[发明专利]一种改性石墨烯纳米片重防腐涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性石墨烯纳米片重防腐涂层及其制备方法，该涂层的组分包含：丙烯酸聚氨酯树脂、石墨烯纳米片、改性剂、氧茚和催干剂。其中，上述组分的质量比为丙烯酸聚氨酯树脂：石墨烯纳米片：改性剂：氧茚：催干剂=100：1~5：2~10：30~50：0.1~0.3。本发明的重防腐涂层通过改性石墨烯纳米片与丙烯酸聚氨酯树脂中的羟基结合，使得体系中含氧官能团增加，从而提高了涂层的交联程度，而且本发明的涂层的阻抗值能够达到10⁷~10⁹Ω，具有很好的抗电化学腐性能。

技术领域

本发明涉及一种防腐涂层，具体涉及一种改性石墨烯纳米片重防腐涂层及其制备方法。

背景技术

海洋腐蚀是当今世界共同面对的难题，它正以惊人的速度侵吞着我国海上工程设施，无时无刻不在威胁着海上工程设施的安全，极大阻碍了我国海洋经济发展的步伐。在所有的防腐蚀措施中，采用有机涂层防护，即防腐涂料，是应用最广泛、最经济、最方便的方法。重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。

丙烯酸聚氨酯体系由于其良好的柔韧性、附着力、保光保色性、耐水耐化学性、高固体组分等性能，其干燥快，施工方便，易于施工重涂和返工，得到广泛的应用。但是，由于其遮蔽效应、防腐蚀性能并不突出，现在多是通过加入添加剂实现对树脂本体防腐性能的补强。石墨烯纳米片是由单层碳原子平面结构石墨烯堆垛而成，较石墨烯便宜了20倍以上，而且制备简单，不易团聚，能起到良好的屏蔽作用，但其与树脂的相容性一般。

经对现有技术检索，发现公开号为CN105802441A的中国专利公开了一种水性石墨烯复合涂层、水性石墨烯复合涂料及其制备方法，该涂料由水性树脂、石墨烯、苯胺低聚物衍生物、水及涂料助剂组成，通过石墨烯与苯胺低聚物衍生物形成π-π键实现均匀分散于水中。该涂层具有良好的防水渗透性和耐盐雾性，但其阻抗值仅能达到10⁵Ω。

公开号为CN105419437A的中国专利公开了一种石墨烯改性配套防腐涂层及其制备和应用，该涂层由底漆、中间漆和面漆组成，其中底漆和中间漆为改性的石墨烯涂层，面漆为聚氨酯面漆或氟碳面漆，改性的石墨烯涂层为将以表面活性剂为改性剂与石墨烯混合进行改性，而后均匀分散在有机溶剂中，再添加到有机树脂、固化剂、助剂中，即可。该涂层涂具有优异的防水渗透性能和耐盐雾性能，但其阻抗值仅能达到10⁴Ω。

公开号为CN104946114A的中国专利公开了含石墨烯的金属表面防腐涂层及其制备方法，该涂层由均匀分散在成膜基质中的自修复微胶囊经干燥后形成，其中自修复微胶囊由石墨烯包覆有机修复剂而构成，而成膜基质则包含水性有机树脂，其中石墨烯选自氧化石墨烯、部分还原的氧化石墨烯和经表面化学修饰的石墨烯。该发明仅表明其防腐涂层能够在划伤情况下自动修复，但并未对其防腐性能进行测试。

公开号为CN104231703A的中国专利公开了一种石墨烯复合防腐涂层的制备方法，该方法在金属表面通过电沉积具有多个羟基/ 或氨基基团的有机聚合物形成有机涂层膜，再在氧化石墨烯或改性石墨烯溶液成膜，最后在金属表面再形成一层有机涂层膜。该方法得到的膜层可控、致密、均匀，但其操作较繁琐，要进行三次电沉积成膜过程，其复合涂层的阻抗值在10⁵~10⁶Ω之间。

上述现有技术涂层均存在一些不足，如石墨烯造价昂贵，与树脂相容性很差，而且涂层未能达到重防腐涂料的性能要求，涂层的阻抗性能差。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性石墨烯纳米片重防腐涂层及其制备方法，该涂层解决了现有技术造价昂贵且耐蚀性能较差的问题，其阻抗值能够达到10⁷~10⁹Ω，而且涂层的交联度高，达到了重防腐涂料的性能的要求。