CN107815218B - 一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法 - Google Patents

一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107815218B
CN107815218B CN201711120507.0A CN201711120507A CN107815218B CN 107815218 B CN107815218 B CN 107815218B CN 201711120507 A CN201711120507 A CN 201711120507A CN 107815218 B CN107815218 B CN 107815218B
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
coating
porous resin
composite material
dispersity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201711120507.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107815218A (zh
Inventor
葛昱含
钟晓东
陈庆
昝航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Haotu Environmental Protection Technology Co Ltd
Original Assignee
天津昊图环保科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 天津昊图环保科技有限公司 filed Critical 天津昊图环保科技有限公司
Priority to CN201711120507.0A priority Critical patent/CN107815218B/zh
Publication of CN107815218A publication Critical patent/CN107815218A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107815218B publication Critical patent/CN107815218B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/387—Borates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明提供一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法。将氧化石墨烯与多孔树脂载体交联结合后，添加到密闭设备中与树脂涂料混合，向涂料内部充入超临界二氧化碳气体使体系内部形成均质的气液分散层，同时通过电磁振动推动涂料内部的石墨烯均匀分散后即得所述高分散性石墨烯防腐涂料。解决了石墨烯分散差的技术问题，最终赋予涂料良好的防腐效果。

Description

一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法。
背景技术
金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属 构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命。金属的腐蚀现象非常普遍，其中用量最大的金属—铁制品的腐蚀最为常见。造成金属材料的腐蚀因素有很多，其中包括，空气或液体中的盐度、温度、pH值及微生物腐蚀。常规的防腐措施是，在金属的表面涂抹一层防腐涂料，以将金属与空气隔离，达到防腐的效果。
防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。防腐涂料一直是涂料的重要分支之一，在工业生产中应用十分广泛。在国民经济生产中，大量金属制品的使用使得设备防腐的要求很高，防腐涂料的市场需求呈现持续上升态势。
石墨烯是纳米材料中厚度最小、强度最大的种类。由于吸光率很低，只有2.3%，所以外观几乎是完全透明的。石墨烯物理性能优异，导热性能比碳纳米管和金刚石还高，室温环境下其电子迁移率超过纳米碳管或硅晶体。石墨烯是当前世界上已知材料中导电性最好的材料，电阻率低于铜或银。石墨烯兼具比表面积大、导电性好、化学稳定性强、力学性能和导热性能优异等优点，一经问世，就受到世界各国的广泛关注。石墨烯应用范围十分广阔，涂料是目前石墨烯众多应用领域中的一个重要组成部分。石墨烯本身具有憎水憎油性，其片层结构具有“迷宫”效应，具有优异的防腐阻隔性能，可阻碍水、腐蚀性离子等向金属基材的渗透，延缓金属基材的腐蚀速度，进而对底材起到防腐的作用，石墨烯优异的导电性能使其能迅速地将阳极反应中金属失去的电子传导到涂料表面，从而阻止金属氧化生成沉淀而发生腐蚀。石墨烯的共轭结构导致其与水、有机溶剂以及聚 合物的相容性较差，因而增加了其在涂料领域中的应 用难度。为解决该问题，可在制备石墨烯的过程中先 将 GO 功能化改性，再按需要进行还原。石墨烯与各种涂料树脂通过物理共混、原位聚合和溶胶-凝胶技术等法复合；或用偶联剂修饰，或采用原位聚合等工艺。这些工艺在改性水性涂料中均证实可行，且性能改进有一定效果。即便如此，石墨烯在防腐涂料中应用存在难以分散的缺陷，会产生自身团聚，破坏其分散的均匀性、致密性，导致制得涂料防腐效果差，阻隔性能不理想，防腐性能反而下降。
