CN110157225B - 一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法 - Google Patents

一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种金属表面石墨烯‑抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，属于金属抗菌防污防腐技术领域，现有的防腐处理方法周期长、用量大等问题，经过溶液涂覆，及热处理，形成一层结合力较好的薄膜，提升金属的防腐蚀能力，以及抗菌性能和防污性能，所述涂层的制备方法包括以下步骤：首先按照比例配置GO溶液，然后加入抗菌氧化物或前驱体并均匀分散，利用浸泡或喷涂的方法使其均匀分布在在金属基底表面，通过高温还原，形成一层RGO/金属氧化物薄膜，最后在此复合薄膜表面涂覆憎水性抗污涂层，从而达到抗菌防腐抗污的目的。

Description

一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法
技术领域
本发明属于金属抗菌防污防腐技术领域，具体涉及一种利用石墨烯防腐、金属氧化物抗菌，并辅以硅氟防污处理的复合涂层，达到抗菌、防污且防腐蚀的作用。
背景技术
石墨烯具有非常优异的电学、力学、光学性质，在材料学、能源、生物医学以及药学方面都有着非常重要的应用前景，被科学家们认为是一种未来的革命性材料。
金属氧化物的化学性能稳定，而且在有光或无光的条件下，具有非常强的氧化还原能力，对不同细菌具有不同程度的抗菌能力。
近年来，随着科技以及工业的发展，企业对于防腐涂料的要求越来越严格，传统的环氧富锌涂料的涂装周期长，且用量大，耗费时间的同时还会加重被涂物体的重量，而目前石墨烯防腐涂料的效果不能尽如人意，故提出一种新的石墨烯/金属氧化物/憎水性的复合防污抗菌防腐涂料。
发明内容
本发明针对现有的防腐处理方法周期长、用量大等问题，提供一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，本发明通过在金属表面喷涂一层GO/金属氧化物或前驱体混合溶液，通过热处理还原及结晶得到一层RGO防腐抗菌涂层的方法。
本发明采用如下技术方案：
一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
第一步，称取GO粉末，溶于去离子水中，超声震荡，得到分散均匀的GO溶液；
第二步，向GO溶液中加入起抗菌作用的金属氧化物粉末或金属氧化物前驱体，搅拌均匀，得到GO/金属氧化物或金属氧化物前驱体混合溶液；
第三步，将GO/金属氧化物或金属氧化物前驱体混合溶液均匀涂覆在金属表面，热处理后，金属表面形成RGO/金属氧化物抗菌防腐蚀薄膜；
第四步，在RGO/金属氧化物抗菌防腐蚀薄膜表面均匀涂覆憎水性防污涂层，形成石墨烯-抗菌防污防腐复合涂层。
第一步中所述GO溶液的浓度为0.1~5mg/mL。
第二步中所述金属氧化物包括纳米二氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化银、氧化铜、氧化镁和氧化钙中的一种或多种的混合物或掺杂改性的纳米二氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化银、氧化铜、氧化镁和氧化钙中的一种或多种的混合物；金属氧化物前驱体包括纳米二氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化银、氧化铜、氧化镁和氧化钙的前驱体材料的一种或多种的混合物。
第二步中所述金属氧化物或金属氧化物前驱体与GO的摩尔比为1:20~20:1。
第三步中所述涂覆方法包括浸泡法、喷涂法或刷涂法。
第三步中所述热处理的温度为80~500℃，处理时间为10min~48h。
第四步中所述憎水性防污涂层包括长链硅氟烷、短链硅氟烷、长链硅烷、短链硅烷和全氟溶剂的任意一种或几种的混合物。
第四步中所述涂覆方法包括溶液浸泡法、喷涂法或沉积法。
本发明的有益效果如下：
本发明通过在金属表面制备一层复合薄膜，以提高金属的抗菌和抗腐蚀性，制备方法简单，无需复杂设备，原料简单易得，成本低，效果好，不但可拓宽石墨烯的应用范围，对金属抗菌防污防腐的研究做出一定贡献。
具体实施方式
实施例1
1）称取50mg GO粉末，溶于50mL去离子水中，采用超声震荡的方法，震荡GO 10min，使其以1mg/mL的最终浓度均匀发散在去离子水中；
2）称取10mg TiO2粉末，浸入GO溶液中，采用机械搅拌的方法，搅拌混合溶液15min，得到质地均匀的GO/TiO2混合溶液；
3）采用浸泡的方法，在金属板表面均匀的沾上一层GO/TiO2混合溶液，并略微挂晾，使混合溶液在金属板上分布均匀；
4）将经过浸泡的金属板置于烘箱内，还原温度为150℃，在真空条件下持续1h；
5）取出后将金属板置于烘箱内，在空气氛围下，90-120℃退火1h，得到表面附有一层均匀的RGO/TiO2薄膜的金属板。
6）再将配置好的短链硅烷溶液喷到RGO/TiO2薄膜表面，并干燥获得抗菌防污防腐复合涂层。
实施例2
1）称取5mg GO粉末，溶于50mL去离子水中，采用超声震荡的方法，震荡GO 10min，使其以0.1mg/mL的最终浓度均匀发散在去离子水中；
2）称取10mg CaO和ZnO粉末的混合物，浸入GO溶液中，采用超声分散的方法，分散15min，得到质地均匀的GO/CaO，ZnO混合溶液；
3）采用喷涂的方式，喷枪连接空气压缩机，填料试喷后，选择15cm的距离以及40kPa的气压喷涂，使厚度约为15～30μm左右；
4）将经过喷涂的金属板置于空气中，悬晾状态下，利用在150℃下加热干燥，使金属板表面的GO/CaO，ZnO混合溶液干燥，且GO被还原成RGO，得到表面附有一层均匀的RGO/CaO，ZnO薄膜的金属板。
5）再将配置好的全氟溶剂沉积在RGO/CaO，ZnO薄膜薄膜表面，获得抗菌防污防腐复合涂层。

