[发明专利]一种石墨烯接枝改性丙烯酸树脂的防腐材料及制备方法

说明书

本发明涉及丙烯酸树脂防腐材料技术领域，且公开了一种石墨烯接枝改性丙烯酸树脂的防腐材料，丙烯酸单体聚合过程中，其烯基基团与功能化石墨烯的巯基发生高效、快速的点击化反应，从而将石墨烯作为交联位点，共价接枝到丙烯酸树脂分子链中，改善了石墨烯与丙烯酸树脂的相容性，同时减少了石墨烯纳米粒子之间的团聚，力学性能优异的石墨烯作为交联位点，高度分散在丙烯酸树脂的基体中，提高了材料的拉伸强度和弯曲模量，并且均匀分散的石墨烯纳米粒子在丙烯酸树脂中形成连续而阻隔层，延长了水、空气等腐蚀介质的传输路径，延缓了腐蚀介质穿过丙烯酸树脂涂层，从而起到优异的耐盐雾性能和防腐性能。

技术领域

本发明涉及丙烯酸树脂防腐材料技术领域，具体为一种石墨烯接枝改性丙烯酸树脂的防腐材料及制备方法。

背景技术

丙烯酸树脂是以丙烯酸、丙烯酸甲酯等单体聚合得到的高分子化合物，进而可以制得热塑性树脂或热固性树脂涂料，丙烯酸树脂具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、易于施工重涂和返工，可以制成涂料、胶黏剂等产品，在汽车制造、家用电器、机械工程、建筑等领域具有广泛的应用，为了进一步提高丙烯酸树脂的综合性能，如机械强度、力学性能、防腐性能等，需要对丙烯酸树脂进行改性，以满足丙烯酸树脂在工业生产和实际应用中的需求。

石墨烯是具有独特的六角型蜂巢晶格状形貌的二维碳纳米材料，具有优异的机械性能、耐酸耐碱性能、热力学性能、光学性能和阻隔性能，可以作为有机聚合物的优良的纳米改性剂，增强丙烯酸树脂、环氧树脂等高分子材料的综合性能，但是石墨烯与丙烯酸树脂的相容性较差，并且其比表面积很大，石墨烯纳米粒子之间的范德华力较强，导致石墨烯在丙烯酸树脂基团中容易发生团聚，影响材料的综合性能，因此对石墨烯进行官能团功能化，提高其在丙烯酸树脂的分散性成为研究热点。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种石墨烯接枝改性丙烯酸树脂的防腐材料及制备方法，解决了丙烯酸树脂机械强度和防腐性能不高的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯接枝改性丙烯酸树脂的防腐材料，所述石墨烯接枝改性丙烯酸树脂的防腐材料的制备方法如下：

(1)向反应瓶中加入氯化亚砜和氧化石墨烯，置于水浴反应装置中，在氮气氛围中，加热至65-75℃，回流反应18-36h，减压蒸馏除去溶剂，使用乙醇洗涤并干燥，制备得到酰氯化石墨烯。

(2)向反应瓶中加入二氯甲烷溶剂、酰氯化石墨烯和2-巯基乙醇，超声至分散均匀加入促进剂三乙胺，在氮气氛围中，加热至50-60℃，回流反应18-36h，减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到巯基功能化石墨烯。

(3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和巯基功能化石墨烯，超声至分散均匀配置成聚合单体溶液，取1/5体积的聚合单体溶液，加热至65-75℃，缓慢滴加过硫酸胺溶液，反应20-40min，再加入剩余的4/5体积的聚合单体溶液，匀速搅拌反应5-10h，蒸馏水离心分离洗涤，产物溶解在丙酮溶剂中，倒入马口铁表面中进行固化成膜，得到的石墨烯接枝改性丙烯酸树脂的防腐材料。

优选的，所述步骤(1)中的氯化亚砜和氧化石墨烯的质量比为80-150:1。

优选的，所述步骤(2)中的水浴反应装置，水浴反应装置上方设置有进气管和出气管，进气管和出气管分别活动连接有进气阀和出气阀，水浴反应装置内部设置有水浴槽，水浴槽两侧设置有加热片，水浴槽内部下方固定连接有电机，电机与旋转轴活动连接，旋转轴上方固定连接有载物台，载物台内部设置有大凹槽和小凹槽，大凹槽和小凹槽内部设置有大反应瓶和小反应瓶。

优选的，所述步骤(3)中的酰氯化石墨烯、2-巯基乙醇和三乙胺的质量比为1:100-130:35-45。