CN116925619B - 一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法 - Google Patents
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116925619B CN116925619B CN202210354434.6A CN202210354434A CN116925619B CN 116925619 B CN116925619 B CN 116925619B CN 202210354434 A CN202210354434 A CN 202210354434A CN 116925619 B CN116925619 B CN 116925619B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- component
- repairing
- preparing
- coating
- 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.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 156
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 156
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 109
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title abstract description 14
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 109
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 claims abstract description 91
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 46
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 34
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 claims abstract description 25
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 84
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 58
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 39
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 39
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 33
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 31
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 27
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 25
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 24
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 24
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 22
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 22
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 22
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 claims description 21
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 12
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000008098 formaldehyde solution Substances 0.000 claims 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 7
- 239000013003 healing agent Substances 0.000 abstract description 3
- -1 benzene propyl triazole Chemical compound 0.000 abstract description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 28
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 13
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 13
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 9
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000000942 confocal micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
-
- 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
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
- C08L2205/18—Spheres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
Abstract
本发明涉及防腐涂层领域，公开了一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法，该制备方法包括六个步骤：（1）配制乳化液；（2）配制复合乳液：将亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯通过超声水浴形成分散均匀的混合液，将其加至配制好的乳化液中；（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液；（4）收集石墨烯基双组分微胶囊；（5）制作溶剂型环氧体系；（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将石墨烯基双组分微胶囊加入到溶剂型环氧体系中。本发明涂层中添加有含愈合剂亚麻籽油与缓蚀剂苯丙三氮唑的双组分微胶囊，能够同时实现涂层的自修复及对金属基底的保护；氧化石墨烯提高了微胶囊的稳定性及自修复涂层的腐蚀屏蔽性能。
Description
技术领域
本发明涉及防腐涂层领域，具体涉及一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法。
背景技术
涂层在服役过程中常会因为外力产生的裂纹失效导致金属基底暴露，添加有微胶囊的自修复涂层能够修复涂层中的微裂纹，延长涂层的使用寿命。传统的自修复涂层通常只使用愈合剂修补涂层缺陷，无法起到主动防腐的作用，不能良好地保护金属基底。例如：公开号为CN105238211A、发明名称为“一种自修复涂层材料的制备方法及其应用”的专利，该种自修复涂层材料包括内层修复层材料和外层面层材料，在修复层中加入脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊以提供环氧树脂修复剂，修复剂通过与面层中的固化剂作用来修复损伤。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法，其技术方案如下：
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：将离子水、聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；用盐酸调节乳化液pH值；
（2）配制复合乳液：将亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯通过超声水浴形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌，得到稳定的复合乳液；
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加甲醛水溶液，缓慢升温，继续搅拌，经反应得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液；
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、有机溶剂依次清洗并干燥，得到自由流动的微胶囊；
（5）制作溶剂型环氧体系：将同等质量的环氧树脂和固化剂通过搅拌完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系；
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中并继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温固化后鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
所述步骤（1）聚乙烯醇溶液的质量浓度为5wt.%；去离子水、聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶（5-30）∶（3.32-13.26）∶（0.33-1.33）∶（0.33-1.33）；调节乳化液的pH值为2.0-4.0。
所述步骤（2）亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶（4.5-5.5）∶（0.04-0.16）；超声水浴10-15min；常温机械搅拌10-15min，转速控制在400-800r/min。
所述步骤（3）甲醛水溶液的质量浓度为37wt.%；甲醛水溶液与尿素的质量比为（8.44-16.89）∶5。
所述步骤（3）反应温度为35-75℃，继续搅拌时间为240-260 min。
所述步骤（4）有机溶剂包括乙醇及丙酮。
所述步骤（5）无水乙醇的质量为环氧树脂质量的一半。
所述步骤（6）石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%。
所述步骤（6）固化时间为6-8h；固化后在25-35℃条件下鼓风干燥。
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层，由以上所述的一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法而制得。
与现有技术相比，本发明主要具有以下有益技术效果：
1.本发明涂层中添加有含愈合剂亚麻籽油与缓蚀剂苯丙三氮唑的双组分微胶囊，能够在修复涂层的同时在金属基底上形成保护膜，增加涂层的耐蚀性，避免同一处反复腐蚀，能够同时实现涂层的自修复及对金属基底的保护。
2.本发明利用氧化石墨烯对微胶囊进行改性，提高了微胶囊的稳定性；有效提升了自修复涂层的腐蚀屏蔽性能，具有被动防腐和主动防腐双重功效，大大增强了涂层的阻隔效果。
3.本发明涂层具备良好的防腐性能及自修复性能，修复效率达73.5%，有效的修复时间达24小时，屏蔽保护时长达720h。
4.方法合理，原料易得，操作简便，有利于推广应用。
附图说明
图1为本发明石墨烯基双组分微胶囊在5倍放大倍数下的三维共聚焦显微镜观察图；
