CN113122106A - 一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料及其制备方法 - Google Patents

一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料及其制备方法，该MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，按重量份计，由以下组分组成：环氧树脂：40‑70份，MXene/聚苯胺复合材料：1‑5份，消泡剂：1‑2份，流平剂：1‑2份，固化剂：10‑30份。本发明制备的涂料中MXene与聚苯胺协同作用，使得纳米复合涂料既具有导电性，又有抗菌性，同时提供化学防腐与物理阻隔效果。本发明纳米复合涂料的制备方法简单，防腐抗菌性能良好，易于大规模化工业化生产。

Description

一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能涂料与复合材料技术领域，特别涉及一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，各种各样的涂料被广泛应用在建筑行业、机械制造、船舶等领域。但是由于在日常使用过程中，电化学腐蚀与化学腐蚀的发生将有可能造成非常严重的后果。目前传统的功能涂料已经不能充分满足行业使用的要求。在材料表面涂覆一层防腐涂料，隔绝外界环境与金属表面接触，是目前最便捷有效的防腐方法之一。聚苯胺是最早应用于防腐领域的一种导电高分子，其能传导腐蚀过程中形成的电子，减缓腐蚀，但单纯的聚苯胺涂层具有微观多孔结构，对外界氧气与水的阻隔性能较差，涂层对于基底的附着力较小。近年来，热稳定性好、导电性优异的MXene引起了人们的广泛关注。但是由于MXene的高表面能，它极易发生团聚，导致其片层间难分离。
与此同时，随着人类对自身健康状况的重视，朝夕相处的居住环境也越来越受到关注。可见居室环境中微生物造成的污染是不可忽视的。抗菌涂料可直接涂装在各种材料上，因其使用方便而备受关注，开发具有抗菌功能的涂料也是涂料工业发展的方向之一。目前常见的小分子抗菌剂存在抗菌耐久性差的问题。面对巨大的防腐抗菌压力，亟待需求研发制备高效的、可持续的、多功能性的新型涂料。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种组分分散均匀，兼具防腐与抗菌性能的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，以解决现有抗菌涂料抗菌耐久性差的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，按重量份计，由以下组分组成：环氧树脂：40-70份，MXene/聚苯胺复合材料：1-5份，消泡剂：1-2份，流平剂：1-2份，固化剂：10-30份。
可选地，所述MXene/聚苯胺复合材料为通过以下方法制得的MXene/聚苯胺复合材料：
将0.1-1g苯胺加入至10-100mL浓度为1mol L-1盐酸中，配成溶液A；
将0.1-1gMXene加入至10-100mL水中，配成溶液B；
将溶液A滴加到溶液B中，在0-4℃下反应6-12小时，离心、洗涤，得到MXene/聚苯胺复合材料。
可选地，所述MXene为Ti3C2Tx，其中，Tx为-O、-F和-OH。
可选地，所述环氧树脂为环氧树脂E51、环氧树脂E44中的一种。
可选地，所述固化剂为聚酰胺固化剂，或为聚醚胺固化剂。
可选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂，或为聚醚消泡剂。
可选地，所述流平剂为聚丙烯酸酯流平剂，或为聚硅氧烷流平剂。
本发明的第二目的在于提供一种制备上述MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料的方法，该制备方法，包括以下步骤：
将所述MXene/聚苯胺复合材料、所述消泡剂、所述流平剂依次加入至所述环氧树脂中，混合均匀，然后，加入所述固化剂，搅拌混合30-50分钟后，得到MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料。
相对于现有技术，本发明所述的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料具有以下优势：
1、本发明利用MXene吸附苯胺单体，直接引发苯胺的聚合反应，将聚苯胺复合在MXene表面，减弱了MXene的聚集。
2、本发明中MXene所含有的官能团与聚苯胺的共轭结构有利于MXene/聚苯胺复合材料在环氧树脂体系中分散均匀。
3、本发明的复合防腐抗菌涂料中的聚苯胺与MXene具有良好的导电性与抗菌性，可以起到防腐抗菌的效果，两者协同作用使得该复合涂料具有优良的防腐抗菌性能与优秀的物理性能。
4、本发明的复合防腐抗菌涂料生产工艺简单，有利于于大规模生产。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，按重量份计，由以下组分组成：环氧树脂E51：45份，MXene/聚苯胺复合材料：2份，聚酰胺固化剂：15份，有机硅消泡剂：1份，聚丙烯酸酯流平剂：1份。
