CN110713743A - 接地网用石墨烯导电防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
接地网用石墨烯导电防腐涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110713743A CN110713743A CN201910985325.2A CN201910985325A CN110713743A CN 110713743 A CN110713743 A CN 110713743A CN 201910985325 A CN201910985325 A CN 201910985325A CN 110713743 A CN110713743 A CN 110713743A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phenylenediamine
- walled carbon
- graphene oxide
- tube
- mixture
- 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.)
- Pending
Links
Images
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
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/24—Electrically-conducting paints
-
- 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
- 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
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/001—Conductive additives
-
- 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
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
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
本发明涉及一种接地网用石墨烯导电防腐涂料及其制备方法,以环氧树脂为基料,将复合纳米填料添加到环氧树脂中,能使环氧树脂的导电性能和抗腐蚀性能得到大幅度提高,克服单纯有机涂层和无机涂层的缺陷,使其兼具有机材料,无机材料,纳米材料的综合素质。本发明通过加入复合纳米填料,提高涂层的抗腐蚀性能和导电性能,有效地延长了涂层寿命,并且涂层的硬度,耐久性,耐酸碱性等都有所提高。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,具体涉及一种接地网用石墨烯导电防腐涂料及其制备方法。
背景技术
接地网是发电厂、变电站、输电线路等电力设备中的重要组成部分,起着工作接地、防雷接地、保护接地的作用。但是由于接地网长期埋在地下或者处于阴暗、潮湿的环境下,其本身极易发生腐蚀,存在着严重的安全隐患。因此针对接地网防腐措施的研究刻不容缓。导电防腐涂料是一种功能性涂料,它作用于基材表面以传导电流并防止化学或电化学腐蚀。近年来,使用导电防腐涂料来提高接地网的耐腐蚀性已成为一项应用研究热点,纳米材料作为导电防腐填料的应用研究尤为突出。目前存在纳米填料在涂料中分散性差和易团聚的问题,而填料分散性能与涂料的导电性和防腐性密切相关,所以开发具有优异分散性能的纳米填料具有重要意义。
因此,有必要提供一种可应用于接地网的导电性能优良、防腐性能好的涂料及其制备方法。
发明内容
基于此,有必要提供一种导电防腐涂料及其制备方法,应用于接地网,具备导电性能优良、耐酸碱、防腐性能好的优点。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
本发明提供了一种复合纳米填料,由氧化石墨烯、对苯二胺和经酸化的多壁碳纳米管制备得到;所述氧化石墨烯、对苯二胺与经酸化的多壁碳纳米管的质量比为1:(7-10):(2-3)。
本发明还提供了一种复合纳米填料的制备方法,包括以下步骤:
将多壁碳纳米管加入至浓硫酸与浓硝酸的混合物中,加热回流,得经酸化的多壁纳米碳管;
将氧化石墨烯与对苯二胺以1:(7-10)的质量比混合,加入氨水,加热回流,得到接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯;
将接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯与经酸化的多壁纳米碳管混合,加热回流、真空干燥,得石墨烯-对苯二胺-碳纳米管复合物。
本发明提供了一种接地网用石墨烯导电防腐涂料,具体技术方案如下:
一种接地网用石墨烯导电防腐涂料,按重量百分比计,原料包括以下组分:
本发明还提供了一种接地网用石墨烯导电防腐涂料的制备方法,具体技术方案如下:
一种接地网用石墨烯导电防腐涂料的制备方法,包括以下步骤:将如上所述的原料混合,搅拌均匀,即得。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明所述的复合纳米填料,其通过氧化石墨烯、对苯二胺和经酸化的多壁碳纳米管以合适的比例配合制备得到,其中,氧化石墨烯与对苯二胺可以形成共轭结构,并且在两个大的共轭π键之间发生π-π相互作用,通过酰化反应,对苯二胺的氨基和氧化石墨烯含氧官能团之间形成共价键,形成接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯,并与酸化的多壁碳纳米管反应形成纳米复合物。对苯二胺的苯基和多壁碳纳米管的嵌入与邻近的还原氧化石墨烯板桥接,具有共价键,同时防止它们的重新堆积,从而增加它们的比表面积,提高涂层致密性以增加导电性。碳纳米管和还原氧化石墨烯之间的协同作用显著降低了纳米复合材料制备得到的涂层的电阻率。
本发明所述的接地网用石墨烯导电防腐涂料,以合适量的环氧树脂为基料,将相应的复合纳米填料添加到环氧树脂中,能使环氧树脂的导电性能和抗腐蚀性能得到大幅度提高,克服单纯有机涂层和无机涂层的缺陷,使其兼具有机材料,无机材料,纳米材料的综合素质。本发明通过加入合适的复合纳米填料,构建一种稳定的多孔导电网络结构,使复合纳米填料在基料内得到了很好的分散,使涂料得到了优良的导电性能,提高涂层的抗腐蚀性能和导电性能,有效地延长了涂层寿命,并且涂层的硬度,耐久性,耐酸碱性等都有所提高。
本发明的制备方法简单方便,成本低廉,采用机械搅拌的方法即可得到导电防腐涂料,易于实现工业上的应用。其在潮湿环境中也具有良好的耐久性和耐腐蚀性,同时具有很好的导电性能,尤其适用于接地网中,能够解决接地网长期埋在地下或者处于阴暗、潮湿的环境下本身极易发生腐蚀的问题。
附图说明
图1为实施例1所述导电防腐涂料制备的涂层在10%H2SO4溶液和10%NaOH溶液中浸泡了一个月以后的图片;
图2为实施例和对比例制备得到的涂层的极化曲线。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述,以下给出了本发明的较佳实施例。值得注意的是,本发明可以用许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的一种复合纳米填料,由氧化石墨烯、对苯二胺和经酸化的多壁碳纳米管制备得到;所述氧化石墨烯、对苯二胺的质量比为1:(7-10)。优选地,所述氧化石墨烯、对苯二胺的质量比为1:(8-9)。更优选地为1:8.5。
由于碳纳米管的特征在于共轭的C-C双键和强离域的π电子,石墨烯结构中的每个C原子本身以sp2杂化方式结合,于二维平面上形成大的共轭π键。还原氧化石墨烯和对苯二胺形成共轭结构,并且在两个大的共轭π键之间发生π-π相互作用。对苯二胺特殊的氨基结构具有还原性,因此,通过酰胺化反应,在对苯二胺的胺基和氧化石墨烯含氧官能团之间形成共价键。虽然对苯二胺中的-NH2可以与-COOH和C-O-C反应,但对苯二胺的芳香环及其胺基孤对电子有很高的共振稳定性,降低了氨基反应的活性,且对苯二胺芳香环具有高的位阻,就其本身而言,它既不攻击氧化石墨烯上的C,也不和C-O-C进行开环取代。因此,-NH2不与C-O-C发生开环,而是倾向于先和-COOH进行酰胺化。化学改性将多个有机官能团如羧基和羟基加到碳纳米管的表面和两端,这些官能团通过普通的化学键与碳纳米管表面上的碳原子键合而不形成共轭结构。这些基团作为绝缘组分分布在碳纳米管的侧壁和两端上,降低了碳纳米管的电阻率。然而,酸化的碳纳米管可与还原石墨烯-对苯二胺反应形成纳米复合物还原石墨烯-对苯二胺-多壁碳纳米管。
碳纳米管和还原石墨烯之间的协同作用显著降低了纳米复合材料涂层的电阻率。此外,源自化学接枝的还原石墨烯-对苯二胺和多壁碳纳米管的协同效应也增加了纳米复合涂层的比表面积。对苯二胺苯基和多壁碳纳米管的嵌入与邻近的还原石墨烯板桥接,具有共价键,同时防止它们的重新堆积并增加它们的比表面积,从而增加其分散性。
优选地,所述经酸化的多壁碳纳米管的制备方法包括:将多壁碳纳米管加入至浓硫酸与浓硝酸的混合物中,加热回流,得经酸化的多壁纳米碳管。更优选地,所述浓硫酸与浓硝酸的混合物中浓硫酸与浓硝酸的体积比为(2-4):1,进一步优选为(2.5-3.5):1。其中,所述加热回流为90-98℃回流反应7-9h。在上述条件下,碳纳米管被混酸的强氧化性剪断,管长变短,然后羟基、羧基等基团正是出现在这些被破坏处。这增加自身的活性并去除了杂质,同时还使得碳纳米管表面带有羟基、羧基等基团,改善了碳纳米管在水中的分散性,最终有助于提升涂料的分散性。
本发明的一种复合纳米填料的制备方法,包括以下步骤:
将多壁碳纳米管加入至浓硫酸与浓硝酸的混合物中,加热回流,得经酸化的多壁纳米碳管;
将氧化石墨烯与对苯二胺以1:(7-10)的质量比混合,加入氨水,加热回流,得接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯;
将接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯与经酸化的多壁纳米碳管混合,加热回流、真空干燥,得石墨烯-对苯二胺-碳纳米管复合物。
优选地,所述经酸化的多壁纳米碳管的制备方法包括:将多壁碳纳米管加入至浓硫酸与浓硝酸的混合物中,加热至90-98℃回流反应7-9h;所述至浓硫酸与浓硝酸的体积比为(2-4):1。
优选地,所述接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯的制备方法包括:将氧化石墨烯超声分散于水中,加入对苯二胺、氨水,加热至85-95℃搅拌回流反应10-14h。
