CN115286975A - 一种防腐导电涂料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种防腐导电涂料及其应用，该涂料特别适合用于石油化工运输管道的防腐导电。所述防腐导电涂料由环氧树脂、固化剂、分散剂、流平剂、填料和溶剂组成，原料简单，成本低廉，易于大规模生产。尤其是使用氧化石墨烯、改性氧化石墨烯或功能化氧化石墨烯作为填料，制备得到的涂料防腐导电性能优异，在石油化工运输管道领域具有广泛的应用价值。

Description

一种防腐导电涂料及其应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种防腐导电涂料及其应用。
背景技术
石油作为一种重要的不可再生的能源，尤其是像我国这样的石油储量本就较少的国家而言，其对各行各业的重要性不言而喻，因此石油工业的安全受到国家的高度重视。石油工业中长期存在有原油精炼、储油及运输设备的侵蚀问题，特别是含硫原油的活性硫很容易分解为硫化氢，硫化氢与炼油、储存及运输设备会发生反应生造成腐蚀。硫含量越高，对炼油、储存及运输设备的腐蚀性越强，原油提炼设施和石油储存和运输设施的耐用年限也越短。同时，随着原油开采难度越来越大，原油的品质也越来越低，再加上原油开采过程中添加的各类助剂日益繁多，原油对管道的腐蚀现象日益严重，不断出现原油输送管道因为腐蚀问题导致的原油泄漏事故。除此之外，在注油或排放油气、特别是油品运输过程中石油快速流动时，并与运输设备摩擦碰撞过程中，容易产生静电，当设备表面形成静电荷的速度高于设备所能排走的静电荷的速度，那么就可能造成能量累积，当累积到一定程度时，就会达到石油蒸汽与氧气混合体的爆炸点，将油品或者天然气等引爆，发生爆炸。为了确保石化设备的安全使用，在该领域中使用导电耐腐蚀涂料可以在一定程度上防止静电现象的形成，而且有利于静电荷的导走。因此，使用防腐导电涂层用于保护石油化工设备非常经济且易于实施。
申请号为201711195070.7的发明专利公开了一种防腐导电涂料及其制备方法和应用，是通过将树脂、溶剂、导电填料混合均匀，研磨后得到涂料。该申请通过选用对强酸强碱高温等极端环境耐受性极佳的聚芳醚酮树脂，实现了涂料对极端使用环境的适应，同时选用合适的导电填料还能维持良好的导电性能，从而保证涂料在强酸强碱等极端环境仍然具有良好的导电性能，大大拓展了导电涂料的使用场景。但是该防腐导电涂料性能欠佳，不能满足其在石油化工运输管道中的应用。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种防腐导电涂料及其应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种防腐导电涂料，由以下原料组成：
35-50重量份环氧树脂、5-10重量份固化剂、0.5-2重量份分散剂、0.5-1.5重量份流平剂、15-28重量份填料、26-37重量份溶剂。
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中的任意一种。
所述固化剂为胺类有机化合物或异氰酸酯类固化剂。
进一步地，所述胺类有机化合物为乙二胺、二乙烯三胺中的任意一种。
所述分散剂为聚丙烯酰胺。
所述流平剂为环烷酸钴、环烷酸锌中的任意一种。
所述溶剂为二甲苯、N-甲基吡咯烷酮、正丁醇、环己酮中的一种或多种。
进一步地，所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物，其中二甲苯和正丁醇的摩尔比为(5-10):(2-5)。
所述填料为氧化石墨烯、改性氧化石墨烯或功能化氧化石墨烯中的任意一种。
石墨烯作为一种二维碳材料，具有高导热性、优异的导电性和不渗透腐蚀性介质等诸多优异性能，一直被认为是导电性能最高的填料和最薄的防腐填料。然而石墨烯片层在范德华力的影响下容易团聚或重叠，导致其纵横比显著降低；同时水分散石墨烯涂料的制备过程复杂，其导电性和耐腐蚀性受限，使得石墨烯作为防腐填料功能不佳。
氧化石墨烯作为一种特殊的石墨烯衍生物，是石墨烯的有效替代品，其表面含有许多官能团，如羟基、羰基、羧基和环氧基团等，这些官能团作为反应的活性位点，使氧化石墨烯更容易被聚合物或碱金属氧化物修饰，从而改善了氧化石墨烯与涂料的聚合物基体之间的界面相互作用。因此，将氧化石墨烯作为填料加入到涂料中具有两个明显的优势：1)形成增强涂料涂层导电性能的3D导电网络；2)有效的迷宫效应，能够显著提高涂层的防腐性能。
