨基基团的石墨烯。
再进一步的，填充剂为沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、膨
润土、沉淀二氧化硅、硅微粉和云母粉中的一种或多种混合物。
一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料的制备方法，其中，包括以下步骤：
首先，用电子天平按配比秤取原料中各组份的质量，混合均匀，经200-270秒高速混合
搅拌至破碎；
然后，在90℃-110℃的高温下加热至融化，冷却、压片、破碎，放入磨粉机中高速磨成粉
末；
最后，经旋风分离器过筛、分级，制得成品。
以下通过具体的实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其原料组成，按质量分数计，包括以下组份：
聚酯树脂60份 ，异氰脲酸三缩水甘油酯4份，石墨烯2.5份，流平剂0.3份，消光剂4.5份，催
化剂0.1份，色素炭黑1.2份，钛白粉9.9份，填充剂17.5份。
其制备方法包括以下步骤：
首先，用电子天平按配比秤取原料中各组份的质量，混合均匀，经200-270秒高速混合
搅拌至破碎；
然后，在90℃-110℃的高温下加热至融化，冷却、压片、破碎，放入磨粉机中高速磨成粉
末；
最后，经旋风分离器过筛、分级，制得成品。
本实施例为最优选实施例。
实施例2
本实施例与实施例1的制备方法基本相同，达到的技术效果也基本相同，不同的是，本
实施例提供的一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其原料组成，按质量分数计，包括以
下组份：聚酯树脂80份 ，异氰脲酸三缩水甘油酯6份，石墨烯0.5份，流平剂0.3份，消光剂
3.5份，催化剂0.1份，色素炭黑1.2份，钛白粉5份，填充剂3.4份。
实施例3
本实施例与实施例1的制备方法基本相同，达到的技术效果也基本相同，不同的是，本
实施例提供的一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其原料组成，按质量分数计，包括以
下组份：聚酯树脂66份 ，异氰脲酸三缩水甘油酯5.1份，石墨烯3份，流平剂0.3份，消光剂5
份，催化剂0.1份，色素炭黑1.2份，钛白粉10份，填充剂9.3份。
实施例4
本实施例与实施例1的制备方法基本相同，达到的技术效果也基本相同，不同的是，本
实施例提供的一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其原料组成，按质量分数计，包括以
下组份：聚酯树脂70份 ，异氰脲酸三缩水甘油酯5份，石墨烯1.6份，流平剂0.2份，消光剂
4.5份，催化剂0.1份，色素炭黑1.2份，钛白粉7.4份，填充剂10份。
实施例5
本实施例与实施例1的制备方法基本相同，达到的技术效果也基本相同，不同的是，本
实施例提供的一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其原料组成，按质量分数计，包括以
下组份：聚酯树脂75份 ，异氰脲酸三缩水甘油酯5.7份，石墨烯1.8份，流平剂0.3份，消光剂
3.5份，催化剂0.1份，色素炭黑1.2份，钛白粉5份，填充剂7.4份。
实施例6
本实施例与实施例1的制备方法基本相同，达到的技术效果也基本相同，不同的是，本
实施例提供的一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其原料组成，按质量分数计，包括以
下组份：聚酯树脂70份 ，异氰脲酸三缩水甘油酯5份，石墨烯0.5份，流平剂0.2份，消光剂
4.5份，催化剂0.1份，色素炭黑1.2份，钛白粉8份，填充剂10.5份。
实施例7
本实施例与实施例1的制备方法基本相同，达到的技术效果也基本相同，不同的是，本
实施例提供的一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其原料组成，按质量分数计，包括以
下组份：聚酯树脂70份 ，异氰脲酸三缩水甘油酯5份，石墨烯3份，流平剂0.3份，消光剂3.5
份，催化剂0.1份，色素炭黑1.2份，钛白粉7.5份，填充剂9.4份。
对比实施例
一种含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料，其原料组成，按质量分数计，包括以下组份：
聚酯树脂70份 ，异氰脲酸三缩水甘油酯5份，流平剂0.2份，消光剂4.5份，催化剂0.1份，普
通颜料1.2份，钛白粉9份，填充剂10%。
其制备方法包括以下步骤：
首先，用电子天平按配比秤取原料中各组份的质量，混合均匀，经200-270秒高速混合
搅拌至破碎；
然后，在90℃-110℃的高温下加热至融化，冷却、压片、破碎，放入磨粉机中高速磨成粉
末；
最后，经旋风分离器过筛、分级，制得成品。
实施例1-8耐盐雾性能测试结果，如下表所示。
上表为实施例1-8制备的含石墨烯的耐海洋气候的粉末涂料的耐盐雾性能测试结
果，实施例8为未添加石墨烯和色素炭黑的聚酯粉末涂料耐盐雾性能测试结果，从表中数据
对比可见，实施例8的单向腐蚀程度远远超过实施例1-7的单向腐蚀程度，因而，本发明含石
墨烯的耐海洋气候的粉末涂料经过添加石墨烯和色素炭黑的合理配方设计，耐盐雾性能大
幅度提高，完全满足近海金属结构的耐候保护要求。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可
以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保
护范围。