[发明专利]一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法

说明书

本发明公开了一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法。本发明将氧化石墨烯、多元胺和去离子水混合超声处理，搅拌反应后，用乙醇和水抽滤洗涤后得到的黑色粉末再分散到去离子水中，加入十六烷基三甲基溴化铵超声处理，冷冻干燥制得具有良好水分散性的胺基化氧化石墨烯纳米材料；以自乳化水性树脂固化剂为基体，胺基化氧化石墨烯为添加剂，利用超声和机械搅拌共混的方式制得石墨烯改性乳化型水性树脂固化剂，加入水性树脂混合，采用相反转法制备得到水性胺基化氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料。本发明所制得的防腐涂料具有环境友好、操作方便、无污染等优点，涂膜机械强度和耐水耐醇性能优异，附着强度高，防腐性能优良。

技术领域

本发明涉及水性防腐涂料的制备技术领域，具体涉及一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法。

背景技术

据中国腐蚀和防护协会数据显示，仅2012年黑色金属年腐蚀损失高达6024亿元人民币。2018年世界腐蚀组织发布数据表明，全球因腐蚀所造成的经济损失高于所有自然灾害、各类事故损失。因此，需要加大金属防腐蚀领域的研发投入，降低金属腐蚀对国家工业生产和社会生活所带来的危害具有重要意义。我国的不同防腐蚀方法的费用比例，表面涂装和涂层占总费用的76.6％。随着国家和各地法规对VOCs排放作出明确的禁令，环境友好型涂料逐渐走向了重防腐涂料的舞台中心，并得到了高速发展。

石墨烯作为一种新型二维结构纳米材料，具有独特的抗划伤性和抗点蚀性能，及对水分子、氧气和电解质出色的阻隔性，可应用于适合酸碱条件、海洋、航空等领域的重防腐涂料。石墨烯由于其制备方法和结构特殊性，将其应用于金属防腐蚀领域主要通过沉积技术和聚合物复合技术实现。目前石墨烯-聚合物复合涂料的研究主要集中于传统的“油性”涂料，在水性涂料特别是水性环氧树脂涂料领域的应用研究较少，基本上通过加入分散剂将石墨烯制备成为填料浆料而推广使用，由于直接复合的石墨烯类物质在水性树脂中易出现破乳、沉降、乳状液分层等不稳定现象，导致涂层性能急剧下降。

石墨烯分散液制备法可显著调高石墨烯的水分散性，但其分散性及与聚合物的相容性仍有待于进一步完善。水溶性聚合物改性法所采用的水溶性聚合物亲水性强，可保障石墨烯纳米材料的分散性及相容性，但所制涂层的耐水性较差。纳米复合材料有效结合了石墨烯与其他纳米材料的优点，但与涂层的相容性和防腐机理需要进一步验证。以上方法仅有原位乳液聚合法所制得复合乳液兼具了分散性和相容性的优点，但其纳米材料添加量过低，无法达到溶剂型复合涂料高强度特性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有优异防腐性能、复合稳定性能和工艺操作简便的自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料。该技术工艺可进一步提高石墨烯在聚合物中的分散稳定性。

为达到上述目的，本发明才用的技术方案如下：

一种自交联改性氧化石墨烯/水性树脂防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

S01制备胺基化氧化石墨烯：

按重量份计，称取0.2～0.5份氧化石墨烯、10～20份多元胺和100～150份去离子水置于容器中，将容器置于冰水浴中超声处理45～60min；移出超声仪器，搅拌反应24～36h，搅拌温度20-40℃，放置过夜，去掉上清液，得沉淀物；在沉淀物中加入100份无水乙醇抽滤后，再用去离子水洗涤，以去除多余未反应的多元胺，得黑色粉末；将得到的黑色粉末分散到20～50份的去离子水中，加入0.1～0.3份十六烷基三甲基溴化铵，超声处理10～30min，冷冻干燥得到胺基化氧化石墨烯；

S02制备乳化型水性树脂固化剂：