CN116463028A - 一种金属表面防腐涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属表面防腐涂层的制备方法，金属表面防腐涂层包括以下原料：水性环氧树脂、聚天冬氨酸、复合BN@GO、2‑羟基磷酸基乙酸、氯化铁、稀土氧化物、去离子水和辅剂；所述辅剂包括固化剂、流平剂、分散剂、消泡剂；本发明的金属表面防腐涂层具有优异的防腐效果，尤其适用于海洋中金属表层的防腐。
Description
技术领域
本发明涉及防腐涂层技术领域，特别是一种金属表面防腐涂层的制备方法。
背景技术
腐蚀现象普遍存在各种材料中，在金属材料中最为严峻，这极大地限制了金属的利用率。有文献显示，每年世界各国都会有不计其数的金属腐蚀，这些腐蚀会带来许多的危害，在这些遭到腐蚀的金属中能够被修复的仅占15％左右。
腐蚀和摩擦磨损是导致材料失效的重要原因。如何避免材料的损耗，是目前材料学领域亟待解决的难题之一。采用有机涂料形成的涂层保护材料是一种简单、有效且经济的耐磨防腐方法。它可以有效地隔离腐蚀离子、水和氧气与金属表面的接触，但长时间与腐蚀介质接触，水和腐蚀离子仍然会渗透到涂层中，降低涂层的物理屏蔽作用，最终导致涂层失效。最常用的方法是向涂层中加入填料，填料可以有效地填充涂层中的微孔和空腔，并形成疏水表面，阻碍腐蚀介质扩散到涂层和金属基体之间。
将石墨烯用作填料加入涂层中，不仅能够提高聚合物涂层的防护性能，还可以增强聚合物的其他性能，如良好的耐磨耐冲击性、气密性、导热导电性能和热稳定性等，在防腐蚀领域具有广阔的应用前景。
在石墨烯/聚合物复合涂层中，石墨烯纳米片主要是通过增加水汽和腐蚀性物质渗透涂层基体路径的曲折程度来增强复合涂层整体的抗渗性能。因此，石墨烯材料的长径比、分散性、排列方向和负载量等因素都对复合涂层的防护性能有很大影响。这些因素不仅与涂层的抗渗性能密切相关，而且影响着涂层的整体电导率，过高的涂层电导率会增强石墨烯材料的腐蚀促进活性，导致在长期防护过程中，金属基体的电子通过石墨烯构成的导电网络快速传递到涂层破损处，加速金属基体的腐蚀失效。石墨烯实际上是一种独特的柔性二维材料。石墨烯纳米片的表面存在较大的表面应力，为了稳定，石墨烯纳米片极易发生褶皱和折叠，这无疑会大幅降低石墨烯的有效长径比，减小其在复合涂层中可用于阻碍渗透物质扩散的面积。
发明内容
针对以上问题，本发明旨在公开一种金属表面防腐涂层的制备方法，通过制备复合BN@GO以及改变防腐涂料组分制备出具有优异防腐效果的金属表面防腐涂层。
其解决的技术方案是：
一种金属表面防腐涂层，包括以下原料：水性环氧树脂、聚天冬氨酸、复合BN@GO、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁、稀土氧化物、去离子水和辅剂；所述辅剂包括固化剂、流平剂、分散剂、消泡剂。
优选的，所述的金属表面防腐涂层，包括以下重量份的原料：水性环氧树脂20～50份、聚天冬氨酸2～5份、复合BN@GO 10～18份、2-羟基磷酸基乙酸2～5份、氯化铁1～3份、稀土氧化物2～5份、去离子水12～20份、固化剂1～3份、流平剂1～3份、分散剂1～3份、消泡剂1～2份。
优选的，所述的金属表面防腐涂层，其包括以下重量份的原料：水性环氧树脂32份、聚天冬氨酸3份、复合BN@GO 14份、2-羟基磷酸基乙酸3份、氯化铁1份、稀土氧化物3份、去离子水15份、固化剂2份、流平剂1份、分散剂2份、消泡剂1份。
优选的，所述水性环氧树脂包括酚基丙烷环氧树脂、酚酞环氧树脂和间苯二酚环氧树脂中的至少一种。
优选的，所述固化剂包括为亚甲基双环己烷胺、异佛尔酮二胺和二乙胺基丙胺中的至少一种。
优选的，所述流平剂为聚丙烯酸和羧甲基纤维素中的至少一种。
优选的，所述消泡剂为聚醚改性有机硅、聚二甲基硅氧烷或聚氧丙醇胺醚。
本发明还提供一种金属表面防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
制备复合BN@GO；
将水性环氧树脂、聚天冬氨酸、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁、分散剂和去离子水混合，分散均匀，再加入复合GOg@BN、稀土氧化物，再次分散均匀后加入固化剂、流平剂，搅拌均匀，静置后加入消泡剂，过滤得到金属表面防腐涂料；
将金属表面防腐涂料涂抹在金属表面，固化，形成金属表面防腐涂层。