Claims (7)

1.一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，称取GO粉末，溶于去离子水中，超声震荡，得到分散均匀的GO溶液；
第二步，向GO溶液中加入起抗菌作用的金属氧化物粉末或金属氧化物前驱体，搅拌均匀，得到GO/金属氧化物或金属氧化物前驱体混合溶液；
第三步，将GO/金属氧化物或金属氧化物前驱体混合溶液均匀涂覆在金属表面，涂覆后的金属置于烘箱内，还原温度为150℃，在真空条件下持续1h；取出后将金属置于烘箱内，在空气氛围下，90-120℃退火1h，金属表面形成RGO/金属氧化物抗菌防腐蚀薄膜；
第四步，在RGO/金属氧化物抗菌防腐蚀薄膜表面均匀涂覆憎水性防污涂层，形成石墨烯-抗菌防污防腐复合涂层。
2.根据权利要求1所述的一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：第一步中所述GO溶液的浓度为0.1~5mg/mL。
3.根据权利要求1所述的一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：第二步中所述金属氧化物包括纳米二氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化银、氧化铜、氧化镁和氧化钙中的一种或多种的混合物或掺杂改性的纳米二氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化银、氧化铜、氧化镁和氧化钙中的一种或多种的混合物；金属氧化物前驱体包括纳米二氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化银、氧化铜、氧化镁和氧化钙的前驱体材料的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：第二步中所述金属氧化物或金属氧化物前驱体与GO的摩尔比为1:20~20:1。
5.根据权利要求1所述的一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：第三步中所述涂覆方法包括浸泡法、喷涂法或刷涂法。
6.根据权利要求1所述的一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：第四步中所述憎水性防污涂层包括长链硅氟烷、短链硅氟烷、长链硅烷、短链硅烷和全氟溶剂的任意一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种金属表面石墨烯-抗菌防污防腐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：第四步中所述涂覆方法包括溶液浸泡法、喷涂法或沉积法。
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CN112676129A (zh) * 2019-10-18 2021-04-20 天津工业大学 一种层层组装结构的石墨烯防腐涂层及其制备工艺
CN110791225B (zh) * 2019-10-31 2021-06-08 南京理工大学 用于生物基粘合剂的复合防腐防霉剂及其制备方法
CN111035805B (zh) * 2019-12-13 2022-02-11 深圳先进技术研究院 一种具有石墨烯-二氧化钛复合抗菌涂层的工件及其制备方法
CN111925682A (zh) * 2020-08-11 2020-11-13 江苏万源新材料股份有限公司 一种抗菌分子筛涂层铝箔及其制备方法
CN116288203A (zh) * 2023-03-10 2023-06-23 昆明理工大学 一种耐腐蚀、抗菌生物医用复合涂层及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104131322A (zh) * 2014-07-11 2014-11-05 华南理工大学 铝材表面超疏水薄膜及其制备方法
CN104388923B (zh) * 2014-10-17 2016-09-14 山东科技大学 一种石墨烯改性氧化钛金属防腐蚀涂层的制备方法
CN109423068A (zh) * 2017-06-23 2019-03-05 北京国信优控系统技术有限公司 超疏水耐磨石墨烯复合涂层及应用其的太阳能集热管
CN108752987B (zh) * 2018-05-29 2019-10-29 中国科学院福建物质结构研究所 一种石墨烯-氧化物复合涂层的制备方法及其应用

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