CN113072853A - 一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113072853A
CN113072853A CN202110237537.XA CN202110237537A CN113072853A CN 113072853 A CN113072853 A CN 113072853A CN 202110237537 A CN202110237537 A CN 202110237537A CN 113072853 A CN113072853 A CN 113072853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
coating material
ketone
ether
corrosion
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
Application number
CN202110237537.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李健明
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.)
Hangzhou Shizi Hede Biotechnology Co ltd
Original Assignee
Hangzhou Shizi Hede Biotechnology Co ltd
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 Hangzhou Shizi Hede Biotechnology Co ltd filed Critical Hangzhou Shizi Hede Biotechnology Co ltd
Priority to CN202110237537.XA priority Critical patent/CN113072853A/zh
Publication of CN113072853A publication Critical patent/CN113072853A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • 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
    • 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular

Landscapes

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

Abstract

本发明适用于涂层材料技术领域，提供了一种耐腐蚀涂层材料，包括以下按照重量份的原料：环氧树脂150～250份、石墨烯复合材料55～75份、改性聚醚醚酮30～50份、助溶剂6～10份、偶联剂2～8份、固化剂2～6份和水50～90份。本发明还提供了一种如上所述的耐腐蚀涂层材料的制备方法，以环氧树脂为主料，配合添加石墨烯复合材料，以氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮共聚合复合，增大石墨烯在环氧树脂中的分散度，通过石墨烯复合材料中活性羟基与环氧树脂的相互交联，提高环氧树脂的致密度，有效屏蔽腐蚀介质的渗入，增加环氧树脂涂层的耐腐蚀性；还添加有改性聚醚醚酮，利用聚醚醚酮分子骨架中的酮键和醚键，有效提高环氧树脂固化后的耐腐蚀性。