当前，针对石墨烯在涂料中的的分散问题开展一系列研究工作，取得了一些成果，但是石墨烯分散性改进以及在涂料中的添加量仍然有限，达不到改性防腐涂料的要求，石墨烯在高掺入量时候的分散问题是在防腐涂料中发挥石墨烯性能的关键技术之一。
发明内容
基于石墨烯在防腐涂料领域的重要意义和石墨烯在防腐涂料中应用存在难以分散的缺陷的矛盾，以及目前技术中为了改善其在树脂涂料内的分散效果，通过化学接枝、化学组装、物理包覆手段处理石墨烯改性分散性，有一定的效果，但给实际生产带来一系列难度，本发明提出一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，在不产生任何污染的情况下，通过简单可行的方法实现石墨烯在防腐涂料中的分散，大幅提升防腐涂料的性能。
为解决上述问题，本发明提出一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，采用以下技术方案：
一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，包括如下工艺步骤：
（1）石墨烯羧基化处理
将氧化石墨分散于水中，超声分散10~30min，成均匀的悬浮溶液，加入NaOH 和氯乙酸钠，水浴超声1~2h，,再用稀HCl溶液中和，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为竣基；用去离子水洗至中性，50~80℃真空干燥，得到羧基化石墨烯（CO-GOOH)；所述氧化石墨、H2O、NaOH、氯乙酸钠的加入重量比例为：1:1000:40~50:45~60。
（2）羧基化石墨烯改性
将步骤（1）制备的羧基化石墨烯溶于H2O中，并加入油浴反应釜中，再加入改性试剂，在60~90℃反应30~90min，最后用去离子水洗涤，50~80℃真空干燥，得到改性后的氧化石墨烯；所述羧基化石墨烯、改性试剂按质量比1:0.05~0.2；
（3）多孔树脂复合材料制备
将步骤（1）制备的改性氧化石墨烯与多孔树脂以质量比1:5-20混合，通过均质搅拌和交联剂辅助，使改性氧化石墨烯牢固负载于多孔树脂，得到多孔树脂复合材料；
（4）高分散性石墨烯防腐涂料的制备
将步骤（3）得到的多孔树脂复合材料加入树脂涂料中，装入高压罐搅拌混合30~120min后，再通入超临界二氧化碳，使涂料体系内部形成均质的气液分散层，同时通过电磁振动推动涂料内部的多孔树脂复合材料均匀分散，从而达到间接分散石墨烯，得到高分散性石墨烯防腐涂料。
所述改性试剂分子式中至少包含一个氨基，选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中至少一种。
所述交联剂为硼砂、过氧化二异丙苯中的一种。交联剂使用量为多孔树脂质量的1-3%。
所述多孔树脂复合材料加入树脂涂料中，优选的将多孔树脂复合材料加入常规的油性涂料、水性涂料得到防腐功效的涂料，多孔树脂复合材料加入量为常规涂料质量的5-10%。
所述多孔树脂为N-乙烯基吡咯烷酮树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂中至少一种。
所述超临界二氧化碳，温度和压强分别为32~38℃和7.4~9.4MPa，对树脂具有很强的溶胀和扩散能力。
将氧化石墨烯与多孔树脂载体交联结合后，添加到密闭设备中与树脂涂料混合，向涂料内部充入超临界二氧化碳气体使体系内部形成均质的气液分散层，同时通过电磁振动推动涂料内部的微球载体以及内部的石墨烯均匀分散后即得所述高分散性石墨烯防腐涂料。
本发明高分散性石墨烯防腐涂料的制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、首次利用超临界二氧化碳高扩散系数和高溶解能力处理石墨烯涂料，使得涂料体系内部形成均质的气液分散层利于树脂载体的分散，进一步电磁振动使石墨烯均匀分散至涂料内部，间接解决了石墨烯分散差的技术问题，最终赋予涂料良好的防腐效果。
2、本发明以多孔树脂为基体，并对氧化石墨烯进行表面活性修饰，充分利用多孔交联树脂的丰富孔系结构及大比表面积对氧化石墨烯或改性氧化石墨烯进行固定，获得结构稳定、混合均匀的多孔树脂复合材料。
3、本发明制备的涂料中，氧化石墨烯分散成细小的片层，分散更均匀，对提高涂料的抗酸碱、盐雾腐蚀性、力学性能，热性能更有利，相对于涂料中石墨烯通用分散方法，本发明方法分散效果更好。
4、本发明提出一种石墨烯防腐涂料，其制备过程步骤简洁，零排放，避免了污染环境，具有显著的市场应用价值。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，包括如下工艺步骤：