优选地,将接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯与经酸化的多壁纳米碳管混合,具体包括以下步骤:
将35%-40%盐酸滴加到将接枝了对苯二胺与亚硝酸钠的混合物中,得溶液A;
将经酸化的多壁纳米碳管加入稀盐酸和氨水以除去杂质,使其微酸化,得混悬液B;
将溶液A与混悬液B混合,于70-80℃下搅拌回流反应5-7h。
本发明的一种接地网用石墨烯导电防腐涂料,按重量百分比计,原料包括以下组分:环氧树脂40%-60%;分散剂0.1%-1%;溶剂5%-15%;填料
15%-30%;偶联剂1%-5%;固化剂15%-25%;复合纳米填料0.1%-2%。
其中,在导电防腐涂料中加入复合纳米填料,提高涂层的抗腐蚀性能和导电性能,有效地延长了涂层寿命,并且涂层的硬度,耐久性,耐酸碱性等都有所提高。涂层的电导率值低于其他传统涂层,主要是由于以下原因:首先,化学接枝的独特结构有利于碳纳米管和还原石墨烯在聚合物基质中的分散。其次,使用对苯二胺同时作为氧化石墨烯的官能化剂和还原剂来合成杂化物,随后与多壁碳纳米管进行C-C偶联。不像使用其他催化剂或表面活性剂,多壁碳纳米管通过sp2杂化碳直接接枝到主体氧化石墨烯-对苯二胺上,从而形成有清晰孔界的相连的碳骨架结构。通过碳纳米管支架的作用,防止了还原石墨烯片层的重新堆叠,并且改善了复合材料中的有效界面。
可选地,所述分散剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯酮或Triton X-100的一种或几种。
优选地,所述分散剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠或聚乙烯吡咯酮。
可选地,所述溶剂为乙酸丁酯或甲基异丁酮。优选为乙酸丁酯。
优选地,所述填料为炭黑,直径为40nm。
优选地,所述偶联剂为KH-550,KH-560,KH-570的一种或几种。
优选地,所述固化剂为聚酰胺。
其中,本发明实施例中使用的原料具体如下:
环氧树脂为E-44,湖南省双峰县三雄化工厂;
炭黑,直径为40nm,购于苏州碳丰石墨烯科技;
十二烷基硫酸钠,购于山东优索化工科技有限公司;
十六烷基三甲基溴化铵,购于山东优索化工科技有限公司;
乙酸丁酯,购于国药集团化学试剂有限公司;
KH-560,KH-550,KH-570,购于江苏晨光偶联剂有限公司;
聚酰胺,购于湖南省双峰县三雄化工厂;
聚乙烯吡咯酮,购于山东优索化工科技有限公司。
实施例1
本实施例所述的接地网用石墨烯导电防腐涂料,以质量百分比包括以下组分:
本实施例中,复合纳米填料石墨烯-对苯二胺-碳纳米管复合物的制备方法包括以下部分:
(1)首先向圆底烧瓶中加入1.25g硝酸钠,再向其中加入120mL浓硫酸,冰浴条件下搅拌;在低于5℃的条件下加入3g石墨粉末,搅拌2.5小时;缓慢加入15g高锰酸钾,温度控制在20℃以下;继续搅拌2小时。将水浴温度调至95℃,缓慢加入去离子水,继续搅拌;最后加入双氧水,趁热抽滤,离心洗涤,真空干燥,即得氧化石墨烯。
(2)取5g多壁碳纳米管加入到150mL浓硫酸和50mL浓硝酸的混合物中在95℃进行回流6小时,冷却后过滤,真空干燥。
(3)取100mg的氧化石墨烯分散于去离子水中,使用超声分散获得氧化石墨烯悬浮液,再转移到三口烧瓶中,加入850mg对苯二胺和500μL氨水,在90℃温度下搅拌回流12小时,然后用0.22μm聚四氟乙烯滤纸过滤。用乙醇冲洗所获得的滤饼,超声处理,然后过滤,重复冲洗直至完全除去吸附的对苯二胺;最后,将所得产物于60℃真空烘箱中干燥24小时,即可得到还原石墨烯-对苯二胺。进行预处理,在多壁碳纳米管中加入稀盐酸和氨水以除去杂质,使其微酸化;再将40%盐酸滴加到还原石墨烯-对苯二胺和亚硝酸钠的混合物中,备用。最后,将上述预处理的两种材料以1:3的质量比混合,于75℃温度下搅拌回流6h。然后用0.22μm PTFE滤纸过滤,并用盐酸和去离子水冲洗。将所得产物在60℃的真空烘箱中干燥24小时,则可得到石墨烯-对苯二胺-碳纳米管复合物。
按上述接地网用石墨烯导电防腐涂料各组分的配比,制备方法如下:
取去离子水、分散剂、溶剂,依次加入反应器中,机械搅拌将其混匀,然后加入环氧树脂,填料,偶联剂,固化剂,搅拌,使其分散均匀。
上述制备过程中的各步骤中的搅拌速度均为800转/分钟,且搅拌均在20℃~35℃下进行。
上述制备过程中的各步骤中,搅拌速度为500~1000转/分钟,均能获得相同或相似的技术效果。
实施例2
本实施例所述的接地网用石墨烯导电防腐涂料,以质量百分比包括以下组分:
其中,所述复合纳米填料为实施例1所述的石墨烯-对苯二胺-碳纳米管复合物。
按上述接地网用石墨烯导电防腐涂料各组分的配比,制备方法如下:
取去离子水、分散剂、溶剂,依次加入反应器中,机械搅拌将其混匀,然后加入环氧树脂,填料,偶联剂,固化剂,搅拌,使其分散均匀。
上述制备过程中的各步骤中的搅拌速度均为800转/分钟,且搅拌均在20℃~35℃下进行。
实施例3
一本实施例所述的接地网用石墨烯导电防腐涂料,以质量百分比包括以下组分:
其中,所述复合纳米填料为实施例1所述的石墨烯-对苯二胺-碳纳米管复合物。
按上述导电防腐涂料各组分的配比,制备方法如下:
取去离子水、分散剂、溶剂,依次加入反应器中,机械搅拌将其混匀,然后加入环氧树脂,填料,偶联剂,固化剂,搅拌,使其分散均匀。
上述制备过程中的各步骤中的搅拌速度均为800转/分钟,且搅拌均在20℃~35℃下进行。
对比例1
本对比例与实施例1所述的组分基本相同,区别仅在于,不含有复合纳米填料(实施例1所述的石墨烯-对苯二胺-碳纳米管复合物),而该部分组分以炭黑代替。即导电防腐涂料的组分中含有炭黑(40nm)填料13.5%。
性能测试:
将实施例1-3所述的接地网用石墨烯导电防腐涂料,涂覆于接地网基材表面,得防腐导电涂层。对涂层进行以下性能测试:
(1)涂层的体积电阻率测定、盐雾试验、氙灯老化试验、硬度测定,方法及评价标准如下。
涂层的体积电阻率测定:根据国家标准GB-T 2439-2001《硫化橡胶或热塑性橡胶导电性能和耗散性能电阻率的测定》来测定涂层的体积电阻率,电阻率采用数字万用表进行测定。
盐雾试验:按照ISO 9227-2017盐雾试验标准,在GT-7004-L盐雾试验箱中以持续喷雾的方式进行盐雾试验。
氙灯老化试验:按照GB/T 16422.3-2014氙灯老化试验标准塑料,在氙灯老化试验箱中进行老化试验。
硬度测定:按照国家标准GB/T6739-1996涂膜硬度铅笔法测定标准,采用划痕硬度法中的铅笔硬度法来测定涂层的硬度。
结果如表1所示。
表1涂层性能测试结果
项目 | 体积电阻率(Ω·m) | 盐雾试验(h) | 氙灯老化试验(h) | 硬度 |
实施例1 | 1.83×10<sup>-4</sup> | 700 | 1500 | 6H |
实施例2 | 3.72×10<sup>-4</sup> | 600 | 1400 | 6H |
实施例3 | 4.32×10<sup>-4</sup> | 650 | 1450 | 5H |
对比例1 | 4.07×10<sup>-3</sup> | 500 | 1200 | 4H |
由表格可知,实施例1中的配方是3个实施例中较优的导电防腐涂层的配方。当石墨烯与碳纳米管比值为1:3时的复合纳米填料含量为0.5%,硅烷偶联剂KH560含量为4%,分散剂Triton X-100含量为0.5%时,导电防腐涂料的性能达到最佳。
(3)按照GB/T1763-1979漆膜耐化学试剂测定法检测了涂层的耐酸碱性。
图1为实施例1所述接地网用石墨烯导电防腐涂料制备的涂层在10%H2SO4溶液和10%NaOH溶液中浸泡了一个月以后的图片。浸泡实验时将试板2/3面积浸入溶液,可以发现涂层浸泡在酸碱中的部分与未浸在酸碱中的部分相比,二者并无明显差异。涂层的下部分的表面平整度完好,色泽度仍饱满,也没有出现变色的情况,说明了涂层具有优异的耐酸碱性能。
(4)测定涂层的极化曲线,方法如下:
电化学阻抗谱(EIS)通过使用具有三电极布置的电化学工作站(型号CHI660D)进行,该电极由Ag/AgCl参比电极,Pt电极和制备的环氧树脂涂料涂覆的碳钢试片(暴露的表面区域1cm2,厚度200制备)组成。工作电极浸入土壤模拟溶液中,室温测试。土壤模拟溶液的组成如表2所示。以10mV/s的扫描速率获得极化曲线。在0.25mV的振幅交流正弦电压和10-2Hz至105Hz的频率范围内测试电化学阻抗谱。
表2土壤模拟溶液的组成成分
成分 | NaCl | Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> | KNO<sub>3</sub> | MgSO<sub>4</sub> | NaHCO<sub>3</sub> |
浓度(g/L) | 23.256 | 5.76 | 10.21 | 1.13 | 2.51 |
结果如表3所示。
表3涂层性能测试结果
项目 | b<sub>a</sub>/(V.dec<sup>-1</sup>) | b<sub>c</sub>/(V.dec<sup>-1</sup>) | I<sub>corr</sub>/(A/cm<sup>2</sup>) | E<sub>corr</sub>/(V) | Rp(Ω·cm<sup>2</sup>) |
实施例1 | 4.834 | 4.963 | 1.9147×10<sup>-8</sup> | -0.112 | 5.56×10<sup>7</sup> |
实施例2 | 3.102 | 6.313 | 4.7724×10<sup>-8</sup> | -0.396 | 1.89×10<sup>7</sup> |
实施例3 | 8.362 | 7.318 | 6.2865×10<sup>-8</sup> | -0.58 | 2.70×10<sup>7</sup> |
对比例1 | 7.217 | 11.493 | 1.5135×10<sup>-5</sup> | -0.73 | 1.28×10<sup>5</sup> |
使用Stern-Geary方程可计算得到实施例1中的还原石墨烯-对苯二胺-多壁碳纳米管涂层的极化电阻Rp为5.56×107Ω·cm2,而对比例1所述的炭黑涂层的极化电阻Rp为1.28×105Ω·cm2,该电化学测试结果表明:还原石墨烯-对苯二胺-多壁碳纳米管涂层相对于传统的炭黑涂层,其极化电阻増大了434倍,且显著增强了环氧涂层的抗腐蚀性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种复合纳米填料,其特征在于,由氧化石墨烯、对苯二胺和经酸化的多壁碳纳米管制备得到,所述氧化石墨烯、对苯二胺与经酸化的多壁碳纳米管的质量比为1:(7-10):(2-3)。
