[发明专利]一种碳纳米管复合石墨烯防腐涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防腐涂料的制备方法和应用，尤其涉及一种碳纳米管复合石墨烯防腐涂料的制备方法和应用。

背景技术

碳纳米管和石墨烯是碳单质的两种同素异形体，基本结构单元为碳原子以sp2杂化方式形成的碳烯六元环，不同之处为：碳纳米管是碳烯六元环的卷曲管状形态，石墨烯是碳烯六元环的平铺形态，碳纳米管和石墨烯是重要的碳元素材料，其力学、电学、热学、光学和化学性能优异，应用广泛。

碳纳米管和石墨烯单独使用时，易堆垛、团聚，从而失去性能优势，碳纳米管复合石墨烯集合碳纳米管一维结构和石墨烯二维结构于一身，克服碳纳米管和石墨烯单独使用时的缺陷，最大程度保持了材料的本征结构、比表面积、电子和离子的扩散通道及连接网络，具有化学稳定性高、分散性能好、容易加工、表面积大、导热率高、导电性好、阻隔性能优、机械性能好的特性，是一种性能优异的新型功能材料和结构材料。特别是以麦饭石负载碳纳米管专用催化元素为催化剂制备的碳纳米管，其均匀分布在麦饭石的微孔及表面，碳纳米管分布均匀，分散性能更好，复合石墨烯后更有利于改善防腐涂料的综合性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种碳纳米管复合石墨烯防腐涂料的制备方法，该制备方法可以提高碳纳米管、石墨烯在防腐涂料中的分散性能，充分展现碳纳米管和石墨烯的既有性能，大大改善并提高防腐涂料的综合性能。

本发明通过以下技术方案实施，一种碳纳米管复合石墨烯防腐涂料的制备方法，将碳纳米管、石墨烯、溶剂充分分散制成复合浆料，碳纳米管固含量0.5％～50％，石墨烯固含量0.1％～30％；在上述复合浆料中继续加入树脂、溶剂，以及消泡剂、流平剂、偶联剂、防沉剂、润湿剂、填料中的至少一种，分散均匀得到碳纳米管复合石墨烯防腐涂料；或者将碳纳米管、石墨烯、溶剂充分分散制成复合浆料，碳纳米管固含量0.5％～50，石墨烯固含量0.1％～30％，在上述复合浆料中继续加入树脂、溶剂，以及消泡剂、流平剂、偶联剂、防沉剂、润湿剂、填料中的至少一种，分散均匀得到碳纳米管复合石墨烯防腐浆料组分A；固化剂、树脂、溶剂混合，加入消泡剂、流平剂、偶联剂、防沉剂、润湿剂、填料中的至少一种，分散均匀得到碳纳米管复合石墨烯防腐浆料组分B；将所述组分A与组分B充分混合均匀，即得碳纳米管复合石墨烯防腐涂料；

所述碳纳米管的制备方法为：(1)使碳纳米管催化元素在麦饭石表面上形成纳米态分布，得到催化剂前驱体；(2)步骤(1)得到的催化剂前驱体经过高温煅烧后即得到用于碳纳米管生产的催化剂；所得催化剂比表面积10～1000㎡/g。(3)将步骤(2)制备的催化剂放置在高温设备中，通入含有七碳及以下有机气体与惰性气体和还原性气体的混合气体，控制温度在500℃-1200℃，混合气体空速控制在0.1h-1-100h-1，制备得到碳纳米管粗品，后经分离提纯，制得碳纳米管。

所述碳纳米管粉的理化指标为：含碳量：≥10％，比表面积：≥5㎡/g，优选含碳量：≥20％，比表面积：≥10㎡/g。

步骤(1)可以具体为：麦饭石粉加水配成麦饭石粉悬浮液，加入含碳纳米管催化元素的物质的溶液或悬浮液，通过离子交换法或浸渍法中的一种制备含碳纳米管催化元素的混合物，上述混合物经喷雾干燥、过滤、压滤、离心工序中的一种或两种以上去除溶剂，得到催化元素纳米态分布在麦饭石表面上的催化剂前驱体。

步骤(1)还可以具体为：麦饭石粉加水配成麦饭石粉悬浮液，加入含碳纳米管催化元素的物质的溶液或悬浮液的同时加入沉淀剂和分散剂，通过共沉淀法、水热法、溶胶凝胶法中的一种制备含碳纳米管催化元素的混合物，上述混合物经喷雾干燥、过滤、压滤、离心工序中的一种或两种以上去除溶剂，得到催化元素纳米态分布在麦饭石表面上的催化剂前驱体。所述沉淀剂为可溶性氢氧化物、可溶性碳酸盐或碳酸氢盐、可溶性铵盐、氨、尿素中的一种或两种以上；所述分散剂为偏磷酸钠、烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯型三段共聚物、聚乙烯吡咯烷酮中一种或两种以上；所述沉淀剂用量为碳纳米管催化元素理论摩尔量的50％-150％，优选80％-120％；分散剂用量为体系总质量的0.1％-10％，优选0.25％-5％。

步骤(1)又可以具体为：麦饭石粉加水配成麦饭石粉悬浮液，加入含碳纳米管催化元素的物质的溶液或悬浮液的同时加入络合剂和分散剂，通过络合法制备含碳纳米管催化元素的混合物，上述混合物经喷雾干燥、过滤、压滤、离心工序中的一种或两种以上去除溶剂，得到催化元素纳米态分布在麦饭石表面上的催化剂前驱体。