（1）石墨烯羧基化处理
将氧化石墨分散于水中，超声分散30min，成均匀的悬浮溶液，加入NaOH 和氯乙酸钠，水浴超声2h，,再用稀HCl溶液中和，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为竣基；用去离子水洗至中性，50~80℃真空干燥，得到羧基化石墨烯（CO-GOOH)；所述氧化石墨、H2O、NaOH、氯乙酸钠的加入重量比例为：1:1000:50:60。
（2）羧基化石墨烯改性
将步骤（1）制备的羧基化石墨烯溶于H2O中，并加入油浴反应釜中，再加入改性试剂乙二胺，在90℃反应90min，最后用去离子水洗涤，50~80℃真空干燥，得到改性后的氧化石墨烯；所述羧基化石墨烯、改性试剂按质量比1:0.2；
（3）多孔树脂复合材料制备
将步骤（1）制备的改性氧化石墨烯与多孔树脂N-乙烯基吡咯烷酮树脂以质量比1:5混合，通过均质搅拌和交联剂硼砂辅助，使改性氧化石墨烯牢固负载于多孔树脂，得到多孔树脂复合材料；交联剂使用量为多孔树脂质量的3%
（4）高分散性石墨烯防腐涂料的制备
将步骤（3）得到的多孔树脂复合材料加入环氧树脂涂料中，多孔树脂复合材料加入量为环氧树脂涂料的质量的10%，装入高压罐搅拌混合120min后，再通入超临界二氧化碳，温度和压强分别为32~38℃和7.4MPa，对树脂具有很强的溶胀和扩散能力，使涂料体系内部形成均质的气液分散层，同时通过电磁振动推动涂料内部的多孔树脂复合材料均匀分散，从而达到间接分散石墨烯，得到高分散性石墨烯防腐涂料。
本实施例制备的一种高分散石墨烯防腐涂料的性能如表1所示。
实施例2
一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，包括如下工艺步骤：
（1）石墨烯羧基化处理
将氧化石墨分散于水中，超声分散30min，成均匀的悬浮溶液，加入NaOH 和氯乙酸钠，水浴超声2h，,再用稀HCl溶液中和，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为竣基；用去离子水洗至中性，50~80℃真空干燥，得到羧基化石墨烯（CO-GOOH)；所述氧化石墨、H2O、NaOH、氯乙酸钠的加入重量比例为：1:1000:50:60。
（2）羧基化石墨烯改性
将步骤（1）制备的羧基化石墨烯溶于H2O中，并加入油浴反应釜中，再加入改性试剂乙二胺，在90℃反应90min，最后用去离子水洗涤，50~80℃真空干燥，得到改性后的氧化石墨烯；所述羧基化石墨烯、改性试剂按质量比1:0.2；
（3）多孔树脂复合材料制备
将步骤（1）制备的改性氧化石墨烯与多孔树脂聚苯乙烯树脂以质量比1:10混合，通过均质搅拌和交联剂过氧化二异丙苯辅助，使改性氧化石墨烯牢固负载于多孔树脂，得到多孔树脂复合材料；交联剂使用量为多孔树脂质量的3%
（4）高分散性石墨烯防腐涂料的制备
将步骤（3）得到的多孔树脂复合材料加入环氧树脂涂料中，多孔树脂复合材料加入量为环氧树脂涂料的质量的10%，装入高压罐搅拌混合120min后，再通入超临界二氧化碳，温度和压强分别为32~38℃和8MPa，对树脂具有很强的溶胀和扩散能力，使涂料体系内部形成均质的气液分散层，同时通过电磁振动推动涂料内部的多孔树脂复合材料均匀分散，从而达到间接分散石墨烯，得到高分散性石墨烯防腐涂料。
本实施例制备的一种高分散石墨烯防腐涂料的性能如表1所示。
实施例3
一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，包括如下工艺步骤：
（1）石墨烯羧基化处理
将氧化石墨分散于水中，超声分散30min，成均匀的悬浮溶液，加入NaOH 和氯乙酸钠，水浴超声2h，,再用稀HCl溶液中和，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为竣基；用去离子水洗至中性，50~80℃真空干燥，得到羧基化石墨烯（CO-GOOH)；所述氧化石墨、H2O、NaOH、氯乙酸钠的加入重量比例为：1:1000:40:45。
（2）羧基化石墨烯改性
将步骤（1）制备的羧基化石墨烯溶于H2O中，并加入油浴反应釜中，再加入改性试剂四乙烯五胺，在60~90℃反应90min，最后用去离子水洗涤，50~80℃真空干燥，得到改性后的氧化石墨烯；所述羧基化石墨烯、改性试剂按质量比1:0.1；
（3）多孔树脂复合材料制备
将步骤（1）制备的改性氧化石墨烯与多孔树脂聚丙烯酸甲酯树脂以质量比1:20混合，通过均质搅拌和交联剂硼砂辅助，使改性氧化石墨烯牢固负载于多孔树脂，得到多孔树脂复合材料；交联剂使用量为多孔树脂质量的2%
（4）高分散性石墨烯防腐涂料的制备
将步骤（3）得到的多孔树脂复合材料加入水性聚氨酯涂料中，加入量为聚氨酯涂料质量的5%，装入高压罐搅拌混合60min后，再通入超临界二氧化碳，温度和压强分别为32~38℃和9.4MPa，对树脂具有很强的溶胀和扩散能力，使涂料体系内部形成均质的气液分散层，同时通过电磁振动推动涂料内部的多孔树脂复合材料均匀分散，从而达到间接分散石墨烯，得到高分散性石墨烯防腐涂料。
本实施例制备的一种高分散石墨烯防腐涂料的性能如表1所示。
