一种石墨烯防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯防腐涂料及其制备方法，所述石墨烯防腐涂料包括A组分和B组分；所述A组分由如下重量份的各原料制成：表面改性石墨烯1

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及功能涂料
，尤其涉及一种石墨烯防腐涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的二维纳米材料，具有高比表面积、优异的机械强度以及对氧、水和腐蚀性介质的阻隔性，在改善聚合物涂层的耐腐蚀性以制备出高性能的有机防腐涂层领域具有非常大的应用前景。然而，由于分散性问题，限制了其在防腐涂料中的广泛使用。
[0003]现有的石墨烯防腐涂料是在普通防腐涂料中直接添加石墨烯而制成的。由于石墨烯片层之间的强相互作用，使得石墨烯极易发生团聚，甚至产生更多的微孔，耐腐蚀性受到严重影响。这类石墨烯防腐涂料普遍存在防腐性能不足，使用寿命短的缺陷。市面上的石墨烯防腐涂料还或多或少存在与基材的粘附性不足，耐水性不佳，防腐性能和性能稳定性有待进一步改善的技术问题。
[0004]专利文献CN105086754B公开了一种双组分石墨烯防腐涂料，所述涂料包括能固化成膜的甲组份和含有固化剂的乙组分；其中，甲组份按质量百分比包括如下组分：石墨烯0.1
‑
5wt％；锌粉0
‑
35wt％；填料30
‑
70wt％；固含量为54％的环氧树脂10
‑
20wt％；溶剂10
‑
20wt％；其中，石墨烯、锌粉和填料的质量百分含量之和为60
‑
80wt％，所述甲组份各组分质量百分含量之和为100w％。该专利技术将石墨烯加入到防腐涂料中，大大降低了涂料漆膜的厚度；通过对各组分的选择，在提高防腐效果的同时，大大降低了锌粉的含量，克服了富锌涂料以牺牲锌粉为代价的防腐方式，大大减少了在焊接时产生的氧化锌雾气，环境友好。然而，该石墨烯防腐涂料由于石墨烯的难分散性，使得该涂料防腐蚀性能有待进一步提高，耐水性和性能稳定性均有待进一步改善。
[0005]可见，本领域仍然需要一种防腐效果显著，耐水性和性能稳定性佳，与基材的粘附性足的石墨烯防腐涂料及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种石墨烯防腐涂料及其制备方法，该制备方法工艺简单，流程短，操作方便，耗能少，适合连续规模化生产；制备得到的石墨烯防腐涂料防腐效果显著，耐水性和性能稳定性佳，与基材的粘附性足。
[0007]为达到以上目的，本专利技术提供一种石墨烯防腐涂料，所述石墨烯防腐涂料包括A组分和B组分；所述A组分由如下重量份的各原料制成：表面改性石墨烯1
‑
3份、功能成膜共聚物35
‑
45份、含氨基的硅烷偶联剂0.6
‑
1.2份、填料15
‑
25份、流平剂0.5
‑
0.8份、消泡剂0.8
‑
1.2份、分散剂0.8
‑
1.3份、溶剂25
‑
35份；所述B组分由如下重量份的各原料制成：含氨基的超支化聚氨酯5
‑
10份、4,4'
‑
二氨基苯砜1
‑
3份；所述功能成膜共聚物是由N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、1,3
‑
双(环氧乙烷基甲基)
‑5‑
(2
‑
丙烯基)
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6(1H,3H,5H)
‑
三酮、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、4
‑
丙烯氧基
‑2‑
羟基二苯甲酮按自由基聚合制成。
[0008]优选的，所述A组分、B组分的重量比为1:1。
[0009]优选的，所述表面改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将氧化石墨烯分散于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，用氨水调节pH值至10，再向其中加入2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]‑
1,1,1,3,3,3
‑
六氟丙烷，在60～80℃的反应器中反应3～6h后，加入还原剂并继续保温反应6～8h，再经过离心洗涤3～6次，干燥后得到表面改性石墨烯。
[0010]优选的，所述氧化石墨烯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]‑
1,1,1,3,3,3
‑
六氟丙烷、还原剂的质量比为(3
‑
5):(15
‑
25):(0.8
‑
1.2):(1
‑
2)。
[0011]优选的，所述氧化石墨烯的来源无特殊要求，在本专利技术的一个实施例中，所述氧化石墨烯是按CN 106587045 B中实施例1的方法制成。
[0012]优选的，所述还原剂为硼氢化钠。
[0013]优选的，所述功能成膜共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、1,3
‑
双(环氧乙烷基甲基)
‑5‑
(2
‑
丙烯基)
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6(1H,3H,5H)
‑
三酮、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、4
‑
丙烯氧基
‑2‑
羟基二苯甲酮、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，60
‑
70℃下搅拌反应4
‑
6小时，后在水中沉出，并将沉出的共聚物用乙醇洗涤3
‑
6次，最后置于真空干燥箱85
‑
95℃下干燥至恒重，得到功能成膜共聚物。
[0014]优选的，所述N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、1,3
‑
双(环氧乙烷基甲基)
‑5‑
(2
‑
丙烯基)
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6(1H,3H,5H)
‑
三酮、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、4
‑
丙烯氧基
‑2‑
羟基二苯甲酮、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(2
‑
3):1:(0.8
‑
1.2):(1
‑
1.5):(0.05
‑
0.07):(25
‑
35)。
[0015]优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述石墨烯防腐涂料包括A组分和B组分；所述A组分由如下重量份的各原料制成：表面改性石墨烯1
‑
3份、功能成膜共聚物35
‑
45份、含氨基的硅烷偶联剂0.6
‑
1.2份、填料15
‑
25份、流平剂0.5
‑
0.8份、消泡剂0.8
‑
1.2份、分散剂0.8
‑
1.3份、溶剂25
‑
35份；所述B组分由如下重量份的各原料制成：含氨基的超支化聚氨酯5
‑
10份、4,4'
‑
二氨基苯砜1
‑
3份；所述功能成膜共聚物是由N
‑
(4
‑
氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、1,3
‑
双(环氧乙烷基甲基)
‑5‑
(2
‑
丙烯基)
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6(1H,3H,5H)
‑
三酮、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、4
‑
丙烯氧基
‑2‑
羟基二苯甲酮按自由基聚合制成。2.根据权利要求1所述的石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述A组分、B组分的重量比为1:1。3.根据权利要求1所述的石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述表面改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将氧化石墨烯分散于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，用氨水调节pH值至10，再向其中加入2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]
‑
1,1,1,3,3,3
‑
六氟丙烷，在60～80℃的反应器中反应3～6h后，加入还原剂并继续保温反应6～8h，再经过离心洗涤3～6次，干燥后得到表面改性石墨烯。4.根据权利要求3所述的石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述氧化石墨烯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]
‑
1,1,1,3,3,3
‑
六氟丙烷、还原剂的质量比为(3
‑
5):(15
‑
25):(0.8
‑
1.2):(1
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2)；所述还原剂为硼氢化钠。5.根据权利要求1所述的石墨烯防腐涂料，其特征在于，所述功能成膜共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N
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(4
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氰基
‑3‑
三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、1,3
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双(环氧乙烷基甲基)
‑5‑
(2
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丙烯基)
‑
1,3,5

【专利技术属性】
技术研发人员：夏行，
申请(专利权)人：宁波爱甬新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：