进一步的，所述复合BN@GO的制备方法包括以下操作：将三羟甲基甲基甘氨酸配制成浓度为8～10 mmol/L、pH=7.4～8.8的缓冲溶液，加入六方氮化硼，超声分散 2h，再加热回流48h使其均匀混合，反应完成后抽滤洗涤多次，干燥得到处理后的六方氮化硼；接着将处理后的六方氮化硼与聚乙烯吡咯烷酮分散在DMF中，超声60min使其分散均匀；将溶液转移至70℃的水浴装置中，缓慢加入氧化石墨烯，搅拌加热1.5h 后停止加热，继续搅拌2h使其反应完全；最后对溶液进行抽滤洗涤，并在65℃下干燥18h，得到BN@GO。
优选的，所述复合BN@GO的制备方法中缓冲溶液、六方氮化硼、乙烯吡咯烷酮、DMF、氧化石墨烯的质量体积比为：30-50mL:3-5g:60-80mL:150-180mL:5-7g。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明采用对六方氮化硼进行三羟甲基甲基甘氨酸包覆，依靠三羟甲基甲基甘氨酸结构中的酚羟基和含氮基团对氧化石墨烯的吸附作用，使六方氮化硼粒子沉积到氧化石墨烯上，得到BN@GO，所得BN@GO有效地改善了六方氮化硼在水性环氧树脂基体中的分散性，提高了六方氮化硼与水性环氧树脂基体的相容性；同时六方氮化硼粒子沉积到氧化石墨烯上不仅能够抑制石墨烯反应过程中的团聚，而且可以消除石墨烯纳米片的表面应力，实现石墨烯纳米片的刚性自铺展，将具有大量褶皱的薄层结构转化为表面平整铺展的片状结构，降低传统氧化石墨烯在涂层中的整体电导率，减少腐蚀促进活性。
本发明还意外发现在BN@GO的基础上，以聚天冬氨酸和2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁复配，具有协同作用，可以进一步增加涂料的防腐作用，提高整个涂层的稳定性。
另外稀土氧化物中的稀土元素可以与六方氮化硼的协助搭配可以提高防腐涂层的稳定性，防止剥离现象发生。
综上，本发明中各组分配合，最终可以达到优异的防腐性能和稳定性能。
附图说明
图1为本发明的防腐涂层试样的极化曲线对照图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例和图1，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种金属表面防腐涂层，包括以下重量份的原料：水性环氧树脂20份、聚天冬氨酸2份、复合BN@GO 10份、2-羟基磷酸基乙酸2份、氯化铁1份、稀土氧化物2份、去离子水12份、固化剂1份、流平剂1份、分散剂1份、消泡剂1份。
本实施例中的水性环氧树脂为酚基丙烷环氧树脂和酚酞环氧树脂；固化剂包括为亚甲基双环己烷胺；流平剂为聚丙烯酸；所述消泡剂为聚醚改性有机硅。
制备方法为：
制备复合BN@GO：
将三羟甲基甲基甘氨酸配制成浓度为8 mmol/L、pH=7.6的缓冲溶液，加入六方氮化硼，超声分散 2h，再加热回流48h使其均匀混合，反应完成后抽滤洗涤多次，干燥得到处理后的六方氮化硼；接着将处理后的六方氮化硼与聚乙烯吡咯烷酮分散在DMF中，超声60min使其分散均匀；将溶液转移至70℃的水浴装置中，缓慢加入氧化石墨烯，搅拌加热1.5h 后停止加热，继续搅拌2h使其反应完全；最后对溶液进行抽滤洗涤，并在65℃下干燥18h，得到BN@GO；所述复合BN@GO的制备方法中缓冲溶液、六方氮化硼、乙烯吡咯烷酮、DMF、氧化石墨烯的质量体积比为：50mL:3g:60mL:150mL:5g。
将水性环氧树脂、聚天冬氨酸、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁、分散剂和去离子水在分散罐中混合，在1000r/min的速率下分散15min，再加入复合GOg@BN、稀土氧化物，在500r/min的速率下分散10min，分散均匀后加入固化剂、流平剂，在800r/min的速率下分散20min，静置20min后加入消泡剂，过滤120目筛得到金属表面防腐涂料；
将金属基材的表面用砂纸打磨至表面光亮无划痕，清洗除去表面油污，干燥，然后将金属表面防腐涂料喷涂至金属基材的表面，在室温下放置 24 h 表干，在110℃下加热60min完全固化，最终形成厚度为40～50μm的金属表面防腐涂层。实施例2