Description

一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂层材料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法。
背景技术
工程用材料受到周围环境的作用发生有害的化学变化、电化学变化等失去了材料原有的优良性能，成为材料的腐蚀。常见的是金属材料腐蚀和碳钢材料腐蚀。金属腐蚀给人类带来了巨大的经济损失和社会危害，随着工业和科技的发展，金属防腐的重要性日益凸显，其中涂层技术最为方便和经济，因此在国民经济建设中发挥着越来越重要的作用。铁材料是应用最大的金属材料，因此铁制品的腐蚀液最为常见。碳钢材料虽然具有价格便宜、制造工艺简单，塑性好、韧性好、易加工性等优点，但是碳钢材料却普遍存在易腐蚀的弱点。为了解决这一问题，国内外学者开发了许多耐腐蚀涂层材料来提高钢铁材料的耐蚀性。
传统的防腐涂层往往采用溶剂型涂料，含有大量的挥发性有机物，而且有相当一部分涂层含有锡、铅或铬等有毒物质，给环境带来严重的污染并危害人类的健康。因此，开发水性耐腐蚀涂层材料成为金属防护领域研究者努力追求的目标，具有深远的战略意义和广阔的应用前景。
石墨烯作为一种由碳原子以sp2杂化轨道构成的单层片状二维纳米材料，具有优异的力学性能、透明度、柔韧性、疏水性和化学稳定性，以及出色的热传导率和电子迁移率，其片状结构可以有效地阻隔氧气、水、离子和电子的通过，非常适合做涂层材料，尤其是海洋和盐碱等恶劣环境下的金属防护。常见的石墨烯复合材料有：石墨烯/无机材料、石墨烯/聚合物等，石墨烯与无机金属材料复合后可用于制备超级电容容器和锂电池等，石墨烯与聚合物复合可以提高原有聚合物的性能。利用石墨烯制成的复合涂层材料的耐腐蚀性能具有明显提高，但是实际应用过程中还是迫切需要耐腐蚀性更高的涂层材料，因此需要开发更高耐腐蚀性的复合涂层材料。
发明内容
本发明实施例提供一种耐腐蚀涂层材料，旨在以环氧树脂为主料，配合添加了石墨烯复合材料，以氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮共聚合复合，使聚吡咯以颗粒的形式分散在石墨烯表面，增大石墨烯在环氧树脂中的分散度，利用石墨烯的疏水性和抗渗透性，通过石墨烯复合材料中活性羟基与环氧树脂的相互交联，提高环氧树脂的致密度，有效屏蔽腐蚀介质的渗入，增加环氧树脂涂层的耐腐蚀性；还添加有改性聚醚醚酮，利用聚醚醚酮分子骨架中含有的酮键和醚键重复单元，有效提高环氧树脂固化后的耐腐蚀性。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种耐腐蚀涂层材料，包括以下按照重量份的原料：
环氧树脂150～250份、石墨烯复合材料55～75份、改性聚醚醚酮30～50份、助溶剂6～10份、偶联剂2～8份、固化剂2～6份和水50～90份。
进一步地，所述助溶剂为苯甲酸钠。
进一步地，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
进一步地，所述石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
1)将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；
2)将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理20～30min；
3)降温至室温，搅拌乳化10～15min；
4)升温至80～120℃，加入还原剂，继续反应1～2h，得到石墨烯复合材料。
进一步地，所述改性聚醚醚酮的制备方法包括以下步骤：
1)将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌5～10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；
2)将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮。
本发明还提供了一种如上所述的耐腐蚀涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将环氧树脂倒入水中，加入石墨烯复合材料、改性聚醚醚酮和偶联剂，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；
2)将混合物进行充分研磨，制得研磨物；
3)向研磨物中添加助溶剂和固化剂，继续搅拌15～30min，制得涂层材料半成品；
4)将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
进一步地，所述步骤2)中的研磨粒径为5～10nm。
进一步地，所述步骤4)中煅烧温度为1300～1500℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明以环氧树脂为主料，配合添加了石墨烯复合材料，以氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮共聚合复合，使聚吡咯以颗粒的形式分散在石墨烯表面，增大石墨烯在环氧树脂中的分散度，利用石墨烯的疏水性和抗渗透性，通过石墨烯复合材料中活性羟基与环氧树脂的相互交联，提高环氧树脂的致密度，有效屏蔽腐蚀介质的渗入，增加环氧树脂涂层的耐腐蚀性；还添加有改性聚醚醚酮，利用聚醚醚酮分子骨架中含有的酮键和醚键重复单元，有效提高环氧树脂固化后的耐腐蚀性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以环氧树脂为主料，配合添加了石墨烯复合材料，以氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮共聚合复合，使聚吡咯以颗粒的形式分散在石墨烯表面，增大石墨烯在环氧树脂中的分散度，利用石墨烯的疏水性和抗渗透性，通过石墨烯复合材料中活性羟基与环氧树脂的相互交联，提高环氧树脂的致密度，有效屏蔽腐蚀介质的渗入，增加环氧树脂涂层的耐腐蚀性；
还添加有改性聚醚醚酮，利用聚醚醚酮分子骨架中含有的酮键和醚键重复单元，有效提高环氧树脂固化后的耐腐蚀性。
具体地，本发明实施例提供了一种耐腐蚀涂层材料，包括以下按照重量份的原料：
环氧树脂150～250份、石墨烯复合材料55～75份、改性聚醚醚酮30～50份、助溶剂6～10份、偶联剂2～8份、固化剂2～6份和水50～90份。
优选地，所述助溶剂为苯甲酸钠。
优选地，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
进一步地，所述石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
1)将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；
2)将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理20～30min；
3)降温至室温，搅拌乳化10～15min；
4)升温至80～120℃，加入还原剂，继续反应1～2h，得到石墨烯复合材料。
