[发明专利]阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料、其制法与应用

说明书

本发明公开了一种阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料、其制法与应用。所述阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料包括：阳离子多巴胺功能化的石墨烯材料及水性树脂乳液，所述阳离子多巴胺功能化的石墨烯材料均匀分散于水性树脂乳液中。所述水性防腐涂料的制法包括：将阳离子多巴胺功能化的石墨烯材料均匀分散于水性树脂乳液中。所述防腐涂料形成的涂层的制法包括：采用电泳沉积技术，在基体表面沉积形成防腐涂层。本发明经多巴胺改性的石墨烯极大地提高了其分散性和稳定性，且能够在涂层中能形成阻隔层，显著延长腐蚀介质扩散路径，且在基体表面形成致密钝化层；同时，本发明采用电泳沉积技术方法简便、成本低廉、污染性小，具有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及一种防腐涂层，尤其涉及一种阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料及其制备方法，以及相应涂层的制备方法与应用，属于防腐涂料技术领域。

背景技术

随着海洋产业的快速发展及其对海洋资源的强烈需求，各种海洋设施、船舶和金属部件在海洋资源开发中必须面临严峻的腐蚀问题。研究表明，除合理选材外，有机防护涂层是应用最广泛、性价比最高的防腐措施之一。其中，水性阴极电泳乳液是以水为溶剂的涂料，不仅绿色环保(满足低挥发性有机化合物排放的要求)，而且具有理想的附着力，广泛用于主流汽车和船舶涂料中。然而，有机涂层对腐蚀性介质(H₂O、O₂和Cl^-等)有一定的渗透性。因此，大量工作集中在改善有机涂层的不渗透性以增强其耐腐蚀性。

具有高纵横比和能抑制腐蚀性物质渗透和扩散的片状纳米填料，如石墨烯可以有效解决上述问题。石墨烯稳定的SP²杂化结构使其在金属与腐蚀介质间形成物理阻隔层，阻止介质扩散和渗透，被认为是已知最薄的防腐层(0.34nm)。此外，石墨烯能有效延长腐蚀介质的扩散路径，具有优异的阻隔性能和良好的化学稳定性和抗氧化性能。然而，由于片状纳米填料之间的范德华力，它很容易在聚合物基质中聚集，因此，制备分散良好的纳米填料是提高复合涂层防腐性能的关键。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的在于提供一种防腐涂层及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料或防腐涂层的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料，其包括：阳离子多巴胺功能化的石墨烯材料及水性树脂乳液，所述阳离子多巴胺功能化的石墨烯材料均匀分散于所述水性树脂乳液中。

本发明实施例还提供了一种阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料的制备方法，其包括：

以多巴胺对石墨烯材料进行改性处理，获得多巴胺功能化的石墨烯材料；

以多巴胺对氧化石墨烯进行改性处理，获得多巴胺功能化的石墨烯材料；

对所述多巴胺功能化的石墨烯材料进行离子化处理，获得阳离子多巴胺功能化的石墨烯材料；

将所述阳离子多巴胺功能化的石墨烯材料均匀分散于水性树脂乳液中，获得阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料。

本发明实施例还提供了一种防腐涂层的制备方法，其包括：

至少使作为阴极的基体、阳极、电解液共同构建电化学反应体系，其中，所述电解液采用前述的阳离子多巴胺功能化石墨烯水性防腐涂料；

采用电泳沉积技术，向所述电化学反应体系通电，在所述基体表面沉积形成致密钝化层，之后固化，从而获得防腐涂层。