所述氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
将0.5-2重量份石墨粉和0.2-0.8重量份硝酸钠加入20-30重量份浓硫酸中，在温度为-1-2℃的冰水浴中以600-1000rpm的转速搅拌20-40min，然后加入3-5重量份高锰酸钾，继续搅拌30-90min，接着将温度加热至30-40℃继续搅拌20-40min，随后加入40-60重量份水，并将温度加热至90-100℃继续搅拌20-40min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入40-60重量份水和3-8重量份20-40wt％过氧化氢水溶液，搅拌15-30min，结束后离心、洗涤、干燥，得到氧化石墨烯。
所述改性氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将0.5-2重量份石墨粉和0.2-0.8重量份硝酸钠加入20-30重量份浓硫酸中，在温度为-1-2℃的冰水浴中以600-1000rpm的转速搅拌20-40min，然后加入3-5重量份高锰酸钾，继续搅拌30-90min，接着将温度加热至30-40℃继续搅拌20-40min，随后加入40-60重量份水，并将温度加热至90-100℃继续搅拌20-40min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入40-60重量份水和3-8重量份20-40wt％过氧化氢水溶液，搅拌15-30min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液依次用0.5-1.5mol/L盐酸溶液和水进行洗涤，离心至中性后，分散在40-50重量份浓氨水中，然后加入3重量份70-85wt％肼溶液，在温度为80-95℃下以600-1000rpm的转速搅拌40-80min，结束后离心、洗涤、干燥，得到改性氧化石墨烯。
进一步地，所述改性氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将0.5-2重量份石墨粉和0.2-0.8重量份硝酸钠加入20-30重量份浓硫酸中，在温度为-1-2℃的冰水浴中以600-1000rpm的转速搅拌20-40min，然后加入3-5重量份高锰酸钾，继续搅拌30-90min，接着将温度加热至30-40℃继续搅拌20-40min，随后加入40-60重量份水，并将温度加热至90-100℃继续搅拌20-40min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入40-60重量份水和3-8重量份20-40wt％过氧化氢水溶液，搅拌15-30min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将2-5重量份铁粉加入到步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液中，在室温下以800-1500rpm的转速搅拌120-180min，结束后离心、洗涤、干燥，得到预改性氧化石墨烯；最后将预改性氧化石墨烯置于微波炉中，在氮气气氛下用功率为500-1000W的微波照射8-15s，得到改性氧化石墨烯。
本发明先通过改进的Hummers法氧化石墨粉，无需任何洗涤即可获得黄色的含有酸的氧化石墨烯悬浮液，然后加入铁粉与溶液中的H+进行反应，产生的二价铁离子被吸附到铁粉颗粒上，这进一步吸引了带负电的氧化石墨烯上；因此氧化石墨烯通过Fe/Fe2+和H+/H2之间的快速电子转移被还原为预改性氧化石墨烯。在这个温和的还原过程中，氧化石墨烯的部分含氧官能团被消除，这增加了微波的吸收。接下来，利用微波辐射在氮气气氛中均匀快速地加热预改性氧化石墨烯，温度的快速升高使剩余的含氧官能团在层间分解成气体以剥离堆叠的预改性氧化石墨烯，导致体积急剧膨胀，实现有效剥离。整个过程耗时短，同时获得的改性氧化石墨烯已经被充分剥离，具有“蠕虫状”形态-明显的薄层结构和极其透明的边缘。
而采用肼制备改性氧化石墨烯，首先需要将含有酸的氧化石墨烯的悬浮液通过洗涤、离心至中性，再用肼还原法进行液相还原。不但整个过程耗时长，而且获得的改性氧化石墨烯未能充分剥离，且厚度较厚。
