[发明专利]氨基化GO/磺化聚苯胺改性水性环氧树脂防腐涂料

说明书

本发明公开了一种氨基化GO/磺化聚苯胺改性水性环氧树脂防腐涂料，涉及一种涂料，其中氨基化GO/磺化聚苯胺复合材料采用聚乙烯亚胺(PEI)改性氧化石墨烯(GO)和磺酸接枝的聚苯胺分散液超声后原位还原制得，将其复合材料加入到水性环氧树脂(EP)中，合成了一种新型防腐涂料。本发明的水性环氧树脂防腐涂料采用氨基化GO/磺化聚苯胺复合材料作为防腐填料，对腐蚀性电解质扩散具有优异的阻隔性能，合成工艺简单且对环境无污染、原料易得、反应条件易于控制、稳定性好等特点。可广泛应用于日常生活，工业，建筑等各领域。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种氨基化GO/磺化聚苯胺改性水性环氧树脂防腐涂料。

背景技术

水性环氧树脂防腐涂料可以减少金属在腐蚀性介质中的降解，由于其有效性、经济性和操作简便性，在工业领域受到高度关注。然而，水性环氧树脂防腐涂料在成膜过程中会因溶剂的蒸发而形成一些缺陷(裂纹和孔隙)，这些缺陷给腐蚀粒子进入基材提供了途径，使涂层的防腐周期变短，屏蔽性能变差。本发明合成了一种新型的水性环氧树脂防腐涂料，能对上述缺陷进行一些修复，使防腐性能显著提高。

氧化石墨烯(GO)是一种有吸引力的材料，它结合了二维蜂窝和原子般薄的纳米结构和各种活性氧官能团。聚乙烯亚胺(PEI)是一种弱碱性脂肪族聚合物，存在高密度的易于质子化的胺基基团，PEI可以通过自身的胺基与氧化石墨烯表面的环氧基反应形成共价键，合成氨基化氧化石墨烯(PG)。聚苯胺(PANI)是重要的共轭导电的聚合物之一，稳定性和导电性均比较优异。近年来，对GO/PANI复合材料的研究表明，这种复合材料不溶于常规溶剂，难以加工，严重阻碍了复合材料的实际应用。所以提高GO/PANI复合材料的溶解性对其应用有重要的作用。磺化聚苯胺(SPANI)的合成是制备可溶性导电PANI最成功的方法，SPANI的共轭结构可以通过π-π*相互作用促进新型GO在水中的分散性，解决了石墨烯片层结构易于团聚的问题。本发明采用原位聚合法制备了氨基化性氧化石墨烯水分散体，使其与SPANI复合，合成了氨基化GO/磺化聚苯胺复合材料(SPG)，能修复水性环氧涂层在成膜时造成的缺陷(裂纹和孔隙)，阻隔腐蚀性电解质扩散且本身具有优异的防腐性能，可显著提高水性环氧树脂防腐涂料的防腐性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种氨基化GO/磺化聚苯胺改性水性环氧树脂防腐涂料，可以持久稳定地应用在钢铁防腐领域。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种氨基化GO/磺化聚苯胺改性水性环氧树脂防腐涂料，所述防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制备氨基化氧化石墨烯和磺化聚苯胺；

步骤2、制备浓度为5mg/ml的步骤1所得氨基化氧化石墨烯分散液，取步骤1所得磺化聚苯胺加入所述分散液内，超声处理后，加入水合肼，在90-95℃下反应12h，烘干，研磨制得SPG粉末；其中，磺化聚苯胺、水合肼和氨基化氧化石墨烯的质量比为1：1：1；

步骤3、将步骤2所得SPG粉末分散于去离子水中，制备浓度为10mg/ml的SPG水分散液，加入水性环氧固化剂，超声1h，旋转蒸发器去除过量溶剂后，加入E-51环氧树脂，搅拌30min，水性环氧固化剂和E-51环氧树脂的质量比为3：1，获得目标产物；其中，目标产物除去水后的总质量中SPG粉末的质量分数为1-3wt％。

进一步，步骤1中氨基化氧化石墨烯的制备步骤为：