一种含Ti3C2T制造技术

本发明专利技术公开了一种含Ti3C2T

【技术实现步骤摘要】
一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于水性防腐涂料领域，具体涉及一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]据中国涂料工业协会统计，涂料涂装业每年向大气排放的挥发性有机化合物(VOCs)总量高达430万吨，其中油性涂料占比达98％，随着环保理念的深入人心和打击污染的力度增大，大量含高VOC的油性涂料和各种含锌、钡和铟及其氧化物的重金属涂料正在逐步被以水为溶剂的环保安全的水性涂料所取代。
[0003]水性涂料由于水的蒸发潜热大且成膜过程中由于水性基团的聚集，成膜后更易形成孔洞，从而遮挡能力差，防腐效果不佳。而粉末填料因为比表面小且易于团聚，难以起到有效的隔离防护作用。随着石墨烯等二维材料的研究，其比表面积大，隔绝效果好等优势逐渐在涂层防腐领域发挥重要作用。可是石墨烯水溶性差并且在水中因为π
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π键的相互作用而容易团聚，从而无法有效分散。虽然相对于石墨烯而言，氧化石墨烯有着更好的水溶性，但氧化石墨烯在干燥后水溶性大大降低。MXene是石墨烯之后最受关注的二维材料，MXene材料是一类具有二维层状结构的金属碳/氮化物，其中Ti3C2T
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作为MXene的一种，被研究和应用最为广泛和深入。Ti3C2T
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(MXene)有着与石墨烯类似的大比表面积，优异的导电和导热性，根据密度泛函理论计算杨氏模量高达502GPa，高于石墨烯。由于Ti3C2T
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(MXene)表面存在大量
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O、
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OH、
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F和
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H等大量端基，MXene水溶效果好，据报道可达到296mg/ml，远高于石墨烯和氧化石墨烯。并且MXene经过干燥后水溶性基本不变。导电有机物聚苯胺价格低廉且可以自身发生氧化还原反应而保护基底被氧化，在界面处形成致密的氧化膜防止基底进一步被氧化，在防腐领域很有应用空间。
[0004]现有技术中，普遍将石墨烯直接或经过改性加入水性树脂中，但石墨烯与水、有机溶剂和聚合物的相容性能较差，容易团聚，即使经过改性也只是部分改善。如CN111647342专利技术专利中将石墨烯直接加入水性树脂中，分散性较差，团聚成块的石墨烯在涂层固化水分蒸发后，容易形成微孔，造成缺陷。聚苯胺等导电有机物因为链间的强相互作用而可溶性很差，几乎不溶于水和大部分有机溶剂。如CN110684433专利技术专利中将聚苯胺纤维直接加入水性环氧树脂中，因为可溶性差，导致涂层均匀性差，无法发挥聚苯胺的钝化防腐效果。大部分技术中只是单独加入石墨烯等二维材料或聚苯胺等导电有机物其中一种，很少有人能将二维材料的片层防护和聚苯胺的钝化防腐结合起来。CN108373746专利技术专利中虽然将聚苯胺和石墨烯原位复合，但是质子酸处理后的石墨烯水溶性依然很差，不能有效分散在树脂里面，不能有效解决分散性问题。由此，如何制备出一种含二维材料与聚苯胺原位聚合复合物的水性涂料，并且使其有着杰出的防腐效果的同时，复合物有着良好的水溶性和分散性是急需解决的难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提供一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料及其制备方法，从而克服现在技术存在的不足。
[0006]为了实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0007]一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料，其包含水性树脂、Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺复合物、成膜助剂、固化剂、偶联剂、催化剂、无机填料、疏水剂和去离子水等成分。
[0008]所述一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料由以下重量份的成分组成：水性树脂40
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60份、Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺复合物0.5
‑
2份、成膜助剂1
‑
3份、固化剂15
‑
25份、催化剂0.5
‑
1份、偶联剂4
‑
8份、无机填料0.5
‑
1份、疏水剂5
‑
10份和去离子水50
‑
70份。
[0009]作为一种优选的技术方案，水性树脂选用水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性环氧树脂的一种或几种。作为一种更优选的技术方案，水性树脂选用水性丙烯酸改性环氧树脂。
[0010]作为一种优选的技术方案，成膜助剂选用正十二醇。
[0011]作为一种优选的技术方案，固化剂选用改性胺水性固化剂。
[0012]作为一种优选的技术方案，偶联剂选用γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0013]作为一种优选的技术方案，催化剂选用金属烤漆催化剂。
[0014]作为一种优选的技术方案，无机填料选用纳米二氧化硅；疏水剂选用荷叶疏水剂。
[0015]一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0016]S1：将0.5
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2份Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺复合物溶于10
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20份水，在冰浴条件下超声，超声功率控制在200
‑
400W，超声时间0.3
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1h；
[0017]S2：取1
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3份的成膜助剂加入20
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55份去离子水中，搅拌0.3
‑
1h；
[0018]S3：继续加入40
‑
60份水性树脂，搅拌0.5
‑
2h；
[0019]S4：继续加入固化剂15
‑
25份、催化剂0.5
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1份、偶联剂4
‑
8份，搅拌0.3
‑
1h；
[0020]S5：继续加入无机填料0.5
‑
1份、疏水剂5
‑
10份和步骤1得到的样品，搅拌1
‑
3h；
[0021]S6：将搅拌完成的样品进行球磨，转速400
‑
600rpm下球磨4
‑
6h；
[0022]S7：将球磨后的样品经过200目和600目的筛网进行过筛，即得到含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料。
[0023]所述的Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺复合物的制备方法如下：
[0024]S1：将0.3
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1份的Ti3C2T
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(MXene)溶于5
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20份的水中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料，其特征在于包含以下原料：水性树脂、Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺复合物、成膜助剂、固化剂、偶联剂、催化剂、无机填料、疏水剂和去离子水。2.根据权利要求1所述一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料，其特征在于包含以下重量份的原料：水性树脂40
‑
60份、Ti3C2T
x
(MXene)/聚苯胺复合物0.5
‑
2份、成膜助剂1
‑
3份、固化剂15
‑
25份、催化剂0.5
‑
1份、偶联剂4
‑
8份、无机填料0.5
‑
1份、疏水剂5
‑
10份和去离子水50
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70份。3.根据权利要求1所述一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料，其特征在于所述水性树脂为水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性环氧树脂的一种或几种，一种更优选的技术方案，水性树脂选用水性丙烯酸改性环氧树脂。4.根据权利要求1所述一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料，其特征在于所述成膜助剂为正十二醇。5.根据权利要求1所述一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料，其特征在于所述固化剂为改性胺水性固化剂。6.根据权利要求1所述一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料，其特征在于所述偶联剂为γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。7.根据权利要求1所述一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料，其特征在于所述催化剂为金属烤漆催化剂。8.根据权利要求1所述一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料，其特征在于所述无机填料为纳米二氧化硅；疏水剂为荷叶疏水剂。9.根据权利要求1
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9所述一种含Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺的水性防腐涂料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：S1：将0.5
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2份Ti3C2T
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(MXene)/聚苯胺复合物溶于10
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20份水，在冰浴条件下超声，超声功率控制在200
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400W，超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆洪彬，张国利，陆海鸣，董加宇，唐少春，
申请(专利权)人：海安南京大学高新技术研究院，
类型：发明
国别省市：