所述功能化氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将0.5-2重量份石墨粉和0.2-0.8重量份硝酸钠加入20-30重量份浓硫酸中，在温度为-1-2℃的冰水浴中以600-1000rpm的转速搅拌20-40min，然后加入3-5重量份高锰酸钾，继续搅拌30-90min，接着将温度加热至30-40℃继续搅拌20-40min，随后加入40-60重量份水，并将温度加热至90-100℃继续搅拌20-40min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入40-60重量份水和3-8重量份20-40wt％过氧化氢水溶液，搅拌15-30min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将2-5重量份铁粉加入到步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液中，在室温下以800-1500rpm的转速搅拌120-180min，结束后离心、洗涤、干燥，得到预改性氧化石墨烯；最后将预改性氧化石墨烯置于微波炉中，在氮气气氛下用功率为500-1000W的微波照射8-15s，得到改性氧化石墨烯；
S3、将0.5-1重量份步骤S2制备的改性氧化石墨烯加入40-60重量份水中，置于超声波频率25-35kHz、超声功率300-400W下超声分散20-40min，得到改性氧化石墨烯分散液；将0.8-1.5重量份功能化单体加入40-55重量份40-60wt％乙醇水溶液中，在室温下以600-1000rpm转速搅拌20-40min，得到功能化溶液；然后在氮气气氛下，将功能化溶液加入改性氧化石墨烯分散液中，在室温下以500-1000rpm转速搅拌5-15min，接着加入0.5-1.5重量份催化剂继续搅拌反应24-48h，结束后离心、洗涤、干燥，得到功能化氧化石墨烯。
所述功能化单体为吡咯和/或苯胺。
优选的，所述功能化单体为吡咯和苯胺的混合物，其中吡咯和苯胺的质量比为(1-3):1。
所述催化剂为氯化铁和/或8-12mol/L盐酸水溶液。
改性氧化石墨烯表面仍具有一定量的活性位点，亲水基团使改性氧化石墨烯纳米片更容易被聚合物或碱金属氧化物修饰，同时也利用共价和非共价官能化策略来提高其作为填料在涂料中的相容性以及防腐性能等。因此本发明进一步采用原位聚合法将高度结晶和导电的功能化物质沉积在改性氧化石墨烯表面，以实现涂料性能的进一步提高。
本发明采用吡咯和苯胺二者共同作为功能化单体，可能是由于二者聚合后能够产生具有较高的结晶度和导电性的聚吡咯和聚苯胺，二者能够在固化剂体系之外提供额外的交联，并减少涂层中的微孔，从而获得较好的阻隔性能；而同时能够接受电子，加速金属表面钝化层的形成，并有效抑制了腐蚀性电解质通过涂层进行扩散，共同作用实现防腐性能的提升。
本发明的有益效果：本发明以环氧树脂、固化剂、分散剂、流平剂、填料和溶剂制备防腐导电涂料，原料简单，成本低廉，易于大规模生产。尤其是使用氧化石墨烯、改性氧化石墨烯或功能化氧化石墨烯作为填料，制备得到的涂料防腐导电性能优异，在石油化工运输管道领域具有广泛的应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
双酚A型环氧树脂，型号：NPEL-144，环氧当量：210-220g/eq，由南亚环氧树脂有限公司提供。
聚丙烯酰胺，CAS号：9003-05-8，分子量：300万，由上海源叶生物科技有限公司提供。
石墨粉，直径：＜30μm，纯度：＞99.85％。由中国国药化学试剂有限公司提供。
实施例1
一种防腐导电涂料，由以下原料组成：
40重量份双酚A型环氧树脂、8重量份固化剂、1重量份分散剂、1重量份流平剂、20重量份填料、30重量份溶剂。
所述固化剂为二乙烯三胺。
所述分散剂为聚丙烯酰胺。
所述流平剂为环氧酸钴。
所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物，其中二甲苯和正丁醇的摩尔比为7:3。
所述填料为氧化石墨烯。
所述氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
将1重量份石墨粉和0.5重量份硝酸钠加入23重量份98wt％浓硫酸中，在温度为0℃的冰水浴中以800rpm的转速搅拌30min，然后加入4重量份高锰酸钾，继续搅拌60min，接着将温度加热至35℃继续搅拌30min，随后加入50重量份水，并将温度加热至95℃继续搅拌30min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入50重量份水和5重量份30wt％过氧化氢水溶液，搅拌20min，结束后离心、洗涤、干燥，得到氧化石墨烯。