2.根据权利要求1所述的复合纳米填料,其特征在于,所述经酸化的多壁碳纳米管的制备方法包括:将多壁碳纳米管加入至浓硫酸与浓硝酸的混合物中,加热回流,得经酸化的多壁纳米碳管。
3.根据权利要求2所述的复合纳米填料,其特征在于,所述浓硫酸与浓硝酸的混合物中,浓硫酸与浓硝酸的体积比为(2-4):1。
4.一种复合纳米填料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将多壁碳纳米管加入至浓硫酸与浓硝酸的混合物中,加热回流,得经酸化的多壁纳米碳管;
将氧化石墨烯与对苯二胺以1:(7-10)的质量比混合,加入氨水,加热回流,得接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯;
将接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯与经酸化的多壁纳米碳管混合,加热回流、真空干燥,得氧化石墨烯-对苯二胺-碳纳米管复合物。
5.根据权利要求4所述的复合纳米填料的制备方法,其特征在于,所述经酸化的多壁纳米碳管的制备方法包括:将多壁碳纳米管加入至浓硫酸与浓硝酸的混合物中,加热至90-98℃回流反应7-9h;所述浓硫酸与浓硝酸的体积比为(2-4):1;和/或
所述接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯的制备方法包括:将氧化石墨烯超声分散于水中,加入对苯二胺、氨水,加热至85-95℃搅拌回流反应10h-14h。
6.根据权利要求4或5所述的复合纳米填料的制备方法,其特征在于,将接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯与经酸化的多壁纳米碳管混合,包括以下步骤:
将35%-40%盐酸滴加到将接枝了对苯二胺的还原氧化石墨烯与亚硝酸钠的混合物中,得溶液A;
将经酸化的多壁纳米碳管加入稀盐酸和氨水以除去杂质,使其微酸化,得混悬液B;
将溶液A与混悬液B混合,于70-80℃下搅拌回流反应5-7h。
8.根据权利要求7所述的接地网用石墨烯导电防腐涂料,其特征在于,所述分散剂为十六烷基三甲基溴化铵,十二烷基苯磺酸钠,十二烷基硫酸钠,聚乙烯吡咯酮或Triton X-100的一种或几种;和/或
所述溶剂为乙酸丁酯或甲基异丁酮。
9.根据权利要求7所述的接地网用石墨烯导电防腐涂料,其特征在于,所述填料为炭黑;和/或
所述偶联剂为KH-550,KH-560,KH-570的一种或几种;和/或
所述固化剂为聚酰胺。
10.一种接地网用石墨烯导电防腐涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将如权利要求7或8所述的原料混合,搅拌均匀,即得。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910985325.2A CN110713743A (zh) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | 接地网用石墨烯导电防腐涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910985325.2A CN110713743A (zh) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | 接地网用石墨烯导电防腐涂料及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110713743A true CN110713743A (zh) | 2020-01-21 |
Family
ID=69212731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910985325.2A Pending CN110713743A (zh) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | 接地网用石墨烯导电防腐涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110713743A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111662608A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-15 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 接地网用超疏水导电防腐涂料的制备方法 |
CN113773724A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-10 | 合肥工业大学 | 一种降低耐候钢杆塔接地电阻防雷涂料及制备方法 |
CN114591645A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-07 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 碳基吸波涂料、其制备方法和蜂窝夹层结构复合吸波材料 |