实施例4
一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，包括如下工艺步骤：
（1）石墨烯羧基化处理
将氧化石墨分散于水中，超声分散30min，成均匀的悬浮溶液，加入NaOH 和氯乙酸钠，水浴超声2h，,再用稀HCl溶液中和，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为竣基；用去离子水洗至中性，50~80℃真空干燥，得到羧基化石墨烯（CO-GOOH)；所述氧化石墨、H2O、NaOH、氯乙酸钠的加入重量比例为：1:1000:40:45。
（2）羧基化石墨烯改性
将步骤（1）制备的羧基化石墨烯溶于H2O中，并加入油浴反应釜中，再加入改性试剂四乙烯五胺，在60~90℃反应90min，最后用去离子水洗涤，50~80℃真空干燥，得到改性后的氧化石墨烯；所述羧基化石墨烯、改性试剂按质量比1:0.1；
（3）多孔树脂复合材料制备
将步骤（1）制备的改性氧化石墨烯与多孔树脂聚丙烯酸甲酯树脂以质量比1:20混合，通过均质搅拌和交联剂硼砂辅助，使改性氧化石墨烯牢固负载于多孔树脂，得到多孔树脂复合材料；交联剂使用量为多孔树脂质量的2%
（4）高分散性石墨烯防腐涂料的制备
将步骤（3）得到的多孔树脂复合材料加入水性聚氨酯涂料中，加入量为聚氨酯涂料质量的10%，装入高压罐搅拌混合60min后，再通入超临界二氧化碳，温度和压强分别为32~38℃和9.4MPa，对树脂具有很强的溶胀和扩散能力，使涂料体系内部形成均质的气液分散层，同时通过电磁振动推动涂料内部的多孔树脂复合材料均匀分散，从而达到间接分散石墨烯，得到高分散性石墨烯防腐涂料。
本实施例制备的一种高分散石墨烯防腐涂料的性能如表1所示。
对比例1
一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，包括如下工艺步骤：
（1）石墨烯羧基化处理
将氧化石墨分散于水中，超声分散30min，成均匀的悬浮溶液，加入NaOH 和氯乙酸钠，水浴超声2h，,再用稀HCl溶液中和，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为竣基；用去离子水洗至中性，50~80℃真空干燥，得到羧基化石墨烯（CO-GOOH)；所述氧化石墨、H2O、NaOH、氯乙酸钠的加入重量比例为：1:1000:40:45。
（2）羧基化石墨烯改性
将步骤（1）制备的羧基化石墨烯溶于H2O中，并加入油浴反应釜中，再加入改性试剂四乙烯五胺，在60~90℃反应90min，最后用去离子水洗涤，50~80℃真空干燥，得到改性后的氧化石墨烯；所述羧基化石墨烯、改性试剂按质量比1:0.1；
（3）多孔树脂复合材料制备
将步骤（1）制备的改性氧化石墨烯与多孔树脂聚丙烯酸甲酯树脂以质量比1:20混合，通过均质搅拌和交联剂硼砂辅助，使改性氧化石墨烯牢固负载于多孔树脂，得到多孔树脂复合材料；交联剂使用量为多孔树脂质量的2%
（4）高分散性石墨烯防腐涂料的制备
将步骤（3）得到的多孔树脂复合材料加入水性聚氨酯涂料中，加入量为聚氨酯涂料质量的10%，均匀分散，得到高分散性石墨烯防腐涂料。
对比例2
一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，包括如下工艺步骤：
（1）石墨烯羧基化处理
将氧化石墨分散于水中，超声分散30min，成均匀的悬浮溶液，加入NaOH 和氯乙酸钠，水浴超声2h，,再用稀HCl溶液中和，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为竣基；用去离子水洗至中性，50~80℃真空干燥，得到羧基化石墨烯（CO-GOOH)；所述氧化石墨、H2O、NaOH、氯乙酸钠的加入重量比例为：1:1000:40:45。
（2）羧基化石墨烯改性
将步骤（1）制备的羧基化石墨烯溶于H2O中，并加入油浴反应釜中，再加入改性试剂四乙烯五胺，在60~90℃反应90min，最后用去离子水洗涤，50~80℃真空干燥，得到改性后的氧化石墨烯；所述羧基化石墨烯、改性试剂按质量比1:0.1；
（3）高分散性石墨烯防腐涂料的制备
将步骤（1）制备的改性氧化石墨烯加入水性聚氨酯涂料中，加入量为聚氨酯涂料质量的10%，装入高压罐搅拌混合60min后，再通入超临界二氧化碳，温度和压强分别为32~38℃和9.4MPa，对树脂具有很强的溶胀和扩散能力，使涂料体系内部形成均质的气液分散层，同时通过电磁振动推动涂料内部的多孔树脂复合材料均匀分散，从而达到间接分散石墨烯，得到高分散性石墨烯防腐涂料。
将实施例1-4、对比例-2得到的防腐涂料进行应用对比：
使用的步骤如下：
1、基底预处理：用砂纸将待涂覆基底不锈钢表面打磨粗糙，之后用汽油或丙酮清洗待涂 覆基底表面并晾干；
2、涂覆：向基底表面用喷枪喷涂石墨烯防腐涂料，涂覆厚度为 0.5mm；
3、固化：将涂覆的石墨烯防腐涂料在常温环境下固化7天即可。
浸泡在高浓度盐、酸液中30min，自然磷淋干，放置于自然空气中进行观测，如表1所示。
表1：
Figure DEST_PATH_IMAGE001

