[发明专利]一种制备GO-PDA-CeO2

说明书

本发明公开了一种制备GO‑PDA‑CeOsubgt;2/subgt;/PU耐磨超疏水长效防腐蚀涂层的方法：先用聚多巴胺对氧化石墨烯进行化学改性，然后与绿色缓蚀剂氧化铈复合，再用正十二硫醇降低复合物的表面能，最后与聚氨酯混合喷涂得到耐磨超疏水涂层。本发明中氧化石墨烯被用作纳米容器负载氧化铈并兼具阻隔作用，聚多巴胺充当中间连接体，可改善氧化石墨烯的分散性并接枝正十二硫醇，提高了超疏水涂层的稳定性和耐磨性，廉价环保的氧化铈提高了涂层的致密性和防腐蚀能力。通过超疏水表面和缓蚀剂的协同作用，涂层对基底的保护效率达到99.9999%，浸泡27天后，涂层阻抗仍能达到10supgt;8/supgt;Ω，涂层具有长效防腐蚀能力。

技术领域

本发明属于涂层材料技术领域，涉及一种GO-PDA-CeO₂/PU耐磨超疏水长效防腐蚀涂层的制备方法。

背景技术

金属材料广泛应用于工业生产和日常生活中，但金属材料容易发生腐蚀，造成巨大的经济损失和安全与环境问题。在众多的防护方法中，涂层保护技术由于操作简单、成本低等特点，成为应用最广泛的防腐蚀技术。但是由于有机涂层固有的缺陷，腐蚀介质很容易渗透涂层，从而引起腐蚀。纳米填料的加入可以提高有机涂层的致密性，而具有缓蚀性的纳米填料更能有效提高涂层的防腐蚀能力。受天然荷叶的启发，水接触角大于150°、滚动角小于10°的超疏水表面具有极高的拒水性，能阻止腐蚀性离子的侵蚀，从而有效抑制腐蚀。但是，超疏水表面容易被破坏，因此可引入具有极高黏性的多巴胺，多巴胺发生自聚合后，能牢牢的附着在固体表面，并且多巴胺的氨基、酚羟基等基团还能与纳米填料的官能团反应，从而改善纳米填料分散性差的问题，有效提高涂层的界面性能。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种采用喷涂法在基底表面制备GO-PDA-CeO₂/PU耐磨超疏水长效防腐蚀涂层的方法，本发明方法引入具有阻隔性能的纳米填料氧化石墨烯和兼具缓蚀作用的氧化铈，构筑超疏水涂层，利用聚多巴胺提高超疏水涂层的机械性能，此外，通过耐磨超疏水涂层和缓蚀剂的协同作用，提高涂层的长效防腐蚀能力。

为实现发明目的，本发明所采取的技术方案是：一种制备GO-PDA-CeO₂/PU耐磨超疏水长效防腐蚀涂层的方法，其特征在于，先使用聚多巴胺（PDA）对氧化石墨烯（GO）进行改性，改善氧化石墨烯的分散性，然后添加缓蚀剂氧化铈（CeO₂），提高涂层的耐蚀性和致密度，得到纳米复合物，再通过迈克尔加成反应将正十二硫醇接枝在纳米复合物表面，得到超疏水纳米填料，最后将超疏水纳米填料与聚氨酯混合均匀，喷涂在基底表面即可得到GO-PDA-CeO₂/PU耐磨超疏水长效防腐蚀涂层，待涂层完全固化后，测试其电化学性能和超疏水性能。具体工艺方法如下。

一种制备GO-PDA-CeO₂/PU耐磨超疏水长效防腐蚀涂层的方法，工艺步骤如下：

（1）在室温下将氧化石墨烯加入到干净的烧杯中，并加入适量的去离子水，超声分散0.5h，得到分散均匀的棕色悬浮液，记为悬浮液A；

（2）在干净烧杯中加入适量的去离子水，并加入一定量的多巴胺盐酸盐，并不断搅拌，并滴加0.05mol/l的三羟甲基氨基甲烷—盐酸缓冲液，调节溶液pH=8.0～9.0，缓慢搅拌，记为溶液B；

（3）待溶液B的颜色由无色变为淡粉色后，加入悬浮液A，在55℃的水浴锅中持续搅拌12h，记为悬浮液C，溶液变为黑色；

（4）将悬浮液C离心，分别用乙醇和去离子水洗涤多次，然后在真空条件下干燥24h，研磨成粉以备用，记为粉末A；

（5）称取适量的粉末A置于干净的三口烧瓶中，分别加入去离子水和无水乙醇，搅拌均匀后，加入一定量的氧化铈，在80℃的水浴锅中搅拌8h，记为溶液D；