进一步地，所述改性聚醚醚酮的制备方法包括以下步骤：
1)将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌5～10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；
2)将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮。
本发明还提供了一种如上所述的耐腐蚀涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将环氧树脂倒入水中，加入石墨烯复合材料、改性聚醚醚酮和偶联剂，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；
2)将混合物进行充分研磨，制得研磨物；
3)向研磨物中添加助溶剂和固化剂，继续搅拌15～30min，制得涂层材料半成品；
4)将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
优选地，，所述步骤2)中的研磨粒径为5～10nm。
优选地，所述步骤4)中煅烧温度为1300～1500℃。
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案和技术效果做进一步的说明。
实施例1
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入55g石墨烯复合材料、30g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例2
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入60g石墨烯复合材料、30g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例3
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入65g石墨烯复合材料、30g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例4
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入70g石墨烯复合材料、30g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例5
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入75g石墨烯复合材料、30g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例6
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入55g石墨烯复合材料、35g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例7
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入55g石墨烯复合材料、40g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例8
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入55g石墨烯复合材料、45g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例9
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入55g石墨烯复合材料、50g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例10
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将150g环氧树脂倒入50g水中，加入65g石墨烯复合材料、40g改性聚醚醚酮和2g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加6g苯甲酸钠和2g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例11
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将250g环氧树脂倒入90g水中，加入65g石墨烯复合材料、40g改性聚醚醚酮和8g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加10g苯甲酸钠和6g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
实施例12
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将200g环氧树脂倒入70g水中，加入65g石墨烯复合材料、40g改性聚醚醚酮和5g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加8g苯甲酸钠和4g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
对照组
取市售普通涂层材料。
将实施例1～2以及对照组制得的涂层材料涂覆在相同的基底材料上，按照GB/T1771～91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》进行盐雾试验测定最大耐腐蚀时间，其结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002960857310000081
Figure BDA0002960857310000091
由表1可知，本发明所制的耐腐蚀涂层材料相比市售普通涂层材料具有较长的抗氧化腐蚀效能，耐腐蚀性能具有较大提升；其中实施例12所制的涂层材料抗氧化腐蚀效能最长，耐腐蚀性能最优；根据实施例1～5，石墨烯复合材料用量为65g时，所制的涂层材料抗氧化腐蚀效能最长，耐腐蚀性能最优；根据实施例1、6～9，改性聚醚醚酮用量为40g时，所制的涂层材料抗氧化腐蚀效能最长，耐腐蚀性能最优。
进一步地，本发明以实施例12的制备步骤作为基础，对石墨烯复合材料和改性聚醚醚酮进行单因子缺失对比实验，实验结果发现缺失不同因子，最终制得的涂层材料的抗氧化腐蚀效能也具有一定程度的差异，具体见以下对比例。
对比例1
将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮，备用；将200g环氧树脂倒入70g水中，加入40g改性聚醚醚酮和5g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加8g苯甲酸钠和4g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
对比例2