Claims (2)

1.一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，包括如下工艺步骤：
（1）石墨烯羧基化处理
将氧化石墨分散于水中，超声分散10~30min，成均匀的悬浮溶液，加入NaOH 和氯乙酸钠，水浴超声1~2h，再用稀HCl溶液中和，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为羧基；用去离子水洗至中性，50~80℃真空干燥，得到羧基化石墨烯；所述氧化石墨、H2O、NaOH、氯乙酸钠的加入重量比例为：1:1000:40~50:45~60；
（2）羧基化石墨烯改性
将步骤（1）制备的羧基化石墨烯溶于H2O中，并加入油浴反应釜中，再加入改性试剂，在60~90℃反应30~90min，最后用去离子水洗涤，50~80℃真空干燥，得到改性后的氧化石墨烯；所述羧基化石墨烯、改性试剂按质量比1:0.05~0.2；所述改性试剂分子式中至少包含一个氨基，选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中至少一种；
（3）多孔树脂复合材料制备
将步骤（2）制备的改性氧化石墨烯与多孔树脂以质量比1:5-20混合，通过均质搅拌和交联剂辅助，使改性氧化石墨烯牢固负载于多孔树脂，得到多孔树脂复合材料；
（4）高分散性石墨烯防腐涂料的制备
将步骤（3）得到的多孔树脂复合材料加入树脂涂料中，装入高压罐搅拌混合30~120min后，再通入超临界二氧化碳，使涂料体系内部形成均质的气液分散层，同时通过电磁振动推动涂料内部的多孔树脂复合材料均匀分散，从而达到间接分散石墨烯，得到高分散性石墨烯防腐涂料；所述超临界二氧化碳，温度和压强分别为32~38℃和7.4~9.4MPa；所述多孔树脂复合材料加入树脂涂料中，将多孔树脂复合材料加入常规的油性涂料、水性涂料得到防腐功效的涂料，多孔树脂复合材料加入量为常规涂料质量的5-10%；所述多孔树脂为N-乙烯基吡咯烷酮树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂中至少一种。
2.根据权利要求1所述一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法，其特征在于：所述交联剂为硼砂、过氧化二异丙苯中的一种；交联剂使用量为多孔树脂质量的1-3%。
CN201711120507.0A 2017-11-14 2017-11-14 一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法 Expired - Fee Related CN107815218B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711120507.0A CN107815218B (zh) 2017-11-14 2017-11-14 一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711120507.0A CN107815218B (zh) 2017-11-14 2017-11-14 一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107815218A CN107815218A (zh) 2018-03-20
CN107815218B true CN107815218B (zh) 2020-07-28