实施例2
一种防腐导电涂料，由以下原料组成：
40重量份双酚A型环氧树脂、8重量份固化剂、1重量份分散剂、1重量份流平剂、20重量份填料、30重量份溶剂。
所述固化剂为二乙烯三胺。
所述分散剂为聚丙烯酰胺。
所述流平剂为环氧酸钴。
所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物，其中二甲苯和正丁醇的摩尔比为7:3。
所述填料为改性氧化石墨烯。
所述改性氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将1重量份石墨粉和0.5重量份硝酸钠加入23重量份98wt％浓硫酸中，在温度为0℃的冰水浴中以800rpm的转速搅拌30min，然后加入4重量份高锰酸钾，继续搅拌60min，接着将温度加热至35℃继续搅拌30min，随后加入50重量份水，并将温度加热至95℃继续搅拌30min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入50重量份水和5重量份30wt％过氧化氢水溶液，搅拌20min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液依次用1mol/L盐酸溶液和水进行洗涤，离心至中性后，分散在45重量份25wt％浓氨水中，然后加入3重量份80wt％肼溶液，在温度为90℃下以800rpm的转速搅拌60min，结束后离心、洗涤、干燥，得到改性氧化石墨烯。
实施例3
一种防腐导电涂料，由以下原料组成：
40重量份双酚A型环氧树脂、8重量份固化剂、1重量份分散剂、1重量份流平剂、20重量份填料、30重量份溶剂。
所述固化剂为二乙烯三胺。
所述分散剂为聚丙烯酰胺。
所述流平剂为环氧酸钴。
所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物，其中二甲苯和正丁醇的摩尔比为7:3。
所述填料为改性氧化石墨烯。
所述改性氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将1重量份石墨粉和0.5重量份硝酸钠加入23重量份98wt％浓硫酸中，在温度为0℃的冰水浴中以800rpm的转速搅拌30min，然后加入4重量份高锰酸钾，继续搅拌60min，接着将温度加热至35℃继续搅拌30min，随后加入50重量份水，并将温度加热至95℃继续搅拌30min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入50重量份水和5重量份30wt％过氧化氢水溶液，搅拌20min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将3重量份铁粉加入到步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液中，在室温下以1000rpm的转速搅拌150min，结束后离心、洗涤、干燥，得到预改性氧化石墨烯；最后将预改性氧化石墨烯置于微波炉中，在氮气气氛下用功率为700W的微波照射10s，得到改性氧化石墨烯。
实施例4
一种防腐导电涂料，由以下原料组成：
40重量份双酚A型环氧树脂、8重量份固化剂、1重量份分散剂、1重量份流平剂、20重量份填料、30重量份溶剂。
所述固化剂为二乙烯三胺。
所述分散剂为聚丙烯酰胺。
所述流平剂为环氧酸钴。
所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物，其中二甲苯和正丁醇的摩尔比为7:3。
所述填料为功能化氧化石墨烯。
所述功能化氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将1重量份石墨粉和0.5重量份硝酸钠加入23重量份98wt％浓硫酸中，在温度为0℃的冰水浴中以800rpm的转速搅拌30min，然后加入4重量份高锰酸钾，继续搅拌60min，接着将温度加热至35℃继续搅拌30min，随后加入50重量份水，并将温度加热至95℃继续搅拌30min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入50重量份水和5重量份30wt％过氧化氢水溶液，搅拌20min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将3重量份铁粉加入到步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液中，在室温下以1000rpm的转速搅拌150min，结束后离心、洗涤、干燥，得到预改性氧化石墨烯；最后将预改性氧化石墨烯置于微波炉中，在氮气气氛下用功率为700W的微波照射10s，得到改性氧化石墨烯；