一种金属表面防腐涂层，包括以下重量份的原料：水性环氧树脂32份、聚天冬氨酸3份、复合BN@GO 14份、2-羟基磷酸基乙酸3份、氯化铁1份、稀土氧化物3份、去离子水15份、固化剂2份、流平剂1份、分散剂2份、消泡剂1份。
本实施例中的水性环氧树脂为酚酞环氧树脂和间苯二酚环氧树脂；固化剂包括为异佛尔酮二胺；流平剂为羧甲基纤维素；所述消泡剂为聚氧丙醇胺醚。
制备方法为：
制备复合BN@GO：
将三羟甲基甲基甘氨酸配制成浓度为9 mmol/L、pH=8.1的缓冲溶液，加入六方氮化硼，超声分散 2h，再加热回流48h使其均匀混合，反应完成后抽滤洗涤多次，干燥得到处理后的六方氮化硼；接着将处理后的六方氮化硼与聚乙烯吡咯烷酮分散在DMF中，超声60min使其分散均匀；将溶液转移至70℃的水浴装置中，缓慢加入氧化石墨烯，搅拌加热1.5h 后停止加热，继续搅拌2h使其反应完全；最后对溶液进行抽滤洗涤，并在65℃下干燥18h，得到BN@GO；所述复合BN@GO的制备方法中缓冲溶液、六方氮化硼、乙烯吡咯烷酮、DMF、氧化石墨烯的质量体积比为：40mL:4g:65mL:160mL:6g。
将水性环氧树脂、聚天冬氨酸、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁、分散剂和去离子水在分散罐中混合，在1000r/min的速率下分散15min，再加入复合GOg@BN、稀土氧化物，在500r/min的速率下分散10min，分散均匀后加入固化剂、流平剂，在800r/min的速率下分散20min，静置20min后加入消泡剂，过滤120目筛得到金属表面防腐涂料；
将金属基材的表面用砂纸打磨至表面光亮无划痕，清洗除去表面油污，干燥，然后将金属表面防腐涂料喷涂至金属基材的表面，在室温下放置 24 h 表干，在110℃下加热60min完全固化，最终形成厚度为40～50μm的金属表面防腐涂层。实施例3
一种金属表面防腐涂层，包括以下重量份的原料：水性环氧树脂45份、聚天冬氨酸3份、复合BN@GO 16份、2-羟基磷酸基乙酸3份、氯化铁12份、稀土氧化物4份、去离子水18份、固化剂2份、流平剂2份、分散剂2份、消泡剂2份。
本实施例中的水性环氧树脂为酚基丙烷环氧树脂和间苯二酚环氧树脂；固化剂包括为二乙胺基丙胺；流平剂为羧甲基纤维素；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
制备方法为：
制备复合BN@GO：
将三羟甲基甲基甘氨酸配制成浓度为9 mmol/L、pH=8.3的缓冲溶液，加入六方氮化硼，超声分散 2h，再加热回流48h使其均匀混合，反应完成后抽滤洗涤多次，干燥得到处理后的六方氮化硼；接着将处理后的六方氮化硼与聚乙烯吡咯烷酮分散在DMF中，超声60min使其分散均匀；将溶液转移至70℃的水浴装置中，缓慢加入氧化石墨烯，搅拌加热1.5h 后停止加热，继续搅拌2h使其反应完全；最后对溶液进行抽滤洗涤，并在65℃下干燥18h，得到BN@GO；所述复合BN@GO的制备方法中缓冲溶液、六方氮化硼、乙烯吡咯烷酮、DMF、氧化石墨烯的质量体积比为：40mL:4g:70mL:170mL:6g。
将水性环氧树脂、聚天冬氨酸、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁、分散剂和去离子水在分散罐中混合，在1000r/min的速率下分散15min，再加入复合GOg@BN、稀土氧化物，在500r/min的速率下分散10min，分散均匀后加入固化剂、流平剂，在800r/min的速率下分散20min，静置20min后加入消泡剂，过滤120目筛得到金属表面防腐涂料；
将金属基材的表面用砂纸打磨至表面光亮无划痕，清洗除去表面油污，干燥，然后将金属表面防腐涂料喷涂至金属基材的表面，在室温下放置 24 h 表干，在110℃下加热60min完全固化，最终形成厚度为40～50μm的金属表面防腐涂层。实施例4
一种金属表面防腐涂层，包括以下重量份的原料：水性环氧树脂50份、聚天冬氨酸5份、复合BN@GO 18份、2-羟基磷酸基乙酸5份、氯化铁3份、稀土氧化物5份、去离子水20份、固化剂3份、流平剂3份、分散剂3份、消泡剂2份。
本实施例中的水性环氧树脂为酚酞环氧树脂；固化剂包括为异佛尔酮二胺；流平剂为聚丙烯酸；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
制备方法为：
制备复合BN@GO：
