CN109750285A - 一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及到一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂。一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，包括如下组分：天然植酸、钼酸钠、硝酸钠、氧化锌、酒石酸、柠檬酸、烷基磺酸盐、石墨烯、水。本发明制备的基于石墨烯复合的金属表面处理剂通过上述原料复配，发挥协同作用，增强金属的机械性能的同时还使得漆膜附着力大大提高，且还能可有效减少金属表面的结垢与腐蚀，降低生产成本；此外，本发明产品处理效果良好，性能稳定，防锈效果好，处理成本低，无毒性，且处理后金属耐盐雾性能优异，特别适用于海洋防腐。
Description
技术领域
本发明属于金属表面处理技术领域，更具体地，本发明涉及一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂。
背景技术
通常在对金属(金属材料、金属结构物)实施涂装时，从确保耐蚀性和涂膜的紧密附着性的观点考虑，会对金属表面实施以化学方式形成化学转化皮膜的表面处理。
传统处理方法是以铬酸盐进行钝化处理，或者用磷化液进行磷化处理。铬酸盐是毒性极强的致癌物质，而且极难分解处理，在生产、废水排放、废渣处理、产品使用各个环节都对环境和人体产生强烈而致命的健康危害。磷化液存在磷污染的问题，也通常存在诸如镍等重金属污染的问题。随着各国环保标准的持续提高，继续使用含铬或磷化的生产工艺将受到严格管制，污水处理的成本也非常昂贵。
目前研究较多的无机盐如钼酸盐、硅酸盐、稀土盐、锆钛盐等，有机类如硅烷、硅溶胶、植酸、单宁酸等。其中很多技术虽然在某些条件下能替代铬钝化或磷化处理，然而存在着诸如耐蚀性差、处理时间长、稳定性差、成本过高等问题。但是，现有技术在某些要求较高的领域仍然存在耐蚀性、涂装附着力不足等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，包括如下组分：天然植酸、钼酸钠、硝酸钠、氧化锌、酒石酸、柠檬酸、烷基磺酸盐、石墨烯、水。
作为一种优选的技术方案，按重量份计，包括如下组分：天然植酸20-40份、钼酸钠2-4份、硝酸钠2-4份、氧化锌10-20份、酒石酸3-5份、柠檬酸3-5份、烷基磺酸盐1-3份、石墨烯0.2-1份、水30-50份。
作为一种优选的技术方案，按重量份计，包括如下组分：天然植酸25-35份、钼酸钠2.5-3.5份、硝酸钠2.5-3.5份、氧化锌12-18份、酒石酸3.5-4.5份、柠檬酸3.5-4.5份、烷基磺酸盐1.5-2.5份、石墨烯0.2-0.8份、水35-45份。
作为一种优选的技术方案，所述钼酸钠、硝酸钠、氧化锌的重量比为(0.1-0.3)：(0.1-0.3)：1。
作为一种优选的技术方案，所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐。
作为一种优选的技术方案，所述巯基烷基磺酸盐选自巯基乙烷磺酸盐、巯基丙烷磺酸盐、巯基丁烷磺酸盐中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，还包括改性超支化聚酰胺。
作为一种优选的技术方案，按重量份计，还包括改性超支化聚酰胺0.5-2份。
作为一种优选的技术方案，所述石墨烯为改性氧化石墨烯。
本发明第二个方面提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤包括：
(1)将天然植酸和氧化锌加入到搅拌容器中搅拌10-30分钟；
(2)之后加入钼酸钠、硝酸钠、烷基磺酸盐、改性超支化聚酰胺继续搅拌10-30分钟；
(3)加入酒石酸和柠檬酸继续搅拌10-20分钟；
(4)最后将石墨烯和水加入到容器中，搅拌10-20分钟，即可灌装。
有益效果：本发明制备的基于石墨烯复合的金属表面处理剂通过上述原料复配，发挥协同作用，增强金属的机械性能的同时还使得漆膜附着力大大提高，且还能可有效减少金属表面的结垢与腐蚀，降低生产成本；此外，本发明产品处理效果良好，性能稳定，防锈效果好，处理成本低，无毒性，且处理后金属耐盐雾性能优异，特别适用于海洋防腐。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。
本发明中的词语“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，包括如下组分：天然植酸、钼酸钠、硝酸钠、氧化锌、酒石酸、柠檬酸、烷基磺酸盐、石墨烯、水。
在一种优选的实施方式中，按重量份计，包括如下组分：天然植酸20-40份、钼酸钠2-4份、硝酸钠2-4份、氧化锌10-20份、酒石酸3-5份、柠檬酸3-5份、烷基磺酸盐1-3份、石墨烯0.2-1份、水30-50份。
