[发明专利]一种可规模化制备水性石墨烯环氧树脂纳米复合材料的方法

说明书

一种可规模化制备水性石墨烯环氧树脂纳米复合材料的方法，属于树脂基纳米复合材料的制备领域。采用剥离制备纳米石墨烯片层，石墨烯片层小于等于5层，石墨烯片尺寸为50‑300nm；将石墨烯和水性环氧树脂乳液进行混合并加入表面活性剂，然后进行均匀分散；向均匀分散液中加入固化剂并搅拌15min，然后用NTG腻子刮涂器涂布在马口铁片上固化2‑3天。本方法操作过程简便可控，易于大批量制备及合成；通过加入表面活性剂可以有效的将石墨烯均匀分散到水性环氧树脂中，而且表面活性剂使得石墨烯与环氧树脂之间产生优异的界面相容性及结合力；有效提高了环氧树脂与基底的结合力、耐腐蚀性。

技术领域

本发明属于树脂基纳米复合材料的制备领域，具体地说涉及一种水性石墨烯/环氧树脂纳米复合材料的制备方法。

背景技术

海洋在各国的经济建设和安全中扮演越来越重要的角色，合理利用和开发海洋资源已成为各国共同合作和发展的目标。船舶作为海上的交通工具，对于海洋的开发和利用起到了重要的作用，但是常年累月的在海洋中航行，船体各个部分会收到潮湿大气和海水的长期腐蚀，如果不采取适当的保护措施，船体的一些零件会因为长期腐蚀而失效，船体就会发生危险，甚至出现生命危险。

有机涂层和涂料体系是船体金属防腐最有效和实用最广泛的方式，传统的防腐涂层主要为溶剂型，随着环保要求的提高，环保型水性防腐涂料已成为金属防腐领域的研究热点和必然发展方向。但水性防腐涂料的防护效果明显低于溶剂型涂料，主要原因是水性涂料的成膜性不好，涂膜耐水性差，对水分子、氧气等腐蚀性介质的屏蔽性不佳。因此亟需开发一种新的水性复合涂料。

石墨烯是一种新型的碳材料，其是一层由碳原子以sp2杂化链接而成的二维碳原子层，其厚度只有0.34nm，是目前发现的最薄的二维纳米材料。利用其二维片层结构在涂料中层层叠加，可形成小分子腐蚀介质(水分子、氯离子等)很难通过的致密隔绝层，起到了突出的物理隔绝作用；而且石墨烯的表面效应使其与水的接触角很大，浸润性很差，水分子很难被其吸收。水性环氧树脂中加入石墨烯后，能够大幅度增加水性环氧树脂的防腐蚀性能。

目前石墨烯/水性环氧树脂复合材料的制备方法研究较多，但是迄今为止仍然缺少能够简便、快速、有效地制备石墨烯/环氧树脂复合材料的方法。