将三羟甲基甲基甘氨酸配制成浓度为10 mmol/L、pH=8.8的缓冲溶液，加入六方氮化硼，超声分散 2h，再加热回流48h使其均匀混合，反应完成后抽滤洗涤多次，干燥得到处理后的六方氮化硼；接着将处理后的六方氮化硼与聚乙烯吡咯烷酮分散在DMF中，超声60min使其分散均匀；将溶液转移至70℃的水浴装置中，缓慢加入氧化石墨烯，搅拌加热1.5h 后停止加热，继续搅拌2h使其反应完全；最后对溶液进行抽滤洗涤，并在65℃下干燥18h，得到BN@GO；所述复合BN@GO的制备方法中缓冲溶液、六方氮化硼、乙烯吡咯烷酮、DMF、氧化石墨烯的质量体积比为：30-50mL:3-5g:60-80mL:150-180mL:5-7g。
将水性环氧树脂、聚天冬氨酸、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁、分散剂和去离子水在分散罐中混合，在1000r/min的速率下分散15min，再加入复合GOg@BN、稀土氧化物，在500r/min的速率下分散10min，分散均匀后加入固化剂、流平剂，在800r/min的速率下分散20min，静置20min后加入消泡剂，过滤120目筛得到金属表面防腐涂料；
将金属基材的表面用砂纸打磨至表面光亮无划痕，清洗除去表面油污，干燥，然后将金属表面防腐涂料喷涂至金属基材的表面，在室温下放置 24 h 表干，在110℃下加热60min完全固化，最终形成厚度为40～50μm的金属表面防腐涂层。对比例1
本对比例与实施例2的区别在于，本对比例中采用氧化石墨烯、六方氮化硼替代复合复合BN@GO。
对比例2
本对比例与实施例2的区别在于，本对比例中不含聚天冬氨酸、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁。
对比例3
本对比例与实施例2的区别在于，本对比例中不含氯化铁。
实验例1
具体步骤为：
制备防腐涂层试样：将20#碳钢片依次用1500号砂纸打磨至表面光亮无划痕，在丙酮中超声清洗除去表面油污，吹干后备用。将实施例2、对比例1、对比例2和对比例3制备的金属表面防腐涂料喷涂在碳钢片表面，在室温下放置24 h表干，在110℃下加热60min完全固化，最终得到厚度为40～50μm 的金属表面防腐涂层的防腐涂层试样。
将制备的防腐涂层试样在3.5wt%的NaCl模拟海水溶液中浸泡5d后，测试动电位极化曲线，如图1所示。
从图1可以看出，相比于碳钢基体，对比例1的防腐涂层试样的腐蚀电位发生明显负移，说明为改进的氧化石墨烯的防腐涂层的电化学腐蚀性较差，具有促进作用，实施例2、对比例2和3的防腐涂层试样的腐蚀电位发生明显正移，腐蚀电流密度也显著降低，说明添加复合BN@GO的防腐涂层具有较好的电化学耐腐蚀特性，可以有效的保护碳钢基体不被海水腐蚀；相比于对比例2和3，实施例2的电化学耐腐蚀性能最好，说明聚天冬氨酸、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁和复合BN@GO在金属防腐涂料中具有协同正向作用，能够增强电化学耐腐蚀性能。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种金属表面防腐涂层，其特征在于，包括以下原料：水性环氧树脂、聚天冬氨酸、复合BN@GO、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁、稀土氧化物、去离子水和辅剂；所述辅剂包括固化剂、流平剂、分散剂、消泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种金属表面防腐涂层，其特征在于，包括以下重量份的原料：水性环氧树脂20～50份、聚天冬氨酸2～5份、复合BN@GO 10～18份、2-羟基磷酸基乙酸2～5份、氯化铁1～3份、稀土氧化物2～5份、去离子水12～20份、固化剂1～3份、流平剂1～3份、分散剂1～3份、消泡剂1～2份。
3.根据权利要求2所述的一种金属表面防腐涂层，其特征在于，包括以下重量份的原料：水性环氧树脂32份、聚天冬氨酸3份、复合BN@GO 14份、2-羟基磷酸基乙酸3份、氯化铁1份、稀土氧化物3份、去离子水15份、固化剂2份、流平剂1份、分散剂2份、消泡剂1份。