将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理30min；降温至室温，搅拌乳化15min；升温至100℃，加入还原剂，继续反应2h，得到石墨烯复合材料，备用；将200g环氧树脂倒入70g水中，加入65g石墨烯复合材料和5g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加8g苯甲酸钠和4g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
对比例3
将200g环氧树脂倒入70g水中，加入5g乙烯基三甲氧基硅烷，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；将混合物进行充分研磨，研磨粒径至10nm，制得研磨物；向研磨物中添加8g苯甲酸钠和4g固化剂，继续搅拌30min，制得涂层材料半成品；将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，煅烧温度150℃，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
将对比例1～3制得的涂层材料涂覆在相同的基底材料上，按照GB/T1771～91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》进行盐雾试验测定最大耐腐蚀时间，其结果如下表2所示：
表2
编号 实施项目 最大耐腐蚀时间(h)
12 实施例12 2700
14 对比例1 1900
15 对比例2 1800
16 对比例3 1700
从对比例1、2与实施例12的比对结果来看，省略石墨烯复合材料或者改性聚醚醚酮的涂层材料的抗氧化腐蚀效能均有一定程度的降低。
从对比例3与实施例12的比对结果可以看出，同时省略石墨烯复合材料和改性聚醚醚酮的涂层材料的抗氧化腐蚀效能下降明显。
结合对比例1、2、3可以看出，利用石墨烯复合材料和改性聚醚醚酮的协同增效，可以有效提升涂层材料的抗氧化腐蚀效能，从而提升耐腐蚀性能。
总的来说，本发明以环氧树脂为主料，配合添加了石墨烯复合材料，以氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮共聚合复合，使聚吡咯以颗粒的形式分散在石墨烯表面，增大石墨烯在环氧树脂中的分散度，利用石墨烯的疏水性和抗渗透性，通过石墨烯复合材料中活性羟基与环氧树脂的相互交联，提高环氧树脂的致密度，有效屏蔽腐蚀介质的渗入，增加环氧树脂涂层的耐腐蚀性；还添加有改性聚醚醚酮，利用聚醚醚酮分子骨架中含有的酮键和醚键重复单元，有效提高环氧树脂固化后的耐腐蚀性。
需要说明的是，本发明实施例以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀涂层材料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：
环氧树脂150～250份、石墨烯复合材料55～75份、改性聚醚醚酮30～50份、助溶剂6～10份、偶联剂2～8份、固化剂2～6份和水50～90份。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂层材料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：
环氧树脂180～220份、石墨烯复合材料60～70份、改性聚醚醚酮35～45份、助溶剂7～9份、偶联剂4～6份、固化剂3～5份和水60～80份。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂层材料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：
环氧树脂200份、石墨烯复合材料65份、改性聚醚醚酮40份、助溶剂8份、偶联剂5份、固化剂4份和水70份。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述助溶剂为苯甲酸钠。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
1）将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；
2）将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理20～30min；
3）降温至室温，搅拌乳化10～15min；
4）升温至80～120℃，加入还原剂，继续反应1～2h，得到石墨烯复合材料。
7.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述改性聚醚醚酮的制备方法包括以下步骤：
1）将聚醚醚酮粉末与浓硫酸按质量比1:1搅拌混合，然后加入甲基化试剂，继续搅拌5～10min，得到白色絮状产物，抽滤冲洗后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；
2）将氯甲基化的聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，再加入改性剂，搅拌溶解均匀，用旋转蒸馏法除去有机溶剂，洗涤后真空干燥，制得改性聚醚醚酮。
8.一种如权利要求1～7任一所述的耐腐蚀涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将环氧树脂倒入水中，加入石墨烯复合材料、改性聚醚醚酮和偶联剂，置于搅拌机中进行搅拌分散，制得混合物；
2）将混合物进行充分研磨，制得研磨物；
3）向研磨物中添加助溶剂和固化剂，继续搅拌15～30min，制得涂层材料半成品；
4）将涂层材料半成品放入模具高温煅烧，随炉冷却至室温，取出即得耐腐蚀涂层材料。
9.根据权利要求8所述的耐腐蚀涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中的研磨粒径为5～10nm。
10.根据权利要求8所述的耐腐蚀涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中煅烧温度为1300～1500℃。
CN202110237537.XA 2021-03-04 2021-03-04 一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法 Pending CN113072853A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110237537.XA CN113072853A (zh) 2021-03-04 2021-03-04 一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110237537.XA CN113072853A (zh) 2021-03-04 2021-03-04 一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113072853A true CN113072853A (zh) 2021-07-06

