CN114790356A - 氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法，所述超疏水涂层材料按重量份数计，由下述原料制备而成：100份改性环氧树脂、1~20份氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、30~40份固化剂。本发明采用氟化石墨烯负载MOFs纳米材料作为填料，制备了一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。本发明的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料不仅能极大程度的改善环氧树脂的抗腐蚀性能和抗冰冻性，还能有效提高复合材料的憎水性和耐老化性能。氟化石墨烯负载MOFs的引入改善了环氧树脂的机械性能，致使冲击强度明显增强。
Description
技术领域
本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种超疏水涂层材料及其制备方法，具体涉及一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法。
背景技术
结构混凝土因性优、价廉等特点，已广泛应用于公路、桥梁、房屋建筑等领域。随着我国社会经济的发展，各种涂层材料应运而生，机械性能优异、耐腐蚀性能优良的涂层材料越来越得到人们的青睐和市场的认可。目前，防腐蚀最常用的方法就是在混凝土表面涂覆防腐涂料后，能显著延缓其被腐蚀速度和增长使用寿命。近年来，基于大型工程和设备的出现，防腐涂料的性能要求愈来愈高，不仅要求其具有良好的防腐效果，还要满足易涂覆、易固化、环保等要求。
环氧树脂以其优异的附着力、耐化学腐蚀性、热稳定性、低毒性被广泛用作防腐涂层材料的成膜聚合物，使其在公路防护、金属防腐等领域中得到广泛的应用。尽管环氧树脂具有诸多优异的性能，但脆性大、固结强度低、防腐性能不佳却限制了它在高温、冻土等极端环境下的使用。因此，环氧树脂涂层材料的耐侯性、耐磨性及耐水性等还尚待提高。
氟化石墨烯是一种多维碳纳米材料，由于氟化石墨烯本身具有优异的电学、力学、热学和超疏水等性能，且自身的片层结构具有超强的屏蔽性，可阻挡腐蚀介质进入涂层，将其应用于防腐涂料中，既可以改善涂层的柔韧性、硬度、抗冲击性能等，又能增强材料的抗耐蚀性和自清洁性。由此看来，氟化石墨烯有望推动树脂基涂层材料的快速发展。金属有机骨架（MOFs）是一种具有高化学稳定性、结构可控的有机/无机纳米粒子，它不仅能显著改善树脂基的固结强度和机械性能，还可有效增强环氧树脂涂层材料的抗紫外特性。近年来，国内外研究者们已开展了众多关于环氧树脂／纳米粒子复合材料的研究工作，但氟化石墨烯改性环氧树脂在混凝土防腐涂料方面的应用研究尚未见报道。充分利用纳米技术所提供的可能性，制备抗紫外、防腐性能优异和综合力学性能优良的环氧纳米复合涂层材料具有极大的研究价值和应用前景。鉴于此，以氟化石墨烯负载MOFs改性树脂基体有望制备出高性能涂层材料。
发明内容
针对现有环氧树脂脆性大、固结强度低、防腐性能不佳的问题，本发明提供了一种疏水性好、抗腐蚀效果佳、抗冰冻性优良的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法。本发明的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料不仅能极大程度的改善环氧树脂的抗腐蚀性能和抗冰冻性，还能有效提高复合材料的憎水性和耐老化性能。氟化石墨烯负载MOFs的引入改善了环氧树脂的机械性能，致使冲击强度明显增强。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，按重量份数计，由下述原料制备而成：100份改性环氧树脂、1~20份氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、30~40份固化剂，其中：
所述氟化石墨烯负载MOFs材料是通过MOFs纳米材料与氟化石墨烯在150~180℃下回流反应24~48小时获得；
所述氟化石墨烯、MOFs纳米材料的配比为10~20g：1~5g；
所述MOFs纳米材料为金属有机框架纳米材料；
所述MOFs纳米材料包括金属簇的金属有机框架，其是以2-氨基对苯二甲酸其衍生物为链段、过渡金属离子通过配位键形成的配位型化合物；
所述改性环氧树脂是由环氧树脂、三甲氧基（1H ,1H ,2H ,2H-十七氟癸基）硅烷、乙醇水制得；
所述环氧树脂、三甲氧基（1H ,1H ,2H ,2H-十七氟癸基）硅烷和乙醇水溶液的配比为100g：10~20g：10ml；
所述乙醇水溶液中无水乙醇和水的体积为8：2；
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51、双酚A型环氧树脂E44、双酚F型环氧树脂F51一种或几种；
所述固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚酰胺、酚醛改性胺中的一种或几种的混合物。
一种上述氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料的制备方法，包括步骤如下：
步骤1、分别取10~20g氟化石墨烯、1~5g MOFs纳米材料分散于50~100ml N,N-二甲基甲酰胺中，氮气保护下，升温至150~180℃下反应24~48小时，然后80℃下真空干燥8~12小时，自然冷却得到氟化石墨烯负载MOFs纳米材料。
步骤2、向100g环氧中加入10~20g三甲氧基（1H ,1H ,2H ,2H-十七氟癸基）、10ml乙醇水，室温下磁力搅拌10~30分钟，然后在60~70℃下冷凝回流5~10小时，将上述混合物用旋减压蒸馏除去溶剂，即得改性环氧树脂。