CN116396662A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-07 | 国网河北省电力有限公司经济技术研究院 | 一种导电防腐复合涂料及其制备方法和应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104310388A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-28 | 宁波墨西科技有限公司 | 石墨烯复合粉体材料及其制备方法 |
CN107381546A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-24 | 常州大学 | 一步水热法制备碳纳米管/石墨烯杂化导电材料的方法 |
CN109836919A (zh) * | 2017-09-29 | 2019-06-04 | 天津工业大学 | 一种功能化氧化石墨烯防腐涂层及其制备工艺 |
CN110172151A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-27 | 慧迈材料科技(广东)有限公司 | 一种石墨烯/碳纳米管/聚酰亚胺复合膜的制备方法 |
US20190283377A1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-19 | Nanotek Instruments, Inc. | Conductive graphene mixture-mediated metallization of polymer article |
-
2019
- 2019-10-16 CN CN201910985325.2A patent/CN110713743A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104310388A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-28 | 宁波墨西科技有限公司 | 石墨烯复合粉体材料及其制备方法 |
CN107381546A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-24 | 常州大学 | 一步水热法制备碳纳米管/石墨烯杂化导电材料的方法 |
CN109836919A (zh) * | 2017-09-29 | 2019-06-04 | 天津工业大学 | 一种功能化氧化石墨烯防腐涂层及其制备工艺 |
US20190283377A1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-19 | Nanotek Instruments, Inc. | Conductive graphene mixture-mediated metallization of polymer article |
CN110172151A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-27 | 慧迈材料科技(广东)有限公司 | 一种石墨烯/碳纳米管/聚酰亚胺复合膜的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
姜雄峰等: "石墨烯/碳纳米管复合纳米材料改性导电涂料的性能", 《材料保护》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111662608A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-15 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 接地网用超疏水导电防腐涂料的制备方法 |
CN111662608B (zh) * | 2020-05-21 | 2022-04-22 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 接地网用超疏水导电防腐涂料的制备方法 |
CN113773724A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-10 | 合肥工业大学 | 一种降低耐候钢杆塔接地电阻防雷涂料及制备方法 |
CN113773724B (zh) * | 2021-09-23 | 2023-03-17 | 合肥工业大学 | 一种降低耐候钢杆塔接地电阻防雷涂料及制备方法 |
CN114591645A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-07 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 碳基吸波涂料、其制备方法和蜂窝夹层结构复合吸波材料 |
CN114591645B (zh) * | 2022-03-04 | 2023-02-17 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 碳基吸波涂料、其制备方法和蜂窝夹层结构复合吸波材料 |
