[发明专利]一种纳米片复合涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种纳米片复合涂料，属于涂料领域。本发明所述产品的原料组分中以漆酚作为改性剂，对二维纳米片进行锚定及协同剥离，使而二维纳米片得到有效分散，而改性后的纳米片可在涂料使用时起到很好地物理阻隔作用，大大延长了腐蚀性介质进入涂层内部的路径；此外漆酚中含有的烷基链结构也可为纳米片复合涂料产品提供疏水表面，使水分子难以轻易渗透；而漆酚中含有的邻苯二酚基团可有效钝化保护的金属及合金，使其表面形成致密的氧化膜，从而对金属基底起到有效防护。本发明还公开了所述纳米片复合涂料的制备方法及应用。

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种纳米片复合涂料及其制备方法与应用。

背景技术

腐蚀现象在我们生活中随处可见，它是一种典型的电化学反应过程，当金属材料与腐蚀性介质(H₂O、O₂、Cl^-、微生物等)接触时就会发生缓慢的化学反应，从而对金属材料产生了致命的威胁，由此也对各行各业造成巨大的经济损失，而由于金属腐蚀也出现过一系列重大安全事故：如因腐蚀造成过严重的桥梁垮塌、油气管道爆炸、核泄漏等重大安全事故，严重影响了人们的生命健康财产安全。因此开展金属腐蚀防护方面的研究，于国于民都是一件非常有意义的事情。

实际生产过程中，大多数金属及其合金经常受到腐蚀，这对实际的工业应用有严重的影响。目前已经采用许多方法来解决金属腐蚀这个问题：阴极保护法、缓蚀剂保护法、有机涂层保护法等等。其中，有机涂层由于其对金属基材有着较强的粘附力、耐化学腐蚀性能好、机械性能强等优点，是金属腐蚀防护最常用的方法，它是将金属表面与腐蚀环境隔开的物理屏障。然而传统的溶剂型和水性防腐涂料通常都含有大量的溶剂，因此涂层固化过程中由于溶剂挥发导致的涂层收缩、断裂和内部缺陷是不可避免的。这些固有问题会严重削弱涂层对腐蚀性介质的抵抗力，导致涂层寿命大大缩短。在此基础上，在有机涂层中加入石墨烯等纳米片能有效延缓腐蚀介质到达金属表面，从而实现高效防腐，但石墨烯等纳米片易于团聚，需要对其高效分散才能发挥充分效果，但目前仍缺少对应的高效分散技术。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米片复合涂料，该产品通过漆酚锚定纳米片的结构组成提高纳米片在有机溶剂和树脂中的高分散性，从而大大提高其防腐性能。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种纳米片复合涂料，包括以下重量份的原料：

0.02～0.03份二维纳米片、0.08～0.12份漆酚、2～3份有机溶剂、8～12份环氧树脂及6～10份固化剂；所述二维纳米片、漆酚及有机溶剂混合后经过超声处理形成纳米片分散液用于制备纳米片复合涂料。

本发明所述纳米片复合涂料的原料组分中以漆酚作为改性剂，对二维纳米片进行锚定及协同剥离，使而二维纳米片得到有效分散，而改性后的纳米片可在涂料使用时起到很好地物理阻隔作用，大大延长了腐蚀性介质进入涂层内部的路径；此外漆酚中含有的烷基链结构也可为纳米片复合涂料产品提供疏水表面，使水分子难以轻易渗透；而漆酚中含有的邻苯二酚基团可有效钝化保护的金属及合金，使其表面形成致密的氧化膜，从而对金属基底起到有效防护。

优选地，所述二维纳米片的尺寸为0.5～50μm；

更优选地，所述二维纳米片包括氮化硼、石墨烯、二硫化钨、二硫化钼、硼烯(二维硼)中的至少一种。

所述二维纳米片尺寸适中，性质稳定，当经过漆酚改性后可有效均匀分散在溶剂及树脂基体中，有效隔绝外来腐蚀介质。

优选地，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的至少一种；

更优选地，所述环氧树脂为双酚A型E44环氧树脂。

优选地，所述固化剂为胺类固化剂；

更优选地，所述胺类固化剂包括聚酰胺固化剂、腰果酚胺固化剂中的至少一种；