[发明专利]石墨烯掺杂改性的防护涂层及其制备方法与用途

摘要

本发明公开了一种石墨烯掺杂改性的防护涂层及其制备方法与用途。先通过电沉积法直接在石墨烯表面修饰粗糙多孔、结合力良好的纳米SiO2薄膜，然后利用制得的粉末负载缓蚀剂，掺杂到防护涂层中来提高涂层的防腐蚀效果。负载SiO2的石墨烯粉末的制备是将石墨烯直接加入SiO2前驱体溶液中，在均匀搅拌条件下于三电极体系中进行电沉积的方法制得。该方法将石墨烯的优异特性和可作为缓蚀剂容器的多孔SiO2充分结合起来，发挥惰性的石墨烯在涂层中对腐蚀介质的物理屏障作用，延缓腐蚀介质到达基体。同时，当基体遭受腐蚀时，石墨烯上负载的纳米多孔SiO2薄膜能将缓蚀剂释放出来，对基体起到修复作用。本发明制备工艺简单，成本较低，有望实现工业化应用。

主权项

一种石墨烯掺杂改性的防护涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1) 金属基体根据需要经机械打磨后，放入30～60℃除油液中除油1～10min，再在30～60℃超声5～15min，最后依次用自来水，去离子水清洗后，用热风吹干，在干燥箱中放置5～24h待用；2) 二氧化硅前驱体溶液配制：加入50～100mL无水乙醇、50～100mL水、1～10mL SiO2前驱体，调节pH至2.0～6.0，室温下搅拌2～48h，待用；3) 在三电极电解槽中加入配好的前驱体溶液，再加入石墨烯1～100 mg，超声搅拌混匀，超声功率100～200 W，时间1～10 min，Ag/AgCl作为参比电极，铂片为工作电极；4）电沉积的电位控制在‑0.5～‑5.0 V，沉积时间为5 min～60 min，沉积温度30～60 ℃；5）沉积后依次用去离子水、乙醇冲洗离心分离后的沉积产物，冲洗次数1～5次，最后再经过离心分离得到电沉积纳米SiO2薄膜覆盖的石墨烯粉末，离心分离转速1000～10000 rpm，离心时间为1～10 min，最后在40～100 ℃烘箱中烘干；6) 将负载了电沉积SiO2的石墨烯粉末浸入含缓蚀剂的醇/水溶液中，吸附10s～12h后再离心，40～100℃烘干，得到负载了缓蚀剂的粉末；7) 将负载了缓蚀剂的粉末以不同比例掺杂到液态涂料中，浸涂、滴涂、旋涂或刷涂到基体表面，溶剂挥发后在40～150℃下固化1～15天，得到负载缓蚀剂的电沉积SiO2薄膜修饰石墨烯颗粒掺杂改性的防护涂层体系。