上述MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料具体通过以下方法制得：
1)将0.2g苯胺加入至10mL浓度为1mol L-1盐酸中，配成溶液A；
2)将0.1g MXene加入至200mL水中，配成溶液B，其中，MXene为Ti3C2Tx，Tx为-O、-F和-OH，也即MXene包含-O、-F和-OH三种官能团；
3)将溶液A滴加到溶液B中，在4℃下反应6小时，离心、洗涤，得到MXene/聚苯胺复合材料；
4)按上述原料配比将MXene/聚苯胺复合材料、消泡剂、流平剂依次加入至环氧树脂中，混合均匀，然后，加入固化剂，搅拌混合30分钟后，得到MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料。
实施例2
一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，按重量份计，由以下组分组成：环氧树脂E44：60份，MXene/聚苯胺复合材料：3份，聚醚胺固化剂：22份，聚醚消泡剂：1份，聚硅氧烷流平剂：2份。
上述MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料具体通过以下方法制得：
1)将0.5g苯胺加入60mL浓度为1mol L-1盐酸中，配成溶液A；
2)将0.5g的MXene加入70mL水中，配成溶液B，其中，MXene为Ti3C2Tx，Tx为-O、-F和-OH，也即MXene包含-O、-F和-OH三种官能团；
3)将溶液A滴加到溶液B中，在0℃下反应10小时，离心、洗涤，得到MXene/聚苯胺复合材料；
4)按上述原料配比将MXene/聚苯胺复合材料、消泡剂、流平剂依次加入至环氧树脂中，混合均匀，然后，加入固化剂，搅拌混合50分钟后，得到MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料。
实施例3
一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，按重量份计，由以下组分组成：环氧树脂E51：55份，MXene/聚苯胺复合材料：3份，聚醚胺固化剂：18份，有机硅消泡剂：2份，聚硅氧烷流平剂：1.5份。
上述MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料具体通过以下方法制得：
1)将0.2g苯胺加入30mL浓度为1mol L-1盐酸中，配成溶液A；
2)将0.5g的MXene加入50mL水中，配成溶液B，其中，MXene为Ti3C2Tx，Tx为-O、-F和-OH，也即MXene包含-O、-F和-OH三种官能团；
3)将溶液A滴加到溶液B中，在4℃下反应8小时，离心、洗涤，得到MXene/聚苯胺复合材料；
4)按上述原料配比将MXene/聚苯胺复合材料、消泡剂、流平剂依次加入至环氧树脂中，混合均匀，然后，加入固化剂，搅拌混合30分钟后，得到MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料。
实施例4
一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，按重量份计，由以下组分组成：环氧树脂E44：40份，MXene/聚苯胺复合材料：1份，聚酰胺固化剂：12份，有机硅消泡剂：1.5份，聚硅氧烷流平剂：1.5份。
上述MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料具体通过以下方法制得：
1)将0.6g苯胺加入100mL浓度为1mol L-1盐酸中，配成溶液A；
2)将0.8g的MXene加入80mL水中，配成溶液B，其中，MXene为Ti3C2Tx，Tx为-O、-F和-OH，也即MXene包含-O、-F和-OH三种官能团；
3)将溶液A滴加到溶液B中，在4℃下反应12小时，离心、洗涤，得到MXene/聚苯胺复合材料；
4)按上述原料配比将MXene/聚苯胺复合材料、消泡剂、流平剂依次加入至环氧树脂中，混合均匀，然后，加入固化剂，搅拌混合40分钟后，得到MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料。
取本发明实施例1-4制得的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料涂覆在碳钢电极上，涂层厚度约为300μm，浸没在质量分数3.5％的NaCl水溶液中，使用CHI-660电化学工作站进行性能测试，并将其与未涂覆本发明实施例1-4制得的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料的碳钢电极进行对比，测试结果如表1所示。
表1。
Figure BDA0003004214810000061