CN116396662A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-07 | 国网河北省电力有限公司经济技术研究院 | 一种导电防腐复合涂料及其制备方法和应用 |
CN116396662B (zh) * | 2023-04-03 | 2024-04-09 | 国网河北省电力有限公司经济技术研究院 | 一种导电防腐复合涂料及其制备方法和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110713743A (zh) | 接地网用石墨烯导电防腐涂料及其制备方法 | |
Zhang et al. | Study on the synthesis of PANI/CNT nanocomposite and its anticorrosion mechanism in waterborne coatings | |
CN104910752B (zh) | 一种聚苯胺石墨烯纳米复合防腐涂料及其制备方法 | |
CN103627297B (zh) | 一种纳米复合导电防腐涂料及其制备方法 | |
Kim et al. | Carbon Nanotube‐Adsorbed Electrospun Nanofibrous Membranes of Nylon 6 | |
CN107393725A (zh) | 一种多孔导电的碳材料负载NiCo2O4复合材料及其制法和应用 | |
CN108281216B (zh) | 一种水性石墨烯耐高温阻燃导电浆料及其制备方法和应用 | |
Wang et al. | Hybrids of gold nanoparticles highly dispersed on graphene for the oxygen reduction reaction | |
CN110117443A (zh) | 一种常温固化超疏水电活性抗点蚀涂层及其制备方法 | |
Basha et al. | Preparation of submicron-/nano-carbon from heavy fuel oil ash and its corrosion resistance performance as composite epoxy coating | |
Liu et al. | Novel hybrid coating of TiN and carbon with improved corrosion resistance for bipolar plates of PEM water electrolysis | |
CN113493619A (zh) | 一种石墨烯表面包覆二氧化硅复合材料及其制备方法和应用 | |
CN106496553B (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 | |
Wang et al. | Platinum/graphene functionalized by PDDA as a novel enzyme carrier for hydrogen peroxide biosensor | |
CN109880488B (zh) | 一种二胺类水杨醛西佛碱修饰石墨烯或氧化石墨烯金属防腐涂料 | |
CN105355931B (zh) | 一种不锈钢微生物电极及其制备方法和应用 | |
CN111205719A (zh) | 银铜导电漆及其制备方法 | |
CN110760237A (zh) | 地铁杂散电流用石墨烯导电防腐涂料及其制备方法 | |
CN111057421A (zh) | 一种沿海地区一次设备的石墨烯金属防腐涂料及制备方法 | |
Nabid et al. | Enzyme‐catalyzed synthesis of conducting polyaniline nanocomposites with pure and functionalized carbon nanotubes | |
CN105462176B (zh) | 一种Fe2O3改性多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
CN111662608B (zh) | 接地网用超疏水导电防腐涂料的制备方法 | |
Dong et al. | Platinum nanoparticle decorated poly (diallyldimethylammonium chloride)/cellulose nanocrystal nanohybrid for electrochemical sensing of dopamine | |
CN112680066B (zh) | PANI/单片层MoS2改性环氧复合防腐涂料及其制备方法 | |
Christensen et al. | Conductive coatings eliminate static discharge risk on aircraft |
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 | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200121 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |