[发明专利]一种石墨烯改性环氧涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性环氧涂层及其制备方法，包括:称取2～14份多层石墨烯溶于二甲苯和正丁醇后进行超声得到辅助填料；在186～198份环氧树脂中加入甲苯和正丁醇进行搅拌至完全溶解得到成膜剂；将辅助填料与成膜剂混合后砂磨得到复合材料；将硫酸钡和滑石粉100℃去水处理后，称取18～22份硫酸钡和18～22份滑石粉混合后进行球磨；将复合材料与硫酸钡、滑石粉粉末混合，再添加202P防沉剂、非离子型分散剂、二乙烯三胺混合后砂磨得到复合涂层产品；将复合涂层产品进行过滤后喷涂至金属板材上进行烘干。本发明实现了将石墨烯应用在环氧树脂防腐材料中层间结合力较好，有效克服石墨烯团聚的问题，以得到稳定高效可控、防腐寿命长的复合涂层。

技术领域

本发明涉及防腐涂层技术领域，尤其是涉及一种石墨烯改性环氧涂层及其制备方法。

背景技术

目前全球，所有材料每年因腐蚀损失约1％的重量，腐蚀带来的经济损失约占国家经济总量的4％，因此，防腐问题是目前亟待解决的问题，由于造成金属腐蚀的原理存在多种，目前最为有效的防腐手段是采用防腐涂层；其中，环氧树脂是一种具有优异机械、力学、热学、粘接性、绝缘和防腐性能的热固性树脂，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和海洋化工领域；随着现代生活和工业对防腐要求越来越高，传统的环氧树脂涂层的防腐效果已经很难达到环境重防腐的要求。现在通过大量的研究发现通过对环氧树脂进行改性处理并添加高性能抗腐蚀填料可以进一步提升防腐性能。

石墨烯是一种碳原子以sp²杂化连接的单原子层晶体，于2004年首次制得。石墨烯具有优异的化学稳定性、高导电性、非凡的机械性能和防腐性能。石墨烯具有很好的热稳定性和化学稳定性，不论是在高温条件下(可高达1500℃)还是在具有腐蚀或氧化性的气体、液体环境中均能保持稳定，由此使得石墨烯成为一种优异的保护涂层材料。近几年海洋环境是一个严重的腐蚀系统，置于海洋环境中的金属材料会受到化学腐蚀、电化学腐蚀以及海水流速的侵蚀等多种混合腐蚀，导致金属材料的海洋防腐形式极其严峻，防腐难度极大；因此现在有相关研究将石墨烯应用于环氧树脂中，以提高环氧树脂涂层的综合防腐性能；由于石墨烯的性质，目前将石墨烯应用到环氧树脂中的涂层产品中，有的产品中石墨烯层间结合力较弱，压根无法满足海洋重防腐的要求；有的产品中添加石墨烯的出现严重的团聚现象，根本无法发挥良好的防腐性能；有的产品中加入大量的增强剂和分散剂也无法解决上述问题，并且还导致涂层中引入大的杂质；导致无法形成稳定高效的防腐复合涂层。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种石墨烯改性环氧涂层及其制备方法，解决了现在的防腐涂层无法达到重防腐的要求，以及环氧树脂中添加石墨烯，石墨烯层间结合力较弱以及石墨烯容易出现严重团聚无法形成稳定高效的防腐复合涂层等技术问题。

为了实现前述发明目的，一种石墨烯改性环氧涂层，按重量份计组分组成：

包括环氧树脂186～198份，多层石墨烯2～14份，二甲苯12～16份，正丁醇5～13份，甲苯5～9份，硫酸钡18～22份，滑石粉18～22份，防沉剂0.2～0.6份，非离子型分散剂0.3～0.5份，二乙烯三胺0.8～1.2份。

优选地，所述防沉剂为202P防沉剂。

一种石墨烯改性环氧涂层的制备方法，包括如下步骤：

1)制备辅助填料：称取2～14份多层石墨烯溶于12～16份二甲苯和4～8份正丁醇中后超声1.5～2.5h得到辅助填料；

2)制备成膜剂：在186～198份环氧树脂中加入5～9份甲苯和1～5份正丁醇进行搅拌至完全溶解制备得到成膜剂；

3)将步骤1)中的辅助填料与步骤2)中的成膜剂充分混合后砂磨50～70min得到复合材料，砂磨机的转速为2000～3000r/min；

4)将硫酸钡和滑石粉100℃去水处理后，称取18～22份硫酸钡和18～22份滑石粉混合后进行球磨，充分烘干后过筛得到硫酸钡和滑石粉粉末；