由表1可见，本发明实施例1-4制备的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料具有优良的防腐性能与抗菌性能，这是因为MXene与聚苯胺的有效包覆，使得复合材料与环氧树脂紧密结合，在复合涂料中分散均匀，从而使得所得的MXene/聚苯胺纳米复合涂料具有良好的防腐效果与抗菌性能。
以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，其特征在于，按重量份计，由以下组分组成：环氧树脂：40-70份，MXene/聚苯胺复合材料：1-5份，消泡剂：1-2份，流平剂：1-2份，固化剂：10-30份。
2.根据权利要求1所述的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，其特征在于，所述MXene/聚苯胺复合材料为通过以下方法制得的MXene/聚苯胺复合材料：
将0.1-1g苯胺加入至10-100mL浓度为1mol L-1盐酸中，配成溶液A；
将0.1-1gMXene加入至10-100mL水中，配成溶液B；
将溶液A滴加到溶液B中，在0-4℃下反应6-12小时，离心、洗涤，得到MXene/聚苯胺复合材料。
3.根据权利要求2所述的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，其特征在于，所述MXene为Ti3C2Tx，其中，Tx为-O、-F和-OH。
4.根据权利要求1所述的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂E51、环氧树脂E44中的一种。
5.根据权利要求1所述的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺固化剂，或为聚醚胺固化剂。
6.根据权利要求1所述的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂，或为聚醚消泡剂。
7.根据权利要求1所述的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，其特征在于，所述流平剂为聚丙烯酸酯流平剂，或为聚硅氧烷流平剂。
8.制备权利要求1至7任一项所述的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述MXene/聚苯胺复合材料、所述消泡剂、所述流平剂依次加入至所述环氧树脂中，混合均匀，然后，加入所述固化剂，搅拌混合30-50分钟后，得到MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113845633A (zh) * 2021-10-08 2021-12-28 湖北三棵树新材料科技有限公司 聚甲基丙烯酸羟乙酯接枝MXene、防腐涂料及其制备方法
CN114806347A (zh) * 2022-04-18 2022-07-29 江苏科技大学 一种防腐涂料及其制备方法
CN115926581A (zh) * 2021-08-18 2023-04-07 中国石油天然气集团有限公司 一种MXene改性环氧防腐涂料及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112552801A (zh) * 2020-12-25 2021-03-26 南京大学 一种含Ti3C2TX（MXene）/聚苯胺的水性防腐涂料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112552801A (zh) * 2020-12-25 2021-03-26 南京大学 一种含Ti3C2TX（MXene）/聚苯胺的水性防腐涂料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KASHIF RASOOL等: "Antibacterial Activity of Ti3C2Tx MXene", 《ACSNANO》 *
周璇等: "新型二维层状纳米材料的抗菌研究进展", 《材料工程》 *
郑伟等: "二维纳米材料MXene的研究进展", 《材料导报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115926581A (zh) * 2021-08-18 2023-04-07 中国石油天然气集团有限公司 一种MXene改性环氧防腐涂料及其制备方法
CN113845633A (zh) * 2021-10-08 2021-12-28 湖北三棵树新材料科技有限公司 聚甲基丙烯酸羟乙酯接枝MXene、防腐涂料及其制备方法
CN113845633B (zh) * 2021-10-08 2023-10-20 湖北三棵树新材料科技有限公司 聚甲基丙烯酸羟乙酯接枝MXene、防腐涂料及其制备方法
CN114806347A (zh) * 2022-04-18 2022-07-29 江苏科技大学 一种防腐涂料及其制备方法

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