4.根据权利要求3所述的一种金属表面防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述水性环氧树脂包括酚基丙烷环氧树脂、酚酞环氧树脂和间苯二酚环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的一种金属表面防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述固化剂包括为亚甲基双环己烷胺、异佛尔酮二胺和二乙胺基丙胺中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的一种金属表面防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述流平剂为聚丙烯酸和羧甲基纤维素中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的一种金属表面防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性有机硅、聚二甲基硅氧烷或聚氧丙醇胺醚。
8.一种如权利1-7任一所述的一种金属表面防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备复合BN@GO；
将水性环氧树脂、聚天冬氨酸、2-羟基磷酸基乙酸、氯化铁、分散剂和去离子水混合，分散均匀，再加入复合GOg@BN、稀土氧化物，再次分散均匀后加入固化剂、流平剂，搅拌均匀，静置后加入消泡剂，过滤得到金属表面防腐涂料；
将金属表面防腐涂料涂抹在金属表面，固化，形成金属表面防腐涂层。
9.根据权利要求8所述的一种金属表面防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述复合BN@GO的制备方法包括以下操作：将三羟甲基甲基甘氨酸配制成浓度为8～10 mmol/L、pH=7.4～8.8的缓冲溶液，加入六方氮化硼，超声分散 2h，再加热回流48h使其均匀混合，反应完成后抽滤洗涤多次，干燥得到处理后的六方氮化硼；接着将处理后的六方氮化硼与聚乙烯吡咯烷酮分散在DMF中，超声60min使其分散均匀；将溶液转移至70℃的水浴装置中，缓慢加入氧化石墨烯，搅拌加热1.5h 后停止加热，继续搅拌2h使其反应完全；最后对溶液进行抽滤洗涤，并在65℃下干燥18h，得到BN@GO。
10.根据权利要求9所述的一种金属表面防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述复合BN@GO的制备方法中缓冲溶液、六方氮化硼、乙烯吡咯烷酮、DMF、氧化石墨烯的质量体积比为：30-50mL:3-5g:60-80mL:150-180mL:5-7g。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116891671A (zh) * | 2023-09-11 | 2023-10-17 | 成都石大力盾科技有限公司 | 一种防垢防腐涂料及其制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104309056A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-01-28 | 比亚迪股份有限公司 | 金属树脂复合体的制造方法及金属树脂复合体 |
| CN106589365A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-04-26 | 深圳先进技术研究院 | 一种石墨烯‑氮化硼复合材料、应用及其制备方法 |
| CN106987164A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-07-28 | 中国海洋大学 | 一种氮化硼‑氧化石墨烯复合防腐填料的制备方法 |
| US20200095432A1 (en) * | 2016-11-17 | 2020-03-26 | Ningbo Institute Of Materials Technology & Engineering, Chinese Academy Of Sciences | Hexagonal Boron Nitride Epoxy Compound Anticorrosive Paint, and Preparation Method and Use Thereof |
