[发明专利]氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法，所述超疏水涂层材料按重量份数计，由下述原料制备而成：100份改性环氧树脂、1~20份氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、30~40份固化剂。本发明采用氟化石墨烯负载MOFs纳米材料作为填料，制备了一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料。本发明的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料不仅能极大程度的改善环氧树脂的抗腐蚀性能和抗冰冻性，还能有效提高复合材料的憎水性和耐老化性能。氟化石墨烯负载MOFs的引入改善了环氧树脂的机械性能，致使冲击强度明显增强。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种超疏水涂层材料及其制备方法，具体涉及一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法。

背景技术

结构混凝土因性优、价廉等特点，已广泛应用于公路、桥梁、房屋建筑等领域。随着我国社会经济的发展，各种涂层材料应运而生，机械性能优异、耐腐蚀性能优良的涂层材料越来越得到人们的青睐和市场的认可。目前，防腐蚀最常用的方法就是在混凝土表面涂覆防腐涂料后，能显著延缓其被腐蚀速度和增长使用寿命。近年来，基于大型工程和设备的出现，防腐涂料的性能要求愈来愈高，不仅要求其具有良好的防腐效果，还要满足易涂覆、易固化、环保等要求。

环氧树脂以其优异的附着力、耐化学腐蚀性、热稳定性、低毒性被广泛用作防腐涂层材料的成膜聚合物，使其在公路防护、金属防腐等领域中得到广泛的应用。尽管环氧树脂具有诸多优异的性能，但脆性大、固结强度低、防腐性能不佳却限制了它在高温、冻土等极端环境下的使用。因此，环氧树脂涂层材料的耐侯性、耐磨性及耐水性等还尚待提高。

氟化石墨烯是一种多维碳纳米材料，由于氟化石墨烯本身具有优异的电学、力学、热学和超疏水等性能，且自身的片层结构具有超强的屏蔽性，可阻挡腐蚀介质进入涂层，将其应用于防腐涂料中，既可以改善涂层的柔韧性、硬度、抗冲击性能等，又能增强材料的抗耐蚀性和自清洁性。由此看来，氟化石墨烯有望推动树脂基涂层材料的快速发展。金属有机骨架（MOFs）是一种具有高化学稳定性、结构可控的有机/无机纳米粒子，它不仅能显著改善树脂基的固结强度和机械性能，还可有效增强环氧树脂涂层材料的抗紫外特性。近年来，国内外研究者们已开展了众多关于环氧树脂／纳米粒子复合材料的研究工作，但氟化石墨烯改性环氧树脂在混凝土防腐涂料方面的应用研究尚未见报道。充分利用纳米技术所提供的可能性，制备抗紫外、防腐性能优异和综合力学性能优良的环氧纳米复合涂层材料具有极大的研究价值和应用前景。鉴于此，以氟化石墨烯负载MOFs改性树脂基体有望制备出高性能涂层材料。

发明内容

针对现有环氧树脂脆性大、固结强度低、防腐性能不佳的问题，本发明提供了一种疏水性好、抗腐蚀效果佳、抗冰冻性优良的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料及其制备方法。本发明的氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料不仅能极大程度的改善环氧树脂的抗腐蚀性能和抗冰冻性，还能有效提高复合材料的憎水性和耐老化性能。氟化石墨烯负载MOFs的引入改善了环氧树脂的机械性能，致使冲击强度明显增强。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种氟化石墨烯负载MOFs/改性环氧树脂超疏水涂层材料，按重量份数计，由下述原料制备而成：100份改性环氧树脂、1~20份氟化石墨烯负载MOFs纳米材料、30~40份固化剂，其中：

所述氟化石墨烯负载MOFs材料是通过MOFs纳米材料与氟化石墨烯在150~180℃下回流反应24~48小时获得；

所述氟化石墨烯、MOFs纳米材料的配比为10~20g：1~5g；

所述MOFs纳米材料为金属有机框架纳米材料；

所述MOFs纳米材料包括金属簇的金属有机框架，其是以2-氨基对苯二甲酸其衍生物为链段、过渡金属离子通过配位键形成的配位型化合物；

所述改性环氧树脂是由环氧树脂、三甲氧基（1H ,1H ,2H ,2H-十七氟癸基）硅烷、乙醇水制得；