Family

ID=76609813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110237537.XA Pending CN113072853A (zh) 2021-03-04 2021-03-04 一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113072853A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114232359A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 深圳市多合盈新材料有限公司 一种耐磨耐腐蚀气膜及其生产方法
CN114806340A (zh) * 2022-05-19 2022-07-29 佛山市盛菱五金制品有限公司 一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层及其制备工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012166237A2 (en) * 2011-03-31 2012-12-06 University Of Hawaii Nanoparticulate-enhanced coatings
CN104448771A (zh) * 2014-09-17 2015-03-25 上海大学 对氨基苯磺酸氧化石墨烯接枝磺化聚醚醚酮质子交换膜材料及其制备方法
CN106928810A (zh) * 2017-03-29 2017-07-07 江苏华夏制漆科技有限公司 聚吡咯/石墨烯/环氧乳液三元复合水性防腐涂料及其制备方法和应用
CN109370374A (zh) * 2018-09-27 2019-02-22 合众（佛山）化工有限公司 一种含聚醚醚酮的防腐防辐射水性双组分环氧涂料
CN109486264A (zh) * 2018-11-29 2019-03-19 安徽牡东通讯光缆有限公司 一种耐腐蚀光缆用环氧树脂涂层材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012166237A2 (en) * 2011-03-31 2012-12-06 University Of Hawaii Nanoparticulate-enhanced coatings
CN104448771A (zh) * 2014-09-17 2015-03-25 上海大学 对氨基苯磺酸氧化石墨烯接枝磺化聚醚醚酮质子交换膜材料及其制备方法
CN106928810A (zh) * 2017-03-29 2017-07-07 江苏华夏制漆科技有限公司 聚吡咯/石墨烯/环氧乳液三元复合水性防腐涂料及其制备方法和应用
CN109370374A (zh) * 2018-09-27 2019-02-22 合众（佛山）化工有限公司 一种含聚醚醚酮的防腐防辐射水性双组分环氧涂料
CN109486264A (zh) * 2018-11-29 2019-03-19 安徽牡东通讯光缆有限公司 一种耐腐蚀光缆用环氧树脂涂层材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
国家新材料产业发展专家咨询委员会编: "《中国新材料产业发展年度报告 2017》", 30 September 2018, 冶金工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114232359A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 深圳市多合盈新材料有限公司 一种耐磨耐腐蚀气膜及其生产方法
CN114806340A (zh) * 2022-05-19 2022-07-29 佛山市盛菱五金制品有限公司 一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层及其制备工艺
CN114806340B (zh) * 2022-05-19 2022-10-11 佛山市盛菱五金制品有限公司 一种卫浴五金配件的耐腐蚀耐磨涂层及其制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113072853A (zh) 一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法
CN110499086B (zh) 一种含氮化硅氧化石墨烯复合粉体无溶剂环氧涂料及其制备方法与应用
CN108117811B (zh) 一种石墨烯-硅电磁屏蔽填料及电磁屏蔽涂料
CN103497437B (zh) 轻质高强溴化丁基橡胶气密性材料及其制备方法和用途
CN106833271A (zh) 一种石墨烯型水性环氧富锌防腐涂料及其制备方法
CN103305094A (zh) 基于酚醛环氧乙烯基树脂的复合有机涂层及其制备方法
CN107760205B (zh) 一种基于聚吡咯/石墨烯复合材料的水性碳钢表面处理剂
CN108341929A (zh) 一种石墨烯环氧树脂复合材料及其制备方法
CN107858066A (zh) 一种石墨烯高性能防腐蚀涂料及其制备方法
CN108424617B (zh) 一种氢氧化氧铁负载氧化石墨烯阻燃剂的制备方法及其应用
CN105111434B (zh) 一种苯胺共聚物与石墨烯的复合材料、制备方法及其应用
CN108102434A (zh) 一种纳米增韧无机富锌涂料及其制备方法
CN109486354B (zh) 一种导电超疏水涂料及其制备方法
CN111849296A (zh) 一种低碳环保防腐涂料及其制备方法
CN107815218B (zh) 一种制备高分散性石墨烯防腐涂料的方法
WO2020082330A1 (zh) 一种环氧复合涂料及其制备方法
CN106893485B (zh) 一种烧结温度较低的无铬锌铝涂料及其制备方法和用途
CN115584095A (zh) 一种离子液体辅助分散制备高导电氟橡胶密封材料的方法
CN114232359A (zh) 一种耐磨耐腐蚀气膜及其生产方法
CN108384385A (zh) 一种新型功能涂料及其制备方法
CN114058246A (zh) 一种高强耐腐蚀水性环氧涂料及其制备方法
CN114410186A (zh) 一种自防腐水性有机富锌涂料及其制备方法
CN115851079B (zh) 一种耐腐蚀涂料、反应釜耐腐蚀层及反应釜
CN111139660B (zh) 一种石墨烯改性防腐复合胶布及其制备方法
CN116426172B (zh) 一种耐腐蚀抗酸碱水性橡胶涂料及其制备方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210706

RJ01 Rejection of invention patent application after publication