S3、将0.8重量份步骤S2制备的改性氧化石墨烯加入50重量份水中，置于超声波频率30kHz、超声功率350W下超声分散30min，得到改性氧化石墨烯分散液；将1重量份吡咯加入50重量份50wt％乙醇水溶液中，在室温下以800rpm转速搅拌30min，得到功能化溶液；然后在氮气气氛下，将功能化溶液加入改性氧化石墨烯分散液中，在室温下以800rpm转速搅拌10min，接着加入1重量份氯化铁继续搅拌反应36h，结束后离心、洗涤、干燥，得到功能化氧化石墨烯。
实施例5
一种防腐导电涂料，由以下原料组成：
40重量份双酚A型环氧树脂、8重量份固化剂、1重量份分散剂、1重量份流平剂、20重量份填料、30重量份溶剂。
所述固化剂为二乙烯三胺。
所述分散剂为聚丙烯酰胺。
所述流平剂为环氧酸钴。
所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物，其中二甲苯和正丁醇的摩尔比为7:3。
所述填料为功能化氧化石墨烯。
所述功能化氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将1重量份石墨粉和0.5重量份硝酸钠加入23重量份98wt％浓硫酸中，在温度为0℃的冰水浴中以800rpm的转速搅拌30min，然后加入4重量份高锰酸钾，继续搅拌60min，接着将温度加热至35℃继续搅拌30min，随后加入50重量份水，并将温度加热至95℃继续搅拌30min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入50重量份水和5重量份30wt％过氧化氢水溶液，搅拌20min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将3重量份铁粉加入到步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液中，在室温下以1000rpm的转速搅拌150min，结束后离心、洗涤、干燥，得到预改性氧化石墨烯；最后将预改性氧化石墨烯置于微波炉中，在氮气气氛下用功率为700W的微波照射10s，得到改性氧化石墨烯；
S3、将0.8重量份步骤S2制备的改性氧化石墨烯加入50重量份水中，置于超声波频率30kHz、超声功率350W下超声分散30min，得到改性氧化石墨烯分散液；将1重量份苯胺加入50重量份50wt％乙醇水溶液中，在室温下以800rpm转速搅拌30min，得到功能化溶液；然后在氮气气氛下，将功能化溶液加入改性氧化石墨烯分散液中，在室温下以800rpm转速搅拌10min，接着加入1重量份10mol/L盐酸水溶液继续搅拌反应36h，结束后离心、洗涤、干燥，得到功能化氧化石墨烯。
实施例6
一种防腐导电涂料，由以下原料组成：
40重量份双酚A型环氧树脂、8重量份固化剂、1重量份分散剂、1重量份流平剂、20重量份填料、30重量份溶剂。
所述固化剂为二乙烯三胺。
所述分散剂为聚丙烯酰胺。
所述流平剂为环氧酸钴。
所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物，其中二甲苯和正丁醇的摩尔比为7:3。
所述填料为功能化氧化石墨烯。
所述功能化氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将1重量份石墨粉和0.5重量份硝酸钠加入23重量份98wt％浓硫酸中，在温度为0℃的冰水浴中以800rpm的转速搅拌30min，然后加入4重量份高锰酸钾，继续搅拌60min，接着将温度加热至35℃继续搅拌30min，随后加入50重量份水，并将温度加热至95℃继续搅拌30min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入50重量份水和5重量份30wt％过氧化氢水溶液，搅拌20min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将3重量份铁粉加入到步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液中，在室温下以1000rpm的转速搅拌150min，结束后离心、洗涤、干燥，得到预改性氧化石墨烯；最后将预改性氧化石墨烯置于微波炉中，在氮气气氛下用功率为700W的微波照射10s，得到改性氧化石墨烯；