步骤3、将100g改性环氧树脂、1~20g氟化石墨烯负载MOFs和30~40g固化剂混合，加入5~20ml无水乙醇，超声分散10~30分钟后倒入模具进行抽真空脱泡，再在25~30℃真空干燥箱中固化24~48小时，制得氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。
本发明中，所述MOFs纳米材料是以2-氨基对苯二甲酸及其衍生物为有机链段，过渡金属离子为中心原子的金属有机框架。以氨基功能化的钛基金属有机骨架（NH2-MIL-125）为例，其通过水热法合成制备，具体步骤如下：在室温下，按重量份计，将7.2份H2BDC-NH2溶于90份N，N-二甲基甲酰胺和10份无水甲醇中，然后再向上述溶液中加入3.6份异丙醇钛TPOT，磁力搅拌均匀10~30分钟，最后将其置于120~180℃的环境下反应24~48小时，自然冷却后离心分离，然后在室温下用N，N-二甲基甲酰胺和无水甲醇进行数次洗涤，最后将其置于80~100℃真空烘箱中干燥8~24小时，即得NH2-MIL-125。
本发明中，所述氟化石墨烯负载MOFs纳米材料是以氟化石墨烯为载体，MOFs为负载物，其中MOFs纳米材料以氨基功能化的钛基金属有机骨架（NH2-MIL-125）为例，通过回流法合成制备，具体步骤如下：在室温下，以50~100ml N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，然后向其中加入10~20g氟化石墨烯、1~5g NH2-MIL-125，磁力搅拌均匀10~30分钟，最后氮气保护下，将其置于150~180℃的环境下反应24~48小时，自然冷却后离心分离，然后在室温下用N，N-二甲基甲酰胺和无水甲醇进行数次洗涤，最后将其置于80℃真空烘箱中干燥8~12小时，即得氟化石墨烯负载MOFs纳米材料。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
1、本发明采用氟化石墨烯负载MOFs纳米材料作为填料，制备了一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。氟化石墨烯负载MOFs纳米材料有效增强了环氧树脂涂层的抗腐蚀性能，明显改善了环氧树脂的脆性，提高了树脂基材料的冲击强度。
2、本发明的氟化石墨烯负载MOFs/环氧树脂超疏水涂层材料除了具备优异的疏水性能，其静态水接触角高达156°，同时还有着良好的耐老化性能。
3、本发明的氟化石墨烯负载MOFs/环氧树脂超疏水涂层材料具有良好的抗紫外性、抗腐蚀性、抗冰冻性，且涂层长久不会脱落和退变。
4、本发明的氟化石墨烯负载MOFs/环氧树脂超疏水涂层材料不仅操作简洁、效率高效、性能优异，还能有效抵抗氯离子的侵蚀，提高混凝土结构的耐久性，可广泛应用于混凝土结构防腐。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
步骤1、MOFs纳米材料的制备：将7.2g H2BDC-NH2溶于100mL混合溶剂（N，N-二甲基甲酰胺和无水甲醇的体积比= 9：1）中，然后再向上述溶液中加入3.6ml TPOT；在室温下搅拌30分钟后，将混合物转移到带150mL四氟乙烯内衬的高压反应釜中，静置于150℃的烘箱中反应24小时。待其自然冷却后过滤，滤得的黄色固体产物用N，N-二甲基甲酰胺洗涤24小时，然后更换无水甲醇洗涤24小时，以去除残留的反应物。最后，将黄色固体在100℃的真空烘箱中干燥12小时，得到的黄色粉末即为NH2-MIL-125。
步骤2、氟化石墨烯负载MOFs纳米材料的制备：称取1.0gMOFs纳米材料，然后将其加入至50mL N，N-二甲基甲酰胺中，再向上述化混合物中加入10.0g氟化石墨烯；在室温下搅拌30分钟后，氮气保护下，升温至150℃回流24小时。待其自然冷却后过滤，滤得的固体产物用N，N-二甲基甲酰胺洗涤24小时，然后更换无水甲醇洗涤24小时，以去除残留的反应物。最后，将固体粉末在80℃的真空烘箱中干燥12小时，得到氟化石墨烯负载MOFs纳米材料。
步骤3、改性环氧树脂的制备：向100g环氧树脂E-51中加入10g三甲氧基（1H ,1H ,2H ,2H-十七氟癸基）、10ml乙醇水（无水乙醇和水的体积为8：2），室温下磁力搅拌30分钟，然后在70℃下冷凝回流8小时，将上述混合物用旋减压蒸馏除去溶剂，即得改性环氧树脂。
步骤4、称取0.1g氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、10g改性环氧树脂，将其依次加入到装有5ml无水乙醇的干净烧杯中，再向上述混合物中加入4.0g聚酰胺，超声分散10分钟后，倒入模具中，抽真空脱气泡后，在25℃下固化24小时，得到氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。
实施例2
本实施例与实施例1不同的是：步骤4、称取0.5g氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、10g改性环氧树脂，将其依次加入到装有5ml无水乙醇的干净烧杯中，再向上述混合物中加入4.0g聚酰胺，超声分散10分钟后，倒入模具中，抽真空脱气泡后，在25℃下固化24小时，得到氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。
实施例3
