[发明专利]磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯/水性含环氧基硅树脂复合涂层的制备方法

权利要求书

1.一种磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯/水性含环氧基硅树脂复合涂层的制备方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：

一、制备氧化石墨烯-二氧化硅复合材料

将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散3~4h，得到氧化石墨烯分散液，然后加入氨水，磁力搅拌15min，得到碱性氧化石墨烯分散液，再加入无水乙醇、去离子水和正硅酸乙酯的混合液，在60℃下搅拌反应6h，抽滤洗涤至固体产物变为中性，得到氧化石墨烯-二氧化硅复合材料；

氧化石墨烯分散液的浓度为1~1.5mg/mL；

正硅酸乙酯的体积与氧化石墨烯的质量的比为50mL：1mg；

氨水的质量分数为25wt%，氨水与正硅酸乙酯的体积比为1：1；

无水乙醇、去离子水、正硅酸乙酯的体积比为80：15：5；

二、制备磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯复合材料

将步骤一得到的氧化石墨烯-二氧化硅复合材料加入到100mL去离子水中，搅拌30min形成分散液，加入植酸，在100℃下搅拌回流反应10~12h，冷却至室温；将回流反应装置放置在3-5℃的冰水浴中，利用植酸将反应液的pH值调节为1，加入苯胺，磁力搅拌30min，最后滴加过硫酸铵水溶液作为引发剂，磁力搅拌6-8h，完成后抽滤并用去离子水洗涤固体产物至中性，将固体产物进行冷冻干燥48h，得到磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯复合材料；

植酸的体积与步骤一中氧化石墨烯的质量的比为50mL：1mg；

苯胺与步骤一中氧化石墨烯的质量比为3︰1；

过硫酸铵水溶液中的过硫酸铵与苯胺的质量比为3︰1；

三、制备水性含环氧基硅树脂

将去离子水和无水乙醇加入到试剂瓶中，随后加入柠檬酸，超声至柠檬酸完全溶解，继续向试剂瓶中加入正硅酸乙酯、 γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷，在40℃的条件下搅拌反应8 h，得到水性含环氧基硅树脂；

去离子水和无水乙醇的质量比为2︰1；

柠檬酸为去离子水、无水乙醇、正硅酸乙酯、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总质量的1~1.5%；

正硅酸乙酯、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的质量比为5︰12︰4；

去离子水和无水乙醇的总质量与正硅酸乙酯、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总质量的比为1︰1；

四、制备水性复合防腐蚀涂层

将步骤二得到的磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯复合材料在步骤三得到的水性含环氧基硅树脂中超声分散均匀后，涂覆在金属表面，50℃加热固化，得到磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯/水性含环氧基硅树脂复合涂层；

磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯复合材料在水性含环氧基硅树脂中的添加量为1.5~3.5 wt.%。

2.根据权利要求1所述的磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯/水性含环氧基硅树脂复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤四中金属为钢。

3.根据权利要求1所述的磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯/水性含环氧基硅树脂复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤四中金属为铝合金或镁合金。

4.根据权利要求1所述的磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯/水性含环氧基硅树脂复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤一将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散3.5h，得到氧化石墨烯分散液，然后加入氨水，磁力搅拌15min，得到碱性氧化石墨烯分散液，再加入无水乙醇、去离子水和正硅酸乙酯的混合液，在60℃下搅拌反应6h，抽滤洗涤至固体产物变为中性，得到氧化石墨烯-二氧化硅复合材料。

5.根据权利要求1所述的磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯/水性含环氧基硅树脂复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤二中，将步骤一得到的氧化石墨烯-二氧化硅复合材料加入到100mL去离子水中，搅拌30min形成分散液，加入植酸，在100℃下搅拌回流反应11h，冷却至室温；将回流反应装置放置在3-5℃的冰水浴中，利用植酸将反应液的pH值调节为1，加入苯胺，磁力搅拌30min，最后滴加过硫酸铵水溶液作为引发剂，磁力搅拌6-8h，完成后抽滤并用去离子水洗涤固体产物至中性，将固体产物进行冷冻干燥48h，得到磷化聚苯胺-二氧化硅接枝改性石墨烯复合材料。