[发明专利]一种蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料改性环氧树脂防腐涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于材料科学技术领域，具体公开了一种蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料改性环氧树脂防腐涂料及其制备方法与应用。所述防腐涂料由A，B两组份组成，其中A组份为环氧树脂、蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、云母粉、润湿分散剂、溶剂，B组份为固化剂、消泡剂、流平剂、溶剂；所述A组份与B组份的质量比为100：20～100。通过离子交换反应，本发明制备了改性的蒙脱土和石墨烯两种二维片层材料互插层的复合纳米粉体材料。相比于单独使用的蒙脱土和氧化石墨烯，蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料能够为环氧树脂涂层提供更好的腐蚀防护性能。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，特别涉及一种蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料改性环氧树脂防腐涂料及其制备方法与应用。

背景技术

环氧树脂涂料是防腐蚀涂料中应用最为广泛的一种，环氧树脂涂层的耐化学品性能优异，对外界腐蚀介质的阻隔作用显著，耐腐蚀性能良好，且对于多种基底都具有良好的附着力。但是诸如海洋环气候境等条件苛刻的服役环境中，环氧树脂涂层的耐蚀防护能力仍需提高。

具有片状层结构的无机蒙脱土和有机蒙脱土添加到环氧树脂防腐涂料中，可以有效的延长外界腐蚀介质在涂层中的渗透路径，从而增加涂层的阻隔性能，提升涂层的防护效果。有机蒙脱土在环氧树脂涂层中的分散性优于无机蒙脱土，因此能够为涂层提供更好的防护性能。

石墨烯和氧化石墨烯是新兴的二维纳米片层材料，研究表明，在环氧树脂涂料中添加少量石墨烯就能够大幅度提升涂层的耐蚀性能。但石墨烯在环氧树脂涂层中的分散性，制约着其对于涂层腐蚀防护性能的提升的贡献。氧化石墨烯表面具有较多的含氧官能团，利于进一步对其进行有机化修饰。有机化修饰的氧化石墨烯能够在环氧树脂涂层中获得更好的分散性，进而有效提升涂层的腐蚀防护性能。

制备环氧树脂涂料时，填料往往不是单一的一种。为了使涂层获得良好的阻隔性能，蒙脱土、有机蒙脱土、石墨烯、氧化石墨烯和有机改性氧化石墨烯经常共同使用。在以往的研究中，有机蒙脱土和氧化石墨烯一般都是作为独立的填料，通过物理共混的方式分散在环氧树脂涂料中。这种物理共混方式，虽然可以把两种纳米片层材料共同分散在环氧树脂涂料中，但是二者之间的缺少化学结合，容易引发新的界面问题，可以发挥的协效作用并不明显。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料改性环氧树脂防腐涂料。

本发明另一目的在于提供上述蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料改性环氧树脂防腐涂料的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料改性环氧树脂防腐涂料在制备防腐涂层中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料改性环氧树脂防腐涂料，其由A，B两组份组成，具体成分的质量份数如下：

A组份

B组份

所述A组份与B组份的质量比为100：20～100。

A组份中，所述环氧树脂可选用市售工业产品，如双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。所述润湿分散剂为分散剂DA、BYK-220S和ANTI-TERRA-203中的至少一种。

所述蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料是由有机胺改性的氧化石墨烯与无机蒙脱土经过离子交换反应制得，具体的制备方法如下：

(1)有机胺改性氧化石墨烯的制备

将有机胺溶液加入氧化石墨烯分散液中混合均匀后，加热反应，得到有机胺改性氧化石墨烯的分散液，纯化得到有机胺改性氧化石墨烯；