图2为本发明石墨烯基双组分微胶囊在20倍放大倍数下的三维共聚焦显微镜观察图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶5∶5∶0.5∶0.5；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为3.0。
（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶5∶0.12；超声水浴10min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌10min（转速控制在500 r/min），得到稳定的复合乳液。
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为12.67∶5，缓慢升温，反应温度为55℃，继续搅拌240min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后，于35℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
该涂层划痕修复效率达73.5%，有效修复时长为24h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长达720h。
实施例2
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶5∶5∶0.5∶0.5；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为3.0。
（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶5∶0.12；超声水浴15min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌15min（转速控制在500 r/min），得到稳定的复合乳液。
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为12.67∶5，缓慢升温，反应温度为55℃，继续搅拌260min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置8小时固化后，于25℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
该涂层划痕修复效率达72.4%，有效修复时长为24h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长达720h。
实施例3
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶5∶5∶0.33∶0.33；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为3.0。
（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶4.5∶0.08；超声水浴10min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌10min（转速控制在400 r/min），得到稳定的复合乳液。
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为12.67∶5，缓慢升温，反应温度为75℃，继续搅拌240min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后，于35℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
该涂层划痕修复效率达52.7%，有效修复时长为24h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长达336h。
实施例4
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶5∶5∶1.33∶1.33；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为3.0。
（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶5.5∶0.16；超声水浴10min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌10min（转速控制在800 r/min），得到稳定的复合乳液。
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为12.67∶5，缓慢升温，反应温度为65℃，继续搅拌240min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后，于35℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
该涂层划痕修复效率达65.4%，有效修复时长为24h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长达504h。
实施例5
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶30∶13.26∶0.5∶0.5；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为4.0。
（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶5∶0.12；超声水浴10min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌10min（转速控制在700 r/min），得到稳定的复合乳液。
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为16.89∶5，缓慢升温，反应温度为45℃，继续搅拌240min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后，于35℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
该涂层划痕修复效率达61.5%，有效修复时长为24h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长达504h。
实施例6
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶10∶3.32∶0.5∶0.5；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为3.0。
（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶5∶0.04；超声水浴10min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌10min（转速控制在600 r/min），得到稳定的复合乳液。
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为8.44∶5，缓慢升温，反应温度为35℃，继续搅拌240min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后，于35℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
该涂层划痕修复效率达53.8%，有效修复时长为24h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长达336h。
实施例7
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶15∶9.96∶0.5∶0.5；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为2.0。
（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶5∶0.12；超声水浴10min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌10min（转速控制在500 r/min），得到稳定的复合乳液。
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为12.67∶5，缓慢升温，反应温度为55℃，继续搅拌240min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后，于35℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
该涂层划痕修复效率达56.9%，有效修复时长为24h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长达336h。
实施例8
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶5∶5∶0.5∶0.5；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为3.0。
（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶5∶0.12；超声水浴10min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌10min（转速控制在500 r/min），得到稳定的复合乳液。
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为12.67∶5，缓慢升温，反应温度为55℃，继续搅拌240min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的5wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后，于35℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
该涂层划痕修复效率达49.6%，有效修复时长为16h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长达168h。
实施例9
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶5∶5∶0.5∶0.5；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为3.0。
（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶5∶0.12；超声水浴10min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌10min（转速控制在500 r/min），得到稳定的复合乳液。
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为12.67∶5，缓慢升温，反应温度为55℃，继续搅拌240min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的3wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后，于35℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
该涂层划痕修复效率达25.5%，有效修复时长为8h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长达120h。
对比例
制备环氧树脂涂层：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇；搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇后，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后在35℃条件下鼓风干燥，即得环氧树脂涂层。