在一种优选的实施方式中，按重量份计，包括如下组分：天然植酸25-35份、钼酸钠2.5-3.5份、硝酸钠2.5-3.5份、氧化锌12-18份、酒石酸3.5-4.5份、柠檬酸3.5-4.5份、烷基磺酸盐1.5-2.5份、石墨烯0.2-0.8份、水35-45份。
天然植酸
本发明所述天然植酸，化学名称：肌醇六磷酸，是从植物种籽中提取的一种有机磷酸类化合物。又称肌酸、环己六醇六全-二氢磷酸盐，它主要存在于植物的种子、根干和茎中，其中以豆科植物的种子、谷物的麸皮和胚芽中含量最高。
本发明对所述天然植酸的提取来源没有任何限制，可以从上述任一种或多种植物中提取得到；优选的，本发明所述天然植酸的为含量大于等于50％肌醇六磷酸。
在一种优选的实施方式中，本发明所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
钼酸钠
本发明所述钼酸钠，化学式Na2MoO4，为白色菱形结晶体。可通过钼精矿氧化焙烧生成三氧化钼，用液碱浸取生成钼酸钠溶液，后经抽滤、浓缩、冷却、离心、干燥后可制得。
在一种优选的实施方式中，本发明所述钼酸钠购买自天津四方化工有限公司。
硝酸钠
本发明所述硝酸钠，CAS号为7631-99-4，熔点为306.8℃，密度为2.257克/立方厘米(20℃时)，为无色透明或白微带黄色菱形晶体。
氧化锌
本发明所述氧化锌，CAS号为1314-13-2，是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。
在一种优选的实施方式中，本发明所述钼酸钠、硝酸钠、氧化锌的重量比为(0.1-0.3)：(0.1-0.3)：1。
酒石酸
本发明所述酒石酸(tartaric acid)，即，2,3-二羟基丁二酸，CAS号为526-83-0，是一种羧酸﹐存在于多种植物中﹐如葡萄和罗望子﹐也是葡萄酒中主要的有机酸之一。
柠檬酸
本发明所述柠檬酸是一种重要的有机酸，CAS号为77-92-9，又名枸橼酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水。
烷基磺酸盐
本发明所述烷基磺酸盐简称SAS，是不同碳数的饱和烷基磺酸盐的混合物，在硬水中仍具有良好的润湿性，且具有优良的生物降解性能，并不产生有毒代谢物，并对皮肤刺激性小。
在一种优选的实施方式中，本发明所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐。
在一种优选的实施方式中，本发明所述巯基烷基磺酸盐选自巯基乙烷磺酸盐、巯基丙烷磺酸盐、巯基丁烷磺酸盐中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述巯基烷基磺酸盐为2-巯基乙烷磺酸钠(CAS号为19767-45-4)和/或3-巯基-1-丙磺酸钠(CAS号为17636-10-1)。
在一种优选的实施方式中，还包括改性超支化聚酰胺。
在一种优选的实施方式中，按重量份计，还包括改性超支化聚酰胺0.5-2份。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述天然植酸、烷基磺酸盐、改性超支化聚酰胺的重量比为(20-40)：(1-2)：1。
发明人发现当所述天然植酸、烷基磺酸盐、改性超支化聚酰胺的重量比为(20-40)：(1-2)：1时，具有很好的絮凝效果，沉降后的絮渣更密实，强度更高，从而实现快速沉降，发明人推测可能是因为两者之间存在静电吸附形成了疏水微区，产生吸附点，同时疏水作用力促进沉降。此外，剩余组分还与金属之间产生配位作用，与其余组分相互作用发生竞争弥补成膜效果差的组分，在金属表面形成多层吸附膜进一步增强其缓蚀性能。
改性超支化聚酰胺
本发明所述超支化聚酰胺是一种线型高分子聚合物，产品主要分为干粉和胶体两种形式。超支化聚酰胺的主链上带有大量的酰胺基，化学活性很高，可以改性制取许多超支化聚酰胺的衍生物。
在一种优选的实施方式中，本发明所述改性超支化聚酰胺通过如下步骤制备得到：
(1)称取超支化聚酰胺加入三口烧瓶中，加入重量比为1：1的蒸馏水和乙醇的混合溶剂，混合搅拌30min；
(2)待完全溶解后，调体系pH值为9，加入甲醛溶液，设定温度为60℃，恒温反应2～3h后，再次调pH值为9，加入亚硫酸氢钠，继续恒温60℃下反应2～3h；
(3)将所得产物用无水乙醇反复洗涤三次，并抽滤，最终得到白色粉状固体，置于真空干燥箱中60℃下干燥24h，备用。
其中，所述超支化聚酰胺的加入量为1g/10mL；所述超支化聚酰胺、甲醛溶液、亚硫酸氢钠的重量比为1：1.2：1.5；所述超支化聚酰胺购买自武汉超支化树脂科技有限公司，牌号为HyPer N101。
本申请发明人发现超支化聚酰胺，相比于普通聚酰胺，对金属阳离子具有更好的亲和性，但是实验发现絮凝效果一般，因此本发明采用改性超支化聚酰胺，由于含有大量的磺酸侧基，能与金属阳离子起电中和作用，并吸附大量颗粒而架桥，形成絮体进而沉降，相比于未改性的超支化聚酰胺，虽然也有一定的絮凝效果，但是改性后的超支化聚丙烯按絮凝效果更加优异。