| CN112409006A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-02-26 | 段深圳 | 一种增强增韧改性石墨烯非氧化物陶瓷材料的制备方法 |
| CN112724787A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-04-30 | 江南大学 | 一种聚苯胺改性氧化石墨烯/羟基化氮化硼复合环氧涂层的制备方法 |
| CN113831819A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-24 | 北京旭碳新材料科技有限公司 | 环氧类防腐涂料组合物、环氧类防腐涂料及其制备方法和应用 |
| CN114773925A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-22 | 江苏大亿智能科技有限公司 | 一种金属表面防腐涂层及其制备方法 |
-
2023
- 2023-04-06 CN CN202310358311.4A patent/CN116463028A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104309056A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-01-28 | 比亚迪股份有限公司 | 金属树脂复合体的制造方法及金属树脂复合体 |
| US20200095432A1 (en) * | 2016-11-17 | 2020-03-26 | Ningbo Institute Of Materials Technology & Engineering, Chinese Academy Of Sciences | Hexagonal Boron Nitride Epoxy Compound Anticorrosive Paint, and Preparation Method and Use Thereof |
| CN106589365A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-04-26 | 深圳先进技术研究院 | 一种石墨烯‑氮化硼复合材料、应用及其制备方法 |
| CN106987164A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-07-28 | 中国海洋大学 | 一种氮化硼‑氧化石墨烯复合防腐填料的制备方法 |
| CN112409006A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-02-26 | 段深圳 | 一种增强增韧改性石墨烯非氧化物陶瓷材料的制备方法 |
| CN112724787A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-04-30 | 江南大学 | 一种聚苯胺改性氧化石墨烯/羟基化氮化硼复合环氧涂层的制备方法 |
| CN113831819A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-24 | 北京旭碳新材料科技有限公司 | 环氧类防腐涂料组合物、环氧类防腐涂料及其制备方法和应用 |
| CN114773925A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-22 | 江苏大亿智能科技有限公司 | 一种金属表面防腐涂层及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116891671A (zh) * | 2023-09-11 | 2023-10-17 | 成都石大力盾科技有限公司 | 一种防垢防腐涂料及其制备方法 |
| CN116891671B (zh) * | 2023-09-11 | 2023-11-17 | 成都石大力盾科技有限公司 | 一种防垢防腐涂料及其制备方法 |
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