S3、将0.8重量份步骤S2制备的改性氧化石墨烯加入50重量份水中，置于超声波频率30kHz、超声功率350W下超声分散30min，得到改性氧化石墨烯分散液；将1重量份功能化单体加入50重量份50wt％乙醇水溶液中，在室温下以800rpm转速搅拌30min，得到功能化溶液；然后在氮气气氛下，将功能化溶液加入改性氧化石墨烯分散液中，在室温下以800rpm转速搅拌10min，接着加入1重量份催化剂继续搅拌反应36h，结束后离心、洗涤、干燥，得到功能化氧化石墨烯。
所述功能化单体为吡咯和苯胺的混合物，其中吡咯和苯胺的质量比为2:1。
所述催化剂为氯化铁和10mol/L盐酸水溶液按质量比为2:1组成的混合物。
测试例1
防腐性能评价：以Q235钢为基体，将各实施例的防腐导电涂料采用静电喷涂法喷涂于基体上，具体喷涂工艺参数为：压缩空气压力0.4-0.7MPa，静电喷涂电压70kV，喷枪和基体之间的距离为150mm，然后置于80℃的干燥箱中加热2h，冷却至室温，得到试样。将试样在50℃、3.5wt％的氯化钠溶液中浸泡30天，然后进行极化曲线测试。以试样为工作电极，选用1cm3的测试面积，辅助电极为铂电极，参比电极为甘汞电极，设置扫描速率为0.5mV/s，频率范围为100kHz-0.01Hz，正弦波信号幅值为5mV。防腐蚀性能用腐蚀速率进行评价，腐蚀速率越小，表面涂层防腐性能越好。每组实施例平行测试5组，取平均值。
表1防腐性能测试结果
Figure BDA0003810812010000111
Figure BDA0003810812010000121
以上结果可知，实施例2和3的防腐性能要优于实施例1，可能是由于经过改性后的石墨烯被剥离成具有薄层结构的纳米片，增加了涂层的致密性，从而有效提高了涂料的防腐性能。与实施例2相比，实施例3的防腐性能更好，主要可能是由于实施例3中采用两步法制备的改性氧化石墨烯具有较高的碳/氧原子比，以及在相同的加量情况下，由于实施例3制备的改性氧化石墨烯微观结构更薄，导致涂料中含有的改性氧化石墨烯纳米片更多，更有利于迷宫效应的形成，从而有效提高涂料的防腐性能。与实施例3相比，实施例4的防腐性能显著提高，原因可能是经过改性后的氧化石墨烯表面仍具有一定量的活性位点，亲水基团使改性氧化石墨烯纳米片更容易被聚合物或碱金属氧化物修饰，同时也利用共价和非共价官能化策略来提高其作为填料在涂料中的相容性以及防腐性能。与实施例4和5采用单一功能化单体相比，实施例6的防腐性能更好，可能是由于采用吡咯和苯胺二者共同作为功能化单体，二者聚合后能够产生具有较高的结晶度和导电性的聚吡咯和聚苯胺，二者能够在固化剂体系之外提供额外的交联，并减少涂层中的微孔，从而获得较好的阻隔性能；而同时能够接受电子，加速金属表面钝化层的形成，并有效抑制了腐蚀性电解质通过涂层进行扩散，共同作用实现防腐性能的提升。
测试例2
导电性能评价：以Q235钢为基体，将各实施例的防腐导电涂料采用静电喷涂法喷涂于基体上，具体喷涂工艺参数为：压缩空气压力0.4-0.7MPa，静电喷涂电压70kV，喷枪和基体之间的距离为150mm，然后置于80℃的干燥箱中加热2h，冷却至室温，得到试样。在涂层表面使用ZC36型1017Q超高阻10-11A微电流测试仪上测试。导电性能用体积电阻率进行评价，体积电阻率越小，导电性能越好。每组实施例平行测试5组，取平均值。
表2导电性能测试结果
体积电阻率(Ω·m)
实施例1 113
实施例2 104
实施例3 96
实施例4 69
实施例5 68
实施例6 65
上述结果可知，本发明制备的填料分散性好，促使填料之间的间隔距离减小，有利于在涂层中形成完整的导电网络，能够形成连续的导电通道，涂层表现出较低的电阻率，从而具有优异的导电性能。

Claims (10)

1.一种防腐导电涂料，其特征在于，由以下原料组成：
环氧树脂、固化剂、分散剂、流平剂、填料、溶剂。
2.如权利要求1所述的防腐导电涂料，其特征在于，所述填料为氧化石墨烯、改性氧化石墨烯或功能化氧化石墨烯中的任意一种。