Family

ID=61609173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711120507.0A Expired - Fee Related CN107815218B (zh) 2017-11-14 2017-11-14 一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107815218B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109233718A (zh) * 2018-10-10 2019-01-18 安徽科纳家居饰材有限公司 一种环氧树脂导电胶的制备方法
CN113502112A (zh) * 2021-08-05 2021-10-15 邢庆雷 一种烯锌硅铝防腐涂料及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105131791A (zh) * 2015-09-30 2015-12-09 华东理工大学 一种复合石墨烯的防腐涂料的制备方法
CN106047077B (zh) * 2016-07-20 2018-03-06 太原理工大学 碳纳米材料复合导电云母/环氧基导静电防腐涂层材料及制备方法
CN106519901A (zh) * 2016-11-11 2017-03-22 安徽易能新材料科技有限公司 一种改性石墨烯及含有该改性石墨烯的涂料
CN106799215B (zh) * 2017-02-06 2019-10-15 中南大学 一种多孔球形交联树脂-氧化石墨烯复合吸附材料及其制备与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107815218A (zh) 2018-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xia et al. Co-modification of polydopamine and KH560 on g-C3N4 nanosheets for enhancing the corrosion protection property of waterborne epoxy coating
JP2020533424A (ja) グラフェンナノコンテナベースの塗料、自己修復コーティング層及びその製造方法並びに応用
CN110117443B (zh) 一种常温固化超疏水电活性抗点蚀涂层及其制备方法
CN110054965B (zh) 改性氧化石墨烯共固化水性环氧树脂涂料及其制备方法
CN113292902B (zh) 改性氧化石墨烯防腐涂料及其制备方法
CN114316732B (zh) 一种以植酸为基的功能化六方氮化硼环氧复合防腐蚀涂层材料
CN112375459B (zh) 一种高耐蚀、强附着力的石墨烯/水性环氧富锌涂料及其制备方法
CN107815218B (zh) 一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法
CN112662270A (zh) 一种改性氧化石墨烯环氧复合防腐涂料的制备方法
CN112111188A (zh) 一种超疏水表面复合膜的制备及其在金属腐蚀防护中的应用
CN108559361B (zh) 一种改性石墨烯水性环氧复合涂料的制备方法及应用
CN111876005A (zh) 一种防腐蚀光伏电缆涂层及其制备方法
CN106496553A (zh) 具有电化学防腐作用的碳纳米管/聚苯胺复合材料、制备方法及应用
CN113337210A (zh) 一种负载缓蚀剂的pH响应型二氧化硅纳米容器复合硅烷膜及其制备和应用
CN112029314A (zh) 一种纳米填料及其制备方法与应用
CN114806347B (zh) 一种防腐涂料及其制备方法
CN112876925B (zh) 一种耐低温抗拉伸防腐涂料的制备方法
CN105386027A (zh) 一种镁合金表面化学转化膜的制备工艺
CN113913043A (zh) 一种无溶剂环氧石油钢管防腐漆
CN113372601A (zh) 一种耐腐蚀pi推力垫及其制备方法
CN114602995B (zh) 一种耐高压耐腐蚀不锈钢棒及其加工工艺
CN113248960B (zh) 一种具有多重自修复防腐功能的纳米容器填料及其应用
CN112831208B (zh) GO-CNTs协同增强的疏水性聚氨酯防腐涂层
CN114959817B (zh) 一种管线钢表面超疏水Ni-CeO2层的制备方法及其应用
CN115612371B (zh) 一种海水淡化用铜基合金管及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Ge Yuhan

Inventor after: Zhong Xiaodong

Inventor after: Chen Qing

Inventor after: Zan Hang

Inventor before: Chen Qing

Inventor before: Zan Hang

CB03 Change of inventor or designer information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200702

Address after: Room 102, door 7, No. 95, 4th Street, economic and Technological Development Zone, Binhai New Area, Tianjin

Applicant after: Tianjin HaoTu Environmental Protection Technology Co., Ltd

Address before: Qingyang District of Chengdu City, Sichuan province 610091 Dragon Industrial Port East Road 4

Applicant before: CHENGDU NEW KELI CHEMICAL SCIENCE Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200728

Termination date: 20201114

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee