[发明专利]一种聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器及其制备方法和一种复合涂料及其应用

说明书

本发明属于自修复防腐涂料技术领域，具体涉及一种聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器及其制备方法和一种复合涂料及其应用。本发明提供的聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器，包括：氧化石墨烯以及包覆在所述氧化石墨烯表面的聚吡咯层。本发明通过将吡咯盐酸溶液、氧化石墨烯分散液和引发剂混合进行聚合反应，得到聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器。本发明提供的聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器通过包裹在氧化石墨烯外面的聚吡咯来调节缓蚀剂的释放速率，使其在碱性溶液中快速释放，在中性介质中以较慢速率释放。实施例结果表明，本发明提供的聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器可以调节缓蚀剂的释放速率，具有优异的防腐性能和防腐持久性。

技术领域

本发明属于自修复防腐涂料技术领域，具体涉及一种聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器及其制备方法和一种复合涂料及其应用。

背景技术

传统的环氧防腐涂料具有良好的物理化学性能和介电性能，并且对材料表面有着优异的粘结强度，已广泛应用于各个工业领域。然而，由于环氧树脂存在固化不完全和内应力较大的问题，在交变环境下长期服役时，涂层表面会发生针孔和微裂纹等现象，引发金属的局部腐蚀，导致涂层的使用寿命大大降低。自修复防腐涂层可以用腐蚀过程引发腐蚀抑制，并主动抑制腐蚀发生，使涂层在没有人为干预的情况下继续发挥其保护作用。

片层石墨烯因其优异的化学稳定性、阻隔屏障性以及其他物理性能，引起了腐蚀防护研究人员的广泛兴趣。但是，由于其较高的表面积和较强的范德华力，片层石墨烯容易产生团聚反应影响防腐性能。常见的石墨烯自修复防腐涂料大多是先对石墨烯进行特定基团的修饰，然后加载缓蚀剂，从而实现自修复效果。发明专利201910917465.6公开了一种具有自修复功能的防腐复合涂层材料以及防腐复合涂层的制备方法，利用茶多酚改性石墨烯制备成TP/GE纳米杂化材料，再将其加入环氧树脂中制备防腐复合涂层材料；发明专利202110565852.5公开了一种含有石墨烯改性有机钛纳米聚合物的自修复重防腐涂料；发明专利201810934463.3公开了一种基于石墨烯纳米容器的涂料、自修复涂层及其制法与应用。

目前，关于石墨烯缓蚀剂容器的研究及应用较多，但是大多数纳米容器所实现的自修复并没有适当地控制及调节“开关”，而是直接依靠缓蚀剂自身的释放实现修复，这样会造成缓蚀剂的释放过快或过慢，或者经过长时间后没有缓蚀剂释放而造成修复失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器及其制备方法和一种复合涂料及其应用，本发明提供的聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器可以调节缓蚀剂的释放速率，具有优异的防腐性能和防腐持久性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器，包括：氧化石墨烯以及包覆在所述氧化石墨烯表面的聚吡咯层。

优选的，所述聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器中聚吡咯和氧化石墨烯的质量比为0.4～0.6：0.01～0.015；所述氧化石墨烯为片状氧化石墨烯。

本发明还提供了上述方案所述聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器的制备方法，包括以下步骤：

将吡咯盐酸溶液、氧化石墨烯分散液和引发剂混合进行聚合反应，得到聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器。

本发明还提供了一种聚吡咯包裹石墨烯负载缓蚀剂，包括：聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器和缓蚀剂；所述聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器为上述方案所述聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器或上述方案所述制备方法得到的聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器；所述缓蚀剂负载在聚吡咯包裹石墨烯缓蚀剂容器中的氧化石墨烯上。

本发明还提供了上述方案所述聚吡咯包裹石墨烯负载缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯分散液和缓蚀剂溶液混合负载，得到负载型氧化石墨烯分散液；

(2)将吡咯盐酸溶液、所述负载型氧化石墨烯分散液和引发剂混合进行聚合反应，得到聚吡咯包裹石墨烯负载缓蚀剂。