[发明专利]一种生物可降解的低表面能石墨烯海洋防污防腐涂层材料及其制备方法

摘要

一种生物可降解的低表面能的石墨烯海洋防污防腐涂层材料及其制备方法，其步骤为：1）以天然鳞片石墨为原料，采用改良的Hummers方法制备羟基石墨烯；2）通过开环聚合反应制备石墨烯接枝聚己内酯；3）石墨烯接枝聚己内酯大分子引发剂的合成；4）采用ATRP技术制备出石墨烯海洋防污防腐涂层材料。制备的石墨烯海洋防污防腐涂层材料协同壳的低表面能和降解性能，表现优异的防污效果，同时，结合石墨烯核可提高涂层的防腐性能、优异的力学性能等特点，且在海洋中耐海水的腐蚀、降解产物无毒环保。对石墨烯进行功能化修饰，提高了石墨烯相容性。该防污防腐涂层材料在船舶防污防腐，水下管道防污防腐，海洋石油平台防污防腐等方面具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种生物可降解的低表面能石墨烯海洋防污防腐涂层材料制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）改良Hummers方法制备羟基石墨烯：采用Hummers方法制备氧化石墨烯，在制得的氧化石墨烯中加入十二烷基苯磺酸钠，超声混合均匀，即得到氧化石墨烯凝胶，取氧化石墨烯凝胶配成质量浓度为70%的氧化石墨烯水悬浮液于容器中，剧烈搅拌下加入水合肼，75‑90℃水浴中回流5‑6 h，反应完成后冷却至室温，过滤后用无水乙醇多次洗涤，烘干后得到纯净的还原石墨烯；取还原石墨烯、2,2’‑双羟基苯甲醛、N‑氨基乙酸加入到二甲基甲酰胺中，超声处理10‑30 min均匀分散后，在110‑120℃的油浴中搅拌回流5‑6天，趁热离心，并用无水乙醇反复洗涤，烘干后得到双羟基功能化石墨烯；2）石墨烯接枝聚己内酯的制备：称取ε‑己内酯、羟基化石墨烯、辛酸亚锡以及30 mL无水甲苯于容器中，然后升温至110‑130℃反应20‑24 h，反应结束后，过滤，粗产物溶于甲醇中，再加入至含少量浓盐酸的甲醇溶液中，过滤，分别用二氯甲烷、甲醇洗涤，产物在真空下干燥；3）石墨烯接枝聚己内酯大分子引发剂的合成：取石墨烯接枝聚己内酯分散于二氯甲烷中，超声混合均匀，再滴加三乙胺，冰浴中搅拌10‑30 min后滴加α‑溴异丁基酰溴，继续在冰浴中搅拌4‑6 h，后常温搅拌反应40‑48 h；4）生物可降解的低表面能石墨烯海洋防污防腐涂层材料的准备：将石墨烯接枝聚己内酯大分子引发剂、CuBr、2,2‑联吡啶加到容器中，反复通氮气，然后加入全氟己基乙基甲基丙烯酸酯然后恒温85‑100 ℃磁力搅拌反应，直至体系变深褐色粘稠液体，结束反应后，聚合产物用甲醇沉降，抽滤，60℃真空干燥 72 h。