一种改性玄武岩鳞片@ZIF-8-环氧树脂复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性玄武岩鳞片@ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种改性玄武岩鳞片@ZIF
‑8‑
环氧树脂复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合涂层
，更具体地说，是涉及一种改性玄武岩鳞片@ZIF
‑8‑
环氧树脂复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]腐蚀会严重降低金属的使用寿命。金属表面通常涂有防腐涂层延长其使用寿命。但是在恶劣的海洋环境中，海洋环境中微生物会影响防腐涂层，它们会在涂层表面聚集形成微生物群落，在涂层表面形成生物膜，影响涂层的防腐性能。因此，良好的防腐涂层应该具备一定的抗菌特性来抵御海洋污损生物的附着与生长。目前进行海洋生物污损防护的有效手段主要是利用涂料低表面能或添加杀菌剂来进行抗菌，但传统有毒杀菌剂已不再是涂料的主流应用，开发一种绿色环保长效的抗菌材料是研究的重点。
[0003]玄武岩鳞片是一种成本低廉，绿色环保型材料。将玄武岩鳞片添加到涂层中能够产生特殊的“迷宫效应”。玄武岩鳞片具有良好的耐候性，其工作温度最低可为零下200℃，最高可达1000℃，可适应温差大，条件恶劣的工作环境。将玄武岩鳞片添加到有机树脂中可以提高涂层的防腐性能，但玄武岩鳞片作为无机颜填料，亲水疏油，密度较大，其表面对有机高分子呈现化学惰性，在环氧树脂中分散稳定性较差，易于沉底，因此提高玄武岩鳞片在有机树脂中的均匀分散性和界面相容性是提高玄武岩鳞片
‑
有机涂层性能的关键。
[0004]有研究报道通过制备具有疏水性能的玄武岩鳞片，并将其组装在金属基体表面的环氧树脂基体上，制备了一种超疏水复合涂层；该方法利用碱刻蚀玄武岩鳞片，随后将聚多巴胺和AgNPs依次沉积在刻蚀的玄武岩鳞片上，随后对玄武岩材料进行低表面能改性，制备了一种具有超疏水涂层材料。但是，普通玄武岩鳞片作为填料添加进涂层，只具有单一的防腐性能，且其在环氧树脂中的分散稳定性较差，易于沉底。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种改性玄武岩鳞片@ZIF
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环氧树脂复合涂层及其制备方法，通过将ZIF
‑
8原位生长于改性玄武岩鳞片上，制备出具有抗菌性能的改性玄武岩鳞片功能性填料，然后将其与环氧树脂复配，制备出具有防腐抗菌性的复合涂层；本专利技术提供的制备方法制备得到的改性玄武岩鳞片@ZIF
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环氧树脂复合涂层，能够有效解决船舶需要抑菌防腐的实际问题，且具有优异的耐磨性，可在高盐度、弱碱性、高低温海洋环境下耐受细菌污损及腐蚀，达到抑菌防腐作用。
[0006]本专利技术提供了一种改性玄武岩鳞片@ZIF
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环氧树脂复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0007]a)将玄武岩鳞片进行烷基化改性，得到改性玄武岩鳞片；
[0008]b)将步骤a)得到的改性玄武岩鳞片与锌盐溶液混合，再加入2
‑
甲基咪唑，进行反应，得到的混合物依次经过滤、洗涤和干燥，得到改性玄武岩鳞片@ZIF
‑
8；
[0009]c)将步骤b)得到的改性玄武岩鳞片@ZIF
‑
8分散在有机溶剂中，再与环氧树脂溶液、聚酰胺固化剂混合，超声除泡后依次经涂覆、固化，得到改性玄武岩鳞片@ZIF
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环氧树脂复合涂层。
[0010]优选的，步骤a)中所述玄武岩鳞片的目数为200目～500目。
[0011]优选的，步骤a)中所述烷基化改性的过程具体为：
[0012]a1)将玄武岩鳞片在乙醇中搅拌0.5h～1.5h后抽滤分离干燥以去除表面污垢备用；
[0013]a2)使用0.5M～1.5MHCl作为催化剂，在乙醇中制备体积百分1％～3％的KH
‑
550溶液，其中KH
‑
550与玄武岩鳞片的质量比为(1～2)：10；
[0014]a3)向步骤a2)的溶液中加入步骤a1)的玄武岩鳞片搅拌3h～5h，抽滤分离后置于室温下干燥，得到改性玄武岩鳞片。
[0015]优选的，步骤b)中所述锌盐选自硝酸锌和/或醋酸锌；所述锌盐溶液的溶剂选自甲醇、乙醇和水中的一种或多种。
[0016]优选的，步骤b)中所述锌盐与改性玄武岩鳞片的质量比为(0.5～2.5)：1；所述锌盐中Zn
2+
与2
‑
甲基咪唑的摩尔比为1：(2～8)。
[0017]优选的，步骤b)中所述反应的过程具体为：