该涂层划痕修复效率为1.7%，有效修复时长为0h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长仅为24h。
从以上实施例及对比例看出：就本发明制备石墨烯基双组分自修复涂层而言，当石墨烯基双组分微胶囊的加入量在10wt.%时，涂层划痕修复效率达50%以上，最高达73.5%，有效修复时长达24h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长在336h以上，最长达720h；当石墨烯基双组分微胶囊的加入量在3wt.%-5wt.%时，涂层划痕修复效率达25.5%-49.6%，有效修复时长在8-16h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长在120-168h。就常规环氧树脂涂层而言，涂层划痕修复效率为1.7%，有效修复时长为0h，在盐雾测试中涂层屏蔽保护时长仅为24h。因此，本发明制备的石墨烯基双组分自修复涂层相对于现有技术，效果非常突出，优势非常显著。
Claims (4)
1.一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配制乳化液：将离子水、聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵在常温下机械搅拌，其中：聚乙烯醇溶液的质量浓度为5wt.%，去离子水、聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶（5-30）∶（3.32-13.26）∶（0.33-1.33）∶（0.33-1.33）；全部溶解后形成澄清乳化液；用盐酸调节乳化液pH值至2.0-4.0；
（2）配制复合乳液：将亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯通过超声水浴10-15min形成分散均匀的混合液，亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶（4.5-5.5）∶（0.04-0.16）；然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下以400-800r/min的转速进行机械搅拌，得到稳定的复合乳液；
（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加甲醛水溶液，甲醛水溶液的质量浓度为37wt.%；甲醛水溶液与尿素的质量比为（8.44-16.89）∶5；缓慢升温溶液至35-75℃，继续搅拌240-260min，经反应得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液；
（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、有机溶剂依次清洗并干燥，得到自由流动的微胶囊；
（5）制作溶剂型环氧体系：将同等质量的环氧树脂和固化剂通过搅拌完全溶于质量为环氧树脂质量的一半的无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系；
（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中并继续搅拌；石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%；微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温固化后鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）有机溶剂包括乙醇及丙酮。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）固化时间为6-8h；固化后在25-35℃条件下鼓风干燥。
4.一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层，其特征在于，由权利要求1-3任一所述的一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法而制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210354434.6A CN116925619B (zh) | 2022-04-06 | 2022-04-06 | 一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210354434.6A CN116925619B (zh) | 2022-04-06 | 2022-04-06 | 一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116925619A CN116925619A (zh) | 2023-10-24 |
| CN116925619B true CN116925619B (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=88385099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210354434.6A Active CN116925619B (zh) | 2022-04-06 | 2022-04-06 | 一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116925619B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240059872A1 (en) * | 2022-08-17 | 2024-02-22 | Technology Innovation Institute - Sole Proprietorship Llc | Core-shell graphene-containing microcapsules and method of making |
| CN118406401A (zh) * | 2024-07-03 | 2024-07-30 | 常熟耐素生物材料科技有限公司 | 苯丙三氮唑驱动氧化石墨烯包覆的微胶囊及其制备与应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111808468A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-10-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种小尺寸脲醛微胶囊及制备和在自修复型涂层中的应用 |
-
2022
- 2022-04-06 CN CN202210354434.6A patent/CN116925619B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111808468A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-10-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种小尺寸脲醛微胶囊及制备和在自修复型涂层中的应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "微胶囊技术在防腐涂层领域的应用";李爽等;《化工新型材料》;第48卷(第2期);第32-36，40页 * |
| "石墨烯基自修复防腐涂层的研究进展";王玲玲等;《涂料工业》;第51卷(第2期);第83-88页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116925619A (zh) | 2023-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116925619B (zh) | 一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法 | |
| EP2616190B1 (de) | Verfahren zur beschichtung von oberflächen und verwendung der nach diesem verfahren beschichteten gegenstände | |
| EP1978131B1 (de) | Mittel zur Herstellung von Korrosionsschutzschichten auf Metalloberflächen | |
| CN105038424B (zh) | 水性重防腐单组份带锈底漆及其制备方法与应用 | |
| RU2677206C2 (ru) | Способ нанесения покрытий на металлические поверхности субстратов и покрытые данным способом изделия | |
| EP3153557B1 (de) | Antikorrosive beschichtungszusammensetzung | |
| BR112014019467B1 (pt) | Processo para revestimento de superfícies metálicas de substratos e objetos revestidos segundo esse processo | |
| DE60107702T2 (de) | Grundierung von stahl | |
| CN111298729A (zh) | 一种自修复微胶囊及制备和应用方法 | |
| CN111822296A (zh) | 一种铝合金表面超疏水复合涂层的制备方法 | |
| CN111808468A (zh) | 一种小尺寸脲醛微胶囊及制备和在自修复型涂层中的应用 | |
| EP2931936A2 (de) | Verfahren zur behandlung der oberfläche eines metallischen substrats | |
| EP1913104A1 (de) | Beschichtungen für den einsatz im bereich der energieerzeugung | |
| EP1570109A1 (de) | Verfahren zur beschichtung von metallsubstraten mit einem radikalisch polymerisierbaren berzugsmittel und beschichtete subst rate | |
| CN118440544A (zh) | 一种减摩涂料及其制备方法和应用、降低金属器件摩擦的方法 | |
| CN114958056B (zh) | Ti3C2Tx@ZnAl-MoO4LDH复合缓蚀剂及其制备方法和复合涂料 | |
| CN115948067A (zh) | 一种功能填料、自修复防腐涂料及制备方法 | |
| CN108841224B (zh) | 一种石墨烯掺杂水性防腐涂料及其制备方法 | |
| US6709707B2 (en) | Removal of Ormosil films from metal substrates | |
| JPH0641472A (ja) | 金属防食剤 | |
| CN116218310B (zh) | 一种硅溶胶改性丙烯酸防腐涂料及其制备方法 | |
| JPH0264170A (ja) | カソード析出形電着塗料 | |
| DE19745801A1 (de) | Verfahren zum Beschichten von Metallen und hiermit beschichtetes Metall | |
| EP0171043B1 (de) | Verfahren zur Passivierung von Blei- und bleihaltigen Oberflächen | |
| KR100393820B1 (ko) | 구리금속용 내지문 처리제 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant |