一种高散热型水性石墨烯金属防锈底漆及其制作方法技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，尤其涉及一种高散热型水性石墨烯金属防锈底漆
及其制作方法。
背景技术
随着涂料工业和涂装向低污染化发展，水性涂料正在日益兴起。金属腐蚀导致的
损失十分严重，金属材料的防腐蚀涂料引起国内外关注。溶剂型防锈涂料，存在污染大气、
毒性和火灾危险等几个方面问题。因此研制水性防锈底漆受到重视。水性防锈漆是以水做
为分散介质，利用物理、化学等多重防锈机理，根据化学转化，络和反应等化学原理配制而
成，是传统防锈底漆的最佳换代产品。广泛应用于各种汽车、船舶、网架、机械制造、集装箱、
铁路、桥梁、锅炉、钢结构、石化设备等防腐保护，是溶剂型油漆不可比拟的。
丙烯酸酯乳液保色、保光，且具有良好的耐水性、耐候性、耐酸碱性和耐腐蚀性，故
而常被用作传统水性防锈底漆的成膜物体系。其作为成膜物使用时存在易迁移的缺点，使
涂膜的硬度、耐化学品性、耐醇耐碱性、抗粉化性等性能减弱，有必要对丙烯酸酯乳液进行
改性，同时传统的水性防锈底漆中的水分与钢铁表面接触后会造成闪锈，防腐性能急剧下
降，不利于金属表面的防腐防锈保护。
《水性石墨烯防锈底漆的研制》一文以苯乙烯改性丙烯酸酯乳液作为成膜物，创造
性的添加石墨烯等研制了一种环境友好型水性石墨烯防锈底漆。通过一系列试验研制的水
性石墨烯防锈底漆各项性能指标完全达到甚至超过普通防腐涂料的技术指标，同时符合环
保要求，且生产和施工工艺简单，使用方便，性价比高，具有广阔的市场应用前景。然而文中
制备的水性防锈底漆存在附着力不佳、耐磨性低、功能较为单一且过多使用苯乙烯不节能
环保等缺陷，需要对现有工艺和配方加以改性。
聚苯乙烯泡沫塑料的化学性质比较稳定，具有隔热、隔音、防震、防水、耐酸碱、抗
腐蚀、耐老化等特性，兼具质轻美观等优点，是世界上应用最广泛的塑料之一，并且多为一
次性使用，用后即成为废品，在自然界中不易老化腐烂，难于自然降解和被微生物降解，不
为自然环境所亲和，而且废聚苯乙烯泡沫塑料本身带有各种有毒化学物质，有必要将其改
性后替代苯乙烯对丙烯酸酯乳液进行改性后添加到原料中，再配伍其他有效助剂从而制备
出符合环保要求的新型的水性防腐底漆。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高散热型水性石墨烯金属防
锈底漆及其制作方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高散热型水性石墨烯金属防锈底漆，由下列重量份的原料制成：丙烯酸酯乳液38-
40、废聚苯乙烯泡沫7.6-8.2、石墨烯4.3-4.7、醋酸铜溶液9-10、氯化石蜡1-3、硼纤维4-6、
甘露醇2-3、板栗壳14-16、天然石膏8-10、苯基三乙氧基硅烷1.6-1.9、颜料18-20、去离子水
适量。
所述的一种高散热型水性石墨烯金属防锈底漆的制作方法，包括以下步骤：
（1）将板栗壳烘干研磨过120-140目筛，加入醋酸铜溶液、天然石膏放入高混机中高速
搅拌10-15分钟，于660-760℃下高温处理20-30分钟，冷却至室温加入硼纤维、氯化石蜡超
声研磨40-50分钟，得改性混合粉体；
（2）将甘露醇和总重量1-2倍的去离子水搅拌混匀，加入苯基三乙氧基硅烷超声分散
15-20分钟，加入石墨烯搅拌混匀并于85-95℃的水浴中静置8-10小时，投入到混合机中，以
10000r/min的转速高速搅拌30秒抽滤洗涤至中性并烘干得改性石墨烯；
（3）将废聚苯乙烯泡沫洗净、晾干、粉碎，加入到总重量1.5-2倍的混合溶剂中，边加边
搅拌，使其完全溶解，加入丙烯酸酯乳液搅拌混匀，放入55-65℃水浴中快速搅拌20-30分钟
得改性丙烯酸酯乳液；
（4）将步骤（1）、（2）物料加入到去离子水中，搅拌10-15分钟，边加边搅拌下缓慢加入颜
料高速搅拌分散30-60分钟，并球磨至粒径为60um以下，加入步骤（3）所得改性丙烯酸酯乳
液继续分散均匀，于0.1MPa真空下脱气1-2小时，过滤出料。
所述的混合溶剂是将乙酸乙酯、d-柠檬烯、甲苯按质量比为2∶1∶1配制。
本发明的优点是：本发明选用了废聚苯乙烯泡沫改性丙烯酸酯乳液作为成膜物，
不仅有效解决了废聚苯乙烯泡沫堆积带来的环境污染问题，降低成本还使丙烯酸酯乳液经
改性后，引入苯乙烯链段，克服了常规乳化剂易迁移的缺点，使涂膜的硬度、耐化学品性、耐
水性、抗粉化性等性能得到提高；本发明还创新性地加入适量的石墨烯并对其进行改性，提
高了石墨烯比表面积，使其在涂料中实现层层叠加效应，在金属表面形成了致密的网状涂
层结构，有效隔绝了腐蚀介质的扩散渗透，加之石墨烯的化学惰性，有效提高了涂层的防腐
防锈性能；同时配伍改性混合粉体等助剂制得的防锈底漆成膜流平好、涂膜光洁度好、散热
快附着力强，综合性能优秀。
具体实施方式
一种高散热型水性石墨烯金属防锈底漆，由下列重量份的原料制成：丙烯酸酯乳
液38、废聚苯乙烯泡沫7.6、石墨烯4.3、醋酸铜溶液9、氯化石蜡1、硼纤维4、甘露醇2、板栗壳
14、天然石膏8、苯基三乙氧基硅烷1.6、颜料18、去离子水适量。
所述的一种高散热型水性石墨烯金属防锈底漆的制作方法，包括以下步骤：
（1）将板栗壳烘干研磨过120-140目筛，加入醋酸铜溶液、天然石膏放入高混机中高速
搅拌10-15分钟，于660-760℃下高温处理20-30分钟，冷却至室温加入硼纤维、氯化石蜡超
声研磨40-50分钟，得改性混合粉体；
（2）将甘露醇和总重量1-2倍的去离子水搅拌混匀，加入苯基三乙氧基硅烷超声分散
15-20分钟，加入石墨烯搅拌混匀并于85-95℃的水浴中静置8-10小时，投入到混合机中，以
10000r/min的转速高速搅拌30秒抽滤洗涤至中性并烘干得改性石墨烯；
（3）将废聚苯乙烯泡沫洗净、晾干、粉碎，加入到总重量1.5-2倍的混合溶剂中，边加边
搅拌，使其完全溶解，加入丙烯酸酯乳液搅拌混匀，放入55-65℃水浴中快速搅拌20-30分钟
得改性丙烯酸酯乳液；
（4）将步骤（1）、（2）物料加入到去离子水中，搅拌10-15分钟，边加边搅拌下缓慢加入颜
料高速搅拌分散30-60分钟，并球磨至粒径为60um以下，加入步骤（3）所得改性丙烯酸酯乳
液继续分散均匀，于0.1MPa真空下脱气1-2小时，过滤出料。
所述的混合溶剂是将乙酸乙酯、d-柠檬烯、甲苯按质量比为2∶1∶1配制。
依据本发明制得的水性石墨烯金属防锈底漆具有如下技术指标：
（1）耐盐水性（3%NaCl）：243h，不起泡、不脱落；
（2）耐盐雾性/h：170；
（3）附着力/级：1；
（4）硬度：H。