本实施例与实施例1不同的是：步骤4、称取1.0g氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、10g改性环氧树脂，将其依次加入到装有5ml无水乙醇的干净烧杯中，再向上述混合物中加入4.0g聚酰胺，超声分散10分钟后，倒入模具中，抽真空脱气泡后，在25℃下固化24小时，得到氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。
实施例4
本实施例与实施例1不同的是：步骤4、称取1.5g氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、10g改性环氧树脂，将其依次加入到装有5ml无水乙醇的干净烧杯中，再向上述混合物中加入4.0g聚酰胺，超声分散10分钟后，倒入模具中，抽真空脱气泡后，在25℃下固化24小时，得到氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。
实施例5
本实施例与实施例1不同的是：步骤4、称取2.0g氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、10g改性环氧树脂，将其依次加入到装有5ml无水乙醇的干净烧杯中，再向上述混合物中加入4.0g聚酰胺，超声分散10分钟后，倒入模具中，抽真空脱气泡后，在25℃下固化24小时，得到氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。
比较例：
称取10g环氧树脂E-51，将其加入至装有5ml无水乙醇的干净烧杯中，再向上述混合物中加入4.0g聚酰胺，超声分散10分钟后，倒入模具中，抽真空脱气泡后，在25℃下固化24小时，得到环氧树脂涂层材料。
由表1和表2可知，本发明的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂涂层材料与纯环氧树脂涂层材料相比，水接触角明显增大，冲击强度强度显著提高，且随着氟化石墨烯负载MOFs含量的不断增加，水接触角和冲击强度强度不断增大。当氟化石墨烯负载MOFs的质量添加量为15%时，冲击强度由9.8KJ/m2增加至20.1KJ/m2，水接触角由76°增加至156°；同时，根据电化学测试数据显示，当MOFs的质量添加量为15%时，氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂涂层材料的阻抗值和相位角分别增加至4.88×106Ω·cm2、145.6°，这归因于氟化石墨烯负载MOFs的引入使环氧体系中用更多的有超强的屏蔽性和疏水性，致使纳米复合体系的防腐性能增强。
表1氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂涂层材料的水接触角、冲击强度测试结果
表2氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂涂层材料的阻抗值、相位角测试结果
Claims (10)
1.一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，其特征在于所述超疏水涂层材料按重量份数计，由下述原料制备而成：100份改性环氧树脂、1~20份氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、30~40份固化剂。
2.根据权利要求1所述的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，其特征在于所述氟化石墨烯负载MOFs材料是通过MOFs纳米材料与氟化石墨烯在150~180℃下回流反应24~48小时获得。
3.根据权利要求2所述的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，其特征在于所述氟化石墨烯、MOFs纳米材料的配比为10~20g：1~5g。
4.根据权利要求1所述的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，其特征在于所述MOFs纳米材料是以2-氨基对苯二甲酸其衍生物为链段、过渡金属离子通过配位键形成的配位型化合物。
5.根据权利要求1所述的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，其特征在于所述改性环氧树脂是由环氧树脂、三甲氧基（1H ,1H ,2H ,2H-十七氟癸基）硅烷、乙醇水制得。
6.根据权利要求5所述的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，其特征在于所述环氧树脂、三甲氧基（1H ,1H ,2H ,2H-十七氟癸基）硅烷和乙醇水溶液的配比为100g：10~20g：10ml。
7.根据权利要求5所述的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，其特征在于所述乙醇水溶液中无水乙醇和水的体积为8：2。
8.根据权利要求6所述的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，其特征在于所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51、双酚A型环氧树脂E44、双酚F型环氧树脂F51一种或几种。
9.根据权利要求1所述的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，其特征在于所述固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚酰胺、酚醛改性胺中的一种或几种的混合物。
10.一种权利要求1-9任一项所述氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料的制备方法，其特征在于所述方法包括步骤如下：
步骤1、分别取10~20g氟化石墨烯、1~5g MOFs纳米材料分散于50~100ml N,N-二甲基甲酰胺中，氮气保护下，升温至150~180℃下反应24~48小时，然后80℃下真空干燥8~12小时，自然冷却得到氟化石墨烯负载MOFs纳米材料，
步骤2、向100g环氧中加入10~20g三甲氧基（1H ,1H ,2H ,2H-十七氟癸基）、10ml乙醇水，室温下磁力搅拌10~30分钟，然后在60~70℃下冷凝回流5~10小时，将上述混合物用旋减压蒸馏除去溶剂，即得改性环氧树脂，
步骤3、将100g改性环氧树脂、1~20g氟化石墨烯负载MOFs和30~40g固化剂混合，加入5~20ml无水乙醇，超声分散10~30分钟后倒入模具进行抽真空脱泡，再在25~30℃真空干燥箱中固化24~48小时，制得氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115160893A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-10-11 | 重庆工商大学 | 一种MOFs材料改性环氧复合涂料及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110922862A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-03-27 | 湖南科技大学 | 一种纳米SiO2/改性环氧树脂超疏水涂层材料的制备方法 |
| CN111363450A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-03 | 江苏冠军科技集团股份有限公司 | 一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用 |
| CN111808499A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-23 | 安徽新大陆特种涂料有限责任公司 | 一种有机骨架改性环氧树脂抗刮伤水性涂料 |
| CN112143346A (zh) * | 2020-10-09 | 2020-12-29 | 东北大学 | 一种氧化石墨烯接枝纳米Fe2O3/环氧复合涂层的制备方法 |
| CN112442187A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-05 | 山东重山光电材料股份有限公司 | 一种fg@mof复合材料及包含该复合材料的涂料及其制备方法和应用 |
| CN112851924A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-05-28 | 大连理工大学 | 一种可循环的含氮聚碳酸酯塑料的合成方法 |
-
2022
- 2022-05-09 CN CN202210499399.7A patent/CN114790356A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110922862A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-03-27 | 湖南科技大学 | 一种纳米SiO2/改性环氧树脂超疏水涂层材料的制备方法 |
| CN111363450A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-03 | 江苏冠军科技集团股份有限公司 | 一种改性环氧防腐涂料及其制备方法和应用 |
| CN111808499A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-23 | 安徽新大陆特种涂料有限责任公司 | 一种有机骨架改性环氧树脂抗刮伤水性涂料 |
| CN112143346A (zh) * | 2020-10-09 | 2020-12-29 | 东北大学 | 一种氧化石墨烯接枝纳米Fe2O3/环氧复合涂层的制备方法 |
| CN112442187A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-05 | 山东重山光电材料股份有限公司 | 一种fg@mof复合材料及包含该复合材料的涂料及其制备方法和应用 |
| CN112851924A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-05-28 | 大连理工大学 | 一种可循环的含氮聚碳酸酯塑料的合成方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 尹迪: "《基于MOF的智能涂层的制备及防腐性能研究》" * |
| 尹迪: "《基于MOF的智能涂层的制备及防腐性能研究》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115160893A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-10-11 | 重庆工商大学 | 一种MOFs材料改性环氧复合涂料及其制备方法 |
| CN115160893B (zh) * | 2022-08-03 | 2023-10-10 | 重庆工商大学 | 一种MOFs材料改性环氧复合涂料及其制备方法 |
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