3.如权利要求2所述的防腐导电涂料，其特征在于，所述氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
将0.5-2重量份石墨粉和0.2-0.8重量份硝酸钠加入20-30重量份浓硫酸中，在冰水浴中搅拌20-40min，然后加入3-5重量份高锰酸钾，继续搅拌30-90min，接着将温度加热至30-40℃继续搅拌20-40min，随后加入40-60重量份水，并将温度加热至90-100℃继续搅拌20-40min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入40-60重量份水和3-8重量份20-40wt％过氧化氢水溶液，搅拌15-30min，结束后离心、洗涤、干燥，得到氧化石墨烯。
4.如权利要求2所述的防腐导电涂料，其特征在于，所述改性氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将0.5-2重量份石墨粉和0.2-0.8重量份硝酸钠加入20-30重量份浓硫酸中，在冰水浴中搅拌20-40min，然后加入3-5重量份高锰酸钾，继续搅拌30-90min，接着将温度加热至30-40℃继续搅拌20-40min，随后加入40-60重量份水，并将温度加热至90-100℃继续搅拌20-40min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入40-60重量份水和3-8重量份20-40wt％过氧化氢水溶液，搅拌15-30min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将2-5重量份铁粉加入到步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液中，在室温下搅拌120-180min，结束后离心、洗涤、干燥，得到预改性氧化石墨烯；最后将预改性氧化石墨烯置于微波炉中，在氮气气氛下用功率为500-1000W的微波照射8-15s，得到改性氧化石墨烯。
5.如权利要求2所述的防腐导电涂料，其特征在于，所述功能化氧化石墨烯，采用以下方法制备而成：
S1、将0.5-2重量份石墨粉和0.2-0.8重量份硝酸钠加入20-30重量份浓硫酸中，在冰水浴中搅拌20-40min，然后加入3-5重量份高锰酸钾，继续搅拌30-90min，接着将温度加热至30-40℃继续搅拌20-40min，随后加入40-60重量份水，并将温度加热至90-100℃继续搅拌20-40min，结束后冷却至室温，得到混合液，最后向混合液中加入40-60重量份水和3-8重量份20-40wt％过氧化氢水溶液，搅拌15-30min，得到氧化石墨烯悬浮液；
S2、将2-5重量份铁粉加入到步骤S1制备的氧化石墨烯悬浮液中，在室温下搅拌120-180min，结束后离心、洗涤、干燥，得到预改性氧化石墨烯；最后将预改性氧化石墨烯置于微波炉中，在氮气气氛下用功率为500-1000W的微波照射8-15s，得到改性氧化石墨烯；
S3、将0.5-1重量份步骤S2制备的改性氧化石墨烯加入40-60重量份水中，置于超声波频率25-35kHz、超声功率300-400W下超声分散20-40min，得到改性氧化石墨烯分散液；将0.8-1.5重量份功能化单体加入40-55重量份40-60wt％乙醇水溶液中，在室温下搅拌20-40min，得到功能化溶液；然后在氮气气氛下，将功能化溶液加入改性氧化石墨烯分散液中，在室温下搅拌5-15min，接着加入0.5-1.5重量份催化剂继续搅拌反应24-48h，结束后离心、洗涤、干燥，得到功能化氧化石墨烯。
6.如权利要求5所述的防腐导电涂料，其特征在于，所述功能化单体为吡咯和/或苯胺。
7.如权利要求5所述的防腐导电涂料，其特征在于，所述催化剂为氯化铁和/或8-12mol/L盐酸水溶液。
8.如权利要求1所述的防腐导电涂料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中的任意一种。
9.如权利要求1所述的防腐导电涂料，其特征在于，所述溶剂为二甲苯、N-甲基吡咯烷酮、正丁醇、环己酮中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的防腐导电涂料在石油化工运输管道领域的应用。
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