石墨烯
本发明所述石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
在一种优选的实施方式中，本发明所述石墨烯为改性氧化石墨烯。
在一种优选的实施方式中，本发明所述改性氧化石墨烯为对甲苯磺酸吡啶改性的氧化石墨烯，通过如下方法制备得到：取氧化石墨烯进行超声处理，之后配置成1g/L的氧化石墨烯的悬浮液；在其中按照质量比为1：1加入对甲苯磺酸吡啶盐，超声波处理2h，搅拌0.5h，得到改性氧化石墨烯的悬浮液，之后将其离心分离30min，离心速率为10000r/min；取分离后的产物清洗数次，置于真空干燥箱中60℃下干燥24h，备用。
本发明一方面采用天然植酸分子，其含有多个配原子，能与金属形成稳定的配合物，附着在金属表面，起到抵抗腐蚀的作用，采用氧化锌、钼酸钠、硝酸钠作为助剂，进一步明显提高防锈膜的耐蚀性，采用酒石酸、柠檬酸螯合金属阳离子促进絮凝，采用巯基烷基磺酸盐和改性超支化聚丙烯酰胺，使得絮体密实，快速沉降，且通过组分之间的相互协同作用，在金属表面形成了物理吸附以及化学吸附的多层吸附膜，提高了产品的耐腐蚀性能，此外，进一步添加改性氧化石墨烯，提高氧化石墨烯分散性，提高机械性能的同时，与上述组分相互作用形成叫交联复合沉积膜，阻隔了空气、水分与金属表面的接触，耐腐蚀性优异。
本发明第二个方面提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤包括：
(1)将天然植酸和氧化锌加入到搅拌容器中搅拌10-30分钟；
(2)之后加入钼酸钠、硝酸钠、烷基磺酸盐、改性超支化聚酰胺继续搅拌10-30分钟；
(3)加入酒石酸和柠檬酸继续搅拌10-20分钟；
(4)最后将石墨烯和水加入到容器中，搅拌10-20分钟，即可灌装。
下面通过实施例对本发明进行具体描述，另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例
实施例1
实施例1提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸20份、钼酸钠2份、硝酸钠2份、氧化锌10份、酒石酸3份、柠檬酸3份、烷基磺酸盐1份、石墨烯0.2份、水30份、改性超支化聚酰胺0.5份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，通过如下方法制备得到：取氧化石墨烯进行超声处理，之后配置成1g/L的氧化石墨烯的悬浮液；在其中按照质量比为1：1加入对甲苯磺酸吡啶盐，超声波处理2h，搅拌0.5h，得到改性氧化石墨烯的悬浮液，之后将其离心分离30min，离心速率为10000r/min；取分离后的产物清洗数次，置于真空干燥箱中60℃下干燥24h，备用。
所述改性超支化聚酰胺通过如下步骤制备得到：
(1)称取超支化聚酰胺加入三口烧瓶中，加入重量比为1：1的蒸馏水和乙醇的混合溶剂，混合搅拌30min；
(2)待完全溶解后，调体系pH值为9，加入甲醛溶液，设定温度为60℃，恒温反应2～3h后，再次调pH值为9，加入亚硫酸氢钠，继续恒温60℃下反应2～3h；
(3)将所得产物用无水乙醇反复洗涤三次，并抽滤，最终得到白色粉状固体，置于真空干燥箱中60℃下干燥24h，备用。
其中，所述超支化聚酰胺的加入量为1g/10mL；所述超支化聚酰胺、甲醛溶液、亚硫酸氢钠的重量比为1：1.2：1.5；所述超支化聚酰胺购买自武汉超支化树脂科技有限公司，牌号为HyPer N101。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤包括：
(1)将天然植酸和氧化锌加入到搅拌容器中搅拌20分钟；
(2)之后加入钼酸钠、硝酸钠、烷基磺酸盐、改性超支化聚酰胺继续搅拌20分钟；
(3)加入酒石酸和柠檬酸继续搅拌15分钟；
(4)最后将石墨烯和水加入到容器中，搅拌15分钟，即可灌装。
实施例2
实施例2提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸40份、钼酸钠4份、硝酸钠4份、氧化锌20份、酒石酸5份、柠檬酸5份、烷基磺酸盐3份、石墨烯1份、水50份、改性超支化聚酰胺2份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐3-巯基-1-丙磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
实施例3
实施例3提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸25份、钼酸钠2.5份、硝酸钠2.5份、氧化锌12份、酒石酸3.5份、柠檬酸3.5份、烷基磺酸盐1.5份、石墨烯0.2份、水35份、改性超支化聚酰胺0.8份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
实施例4
实施例4提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸35份、钼酸钠3.5份、硝酸钠3.5份、氧化锌18份、酒石酸4.5份、柠檬酸4.5份、烷基磺酸盐2.5份、石墨烯0.8份、水45份、改性超支化聚酰胺1.5份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
实施例5
实施例5提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸30份、钼酸钠3份、硝酸钠3份、氧化锌15份、酒石酸4份、柠檬酸4份、烷基磺酸盐2份、石墨烯0.5份、水40份、改性超支化聚酰胺1份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例1
对比例1提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸30份、钼酸钠3份、硝酸钠3份、氧化锌15份、酒石酸4份、柠檬酸4份、烷基磺酸盐0份、石墨烯0.5份、水40份、改性超支化聚酰胺1份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例2
对比例2提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸30份、钼酸钠3份、硝酸钠3份、氧化锌15份、酒石酸4份、柠檬酸4份、烷基磺酸盐30份、石墨烯0.5份、水40份、改性超支化聚酰胺1份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例3
对比例3提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸30份、钼酸钠3份、硝酸钠3份、氧化锌15份、酒石酸4份、柠檬酸4份、烷基磺酸盐2份、石墨烯0份、水40份、改性超支化聚酰胺1份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例4
对比例4提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸30份、钼酸钠3份、硝酸钠3份、氧化锌15份、酒石酸4份、柠檬酸4份、烷基磺酸盐2份、石墨烯20份、水40份、改性超支化聚酰胺1份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例5
对比例5提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸30份、钼酸钠3份、硝酸钠3份、氧化锌15份、酒石酸4份、柠檬酸4份、烷基磺酸盐2份、石墨烯0.5份、水40份、改性超支化聚酰胺0份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例6
对比例6提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸30份、钼酸钠3份、硝酸钠3份、氧化锌15份、酒石酸4份、柠檬酸4份、烷基磺酸盐2份、石墨烯0.5份、水40份、改性超支化聚酰胺20份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例7
对比例7提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸30份、钼酸钠3份、硝酸钠3份、氧化锌15份、酒石酸4份、柠檬酸4份、烷基磺酸盐2份、石墨烯0.5份、水40份、改性超支化聚酰胺1份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为氧化石墨烯。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤同实施例1。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例8
对比例8提供了一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，按重量份计，包括如下组分：天然植酸30份、钼酸钠3份、硝酸钠3份、氧化锌15份、酒石酸4份、柠檬酸4份、烷基磺酸盐2份、石墨烯0.5份、水40份、改性超支化聚酰胺1份。
所述天然植酸含量等于50％，购买自安徽天创生物科技有限公司。
所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐2-巯基乙烷磺酸钠。
所述石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法同实施例1。
所述改性超支化聚酰胺的制备步骤中的超支化聚酰胺替换为聚丙烯酰胺。
所述基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，步骤同实施例1。
性能评价
试样准备：将10×10cm的钢板上涂抹2g本发明实施例以及对比例的金属表面处理剂后室温干燥1d。
1.附着力测试：将上述试样喷涂虎威化工涂料生产的醇酸调和面漆2道，室温干燥2d，按照GB/T9286-1998的标准对附着力进行测试。
2.耐腐蚀性测试：采用硫酸铜点滴实验，用滴管在试样上滴一滴硫酸铜溶液(40mL的10％CuSO4，20mL的10％NaCl，1mL的0.1N HCl)，1min后观察试样是否由蓝色变为浅红色。
3.耐盐雾测试：按照GB/T10125-1997标准进行测试(5wt％氯化钠水溶液，35℃，96％，5h)。
4.抗冲击力测试：采用QT-300S数显式冲击试验机对上述试样进行抗冲击测试，冲击能量为300J。
表1
| 附着力/级 | 耐腐蚀性 | 耐盐雾 | 抗冲击力性 | |
| 实施例1 | 0 | 不变色 | 光亮无锈 | 无放射性裂纹出现 |
| 实施例2 | 0 | 不变色 | 光亮无锈 | 无放射性裂纹出现 |
| 实施例3 | 0 | 不变色 | 光亮无锈 | 无放射性裂纹出现 |
| 实施例4 | 0 | 不变色 | 光亮无锈 | 无放射性裂纹出现 |
| 实施例5 | 0 | 不变色 | 光亮无锈 | 无放射性裂纹出现 |
| 对比例1 | 1 | 变色 | 点状红锈 | 无放射性裂纹出现 |
| 对比例2 | 1 | 变色 | 点状红锈 | 有放射性裂纹出现 |
| 对比例3 | 1 | 变色 | 点状红锈 | 有放射性裂纹出现 |
| 对比例4 | 3 | 变色 | 点状红锈 | 有放射性裂纹出现 |
| 对比例5 | 2 | 变色 | 片状红锈 | 无放射性裂纹出现 |
| 对比例6 | 1 | 变色 | 点状红锈 | 无放射性裂纹出现 |
| 对比例7 | 3 | 变色 | 片状红锈 | 有放射性裂纹出现 |
| 对比例8 | 1 | 变色 | 片状红锈 | 无放射性裂纹出现 |
Claims (10)
1.一种基于石墨烯复合的金属表面处理剂，其特征在于，包括如下组分：天然植酸、钼酸钠、硝酸钠、氧化锌、酒石酸、柠檬酸、烷基磺酸盐、石墨烯、水。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合的金属表面处理剂，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：天然植酸20-40份、钼酸钠2-4份、硝酸钠2-4份、氧化锌10-20份、酒石酸3-5份、柠檬酸3-5份、烷基磺酸盐1-3份、石墨烯0.2-1份、水30-50份。
3.根据权利要求2所述的基于石墨烯复合的金属表面处理剂，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：天然植酸25-35份、钼酸钠2.5-3.5份、硝酸钠2.5-3.5份、氧化锌12-18份、酒石酸3.5-4.5份、柠檬酸3.5-4.5份、烷基磺酸盐1.5-2.5份、石墨烯0.2-0.8份、水35-45份。
4.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合的金属表面处理剂，其特征在于，所述钼酸钠、硝酸钠、氧化锌的重量比为(0.1-0.3)：(0.1-0.3)：1。
5.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合的金属表面处理剂，其特征在于，所述烷基磺酸盐为巯基烷基磺酸盐。
6.根据权利要求5所述的基于石墨烯复合的金属表面处理剂，其特征在于，所述巯基烷基磺酸盐选自巯基乙烷磺酸盐、巯基丙烷磺酸盐、巯基丁烷磺酸盐中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合的金属表面处理剂，其特征在于，还包括改性超支化聚酰胺。
8.根据权利要求7所述的基于石墨烯复合的金属表面处理剂，其特征在于，按重量份计，还包括改性超支化聚酰胺0.5-2份。
9.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合的金属表面处理剂，其特征在于，所述石墨烯为改性氧化石墨烯。
10.一种根据权利要求7-9中任一项所述的基于石墨烯复合的金属表面处理剂的制备方法，其特征在于，步骤包括：
(1)将天然植酸和氧化锌加入到搅拌容器中搅拌10-30分钟；
(2)之后加入钼酸钠、硝酸钠、烷基磺酸盐、改性超支化聚酰胺继续搅拌10-30分钟；
(3)加入酒石酸和柠檬酸继续搅拌10-20分钟；
(4)最后将石墨烯和水加入到容器中，搅拌10-20分钟，即可灌装。
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