[0018]20℃～30℃下，在100r/min～300r/min转速下搅拌0.5h～1.5h后，静置20h～30h，得到混合物。
[0019]优选的，步骤c)中所述有机溶剂选自丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、甲乙酮、环已酮、正丁醇、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三乙酯中的一种或多种；
[0020]所述有机溶剂与改性玄武岩鳞片@ZIF
‑
8的质量比为(0.5～1.5)：1。
[0021]优选的，步骤c)中所述改性玄武岩鳞片@ZIF
‑
8与环氧树脂溶液、聚酰胺固化剂的质量比为1：(5～15)：(5～15)。
[0022]优选的，步骤c)中所述超声除泡的时间为20min～40min。
[0023]本专利技术还提供了一种改性玄武岩鳞片@ZIF
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环氧树脂复合涂层，采用上述技术方案所述的制备方法制备而成。
[0024]本专利技术提供了一种改性玄武岩鳞片@ZIF
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环氧树脂复合涂层及其制备方法；该制备方法包括以下步骤：a)将玄武岩鳞片进行烷基化改性，得到改性玄武岩鳞片；b)将步骤a)得到的改性玄武岩鳞片与锌盐溶液混合，再加入2
‑
甲基咪唑，进行反应，得到的混合物依次经过滤、洗涤和干燥，得到改性玄武岩鳞片@ZIF
‑
8；c)将步骤b)得到的改性玄武岩鳞片@ZIF
‑
8分散在有机溶剂中，再与环氧树脂溶液、聚酰胺固化剂混合，超声除泡后依次经涂覆、固化，得到改性玄武岩鳞片@ZIF
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环氧树脂复合涂层。与现有技术相比，本专利技术提供的制备方法采用特定工艺步骤，实现整体较好的相互作用，通过简单的方法对玄武岩鳞片进行烷基化改性，随后将ZIF
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8原位生长于改性玄武岩鳞片上，得到具有抗菌且疏水性能的改性玄武岩鳞片@ZIF
‑
8功能性填料，最后将功能性填料与环氧树脂进行复配，得到具有优异耐腐蚀性和抗菌性能的涂层；本专利技术提供的改性玄武岩鳞片@ZIF
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环氧树脂复合涂层具有优异的防腐性能和抗菌性能，能够有效应对海洋腐蚀及海洋生物污损问题。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例中考察不同溶剂下得到的扫描电子显微镜图像；
[0026]图2为本专利技术实施例中考察不同Zn
2+
和2
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甲基咪唑摩尔比下得到的扫描电子显微镜图像；
[0027]图3为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性玄武岩鳞片@ZIF
‑8‑
环氧树脂复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将玄武岩鳞片进行烷基化改性，得到改性玄武岩鳞片；b)将步骤a)得到的改性玄武岩鳞片与锌盐溶液混合，再加入2
‑
甲基咪唑，进行反应，得到的混合物依次经过滤、洗涤和干燥，得到改性玄武岩鳞片@ZIF
‑
8；c)将步骤b)得到的改性玄武岩鳞片@ZIF
‑
8分散在有机溶剂中，再与环氧树脂溶液、聚酰胺固化剂混合，超声除泡后依次经涂覆、固化，得到改性玄武岩鳞片@ZIF
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环氧树脂复合涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述玄武岩鳞片的目数为200目～500目。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述烷基化改性的过程具体为：a1)将玄武岩鳞片在乙醇中搅拌0.5h～1.5h后抽滤分离干燥以去除表面污垢备用；a2)使用0.5M～1.5MHCl作为催化剂，在乙醇中制备体积百分1％～3％的KH
‑
550溶液，其中KH
‑
550与玄武岩鳞片的质量比为(1～2)：10；a3)向步骤a2)的溶液中加入步骤a1)的玄武岩鳞片搅拌3h～5h，抽滤分离后置于室温下干燥，得到改性玄武岩鳞片。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪国庆，黄蕾，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：