[发明专利]一种低电导率石墨烯改性环氧涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种低电导率石墨烯改性环氧涂料及其制备方法和应用。包括以下步骤：利用Diels‑Alder反应，通过糠酸对石墨烯进行功能化，得到功能化石墨烯；将功能化石墨烯、氨基硅油和环氧树脂进行混合反应，得到低电导率石墨烯环氧树脂混合物；将低电导率石墨烯环氧树脂混合物和固化剂混合均匀，得到低电导率石墨烯改性环氧涂料。本发明提高了环氧涂料中石墨烯的分散性，提高防腐蚀涂层性能。并且，通过利用大π键的加成以及硅油的低电导率发挥协同作用，显著降低石墨烯填料的电导率，避免局部腐蚀，提高涂层防腐蚀性能。该涂层具有防腐蚀性能优良的优点，此发明不仅可以运用于铝合金的防腐蚀涂层，也可以广泛运用于其他金属材料的防腐蚀涂层。

技术领域

本发明涉及金属防腐蚀涂层技术领域，尤其是涉及一种低电导率石墨烯改性环氧涂料及其制备方法和应用。

背景技术

由于金属材料具有可回收、加工工艺成熟等方面的优点，金属材料在现代工业体系得到广泛应用。但是，金属材料由于其较为活泼的化学特性，容易与空气、溶液发生化学反应导致腐蚀，从而产生缺陷，并最终导致金属材料的失效、金属资源浪费。涂覆涂层是一种保护金属材料的有效手段，该方法通过物理隔绝、牺牲阳极等原理，有效提高了材料的防腐蚀能力。目前，二维纳米材料在防腐蚀涂层的应用是涂层研究的热点，由于二维材料具有比表面积大的特性，可以有效提高防腐蚀涂层的物理隔绝性能，提升涂层的综合防腐蚀能力。

石墨烯是一种新型的二维纳米材料，具有广阔的应用前景，在防腐蚀涂层领域具备相当潜力。但是，传统的涂层制备工艺下，石墨烯片层之间容易因为范德华力而彼此团聚，导致涂层产生缺陷，防腐蚀性能明显下降。并且，石墨烯本身具有高电导率，该特性一定程度上会使涂层在缺陷处发生局部腐蚀，不利于涂层防腐蚀性能的提升。对石墨烯进行改性，是避免石墨烯产生团聚现象的一种可行方法。目前，石墨烯的改性普遍使用硅烷偶联剂进行功能化，引入羧基、氨基等官能团。从原理上，石墨烯的高电导率源于其大π键，但是硅烷偶联剂的使用，没有从结构上改变石墨烯的大π键。

因此，研究一种防腐蚀性能优良的低电导率石墨烯改性环氧涂料，具有重要的现实意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种低电导率石墨烯改性环氧涂料及其制备方法和应用，解决现有技术中石墨烯环氧涂层防腐蚀性性能差的技术问题。

第一方面，本发明提供一种低电导率石墨烯改性环氧涂料的制备方法，包括以下步骤：

利用Diels-Alder反应，通过糠酸对石墨烯进行功能化，得到功能化石墨烯；

将上述功能化石墨烯、氨基硅油和环氧树脂进行混合反应，得到低电导率石墨烯环氧树脂混合物；

将上述低电导率石墨烯环氧树脂混合物和固化剂混合均匀，得到低电导率石墨烯改性环氧涂料。

第二方面，本发明提供一种低电导率石墨烯改性环氧涂料，该低电导率石墨烯改性环氧涂料通过本发明第一方面提供的低电导率石墨烯改性环氧涂料的制备方法得到。

第三方面，本发明提供一种低电导率石墨烯改性环氧涂料的应用，通过将上述低电导率石墨烯改性环氧涂料涂覆在金属材料表面形成低电导率石墨烯改性环氧涂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本发明利用糠酸改性石墨烯，并将其与氨基硅油接枝，提高了环氧涂料中石墨烯的分散性，提高防腐蚀涂层性能。并且，通过利用大π键的加成以及硅油的低电导率发挥协同作用，显著降低石墨烯填料的电导率，避免局部腐蚀，提高涂层防腐蚀性能。该涂层具有防腐蚀性能优良的优点，此发明不仅可以运用于铝合金的防腐蚀涂层，也可以广泛运用于其他金属材料的防腐蚀涂层。

附图说明

图1为本发明提供的低电导率石墨烯改性环氧涂料的制备方法一实施方式的工艺流程图；