[发明专利]一种水下固化施工的石墨烯基防腐涂层材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水下固化施工的石墨烯基防腐涂层材料及其制备方法，包括甲组份和乙组份。所述甲组份由以下原料制成：改性环氧树脂、环氧活性稀释剂、纳米颗粒/石墨烯复合材料、水性磷酸盐螯合物、有机硅树脂、金刚砂；所述乙组份由以下原料制成：腰果壳油改性酚醛胺树脂。其制备方法为：将甲组份和乙组份的所有组分分别搅拌均匀；将制得的甲组份和乙组份按照重量比5‑10：1均匀混合，即得该产品。本发明的特点是提供了一种能够在水下钢结构面施工、水下快速固化、长效性的防腐涂层材料及其制备方法，并且在涂层材料中采用了纳米颗粒/石墨烯复合材料，增强了防腐性能。

技术领域

本发明涉及防腐涂层材料，具体涉及一种水下固化施工的石墨烯基防腐涂层材料及其制备方法。

背景技术

我国海洋经济发展迅速，离不开长期浸泡于海水中的混凝土结构和钢结构，如港口码头、钻井平台、跨海大桥、水下管线、船舶、风电塔筒等。这些设施由于常年处于海水全浸区和潮差区，经常受到海洋腐蚀和海洋污染的问题，带来了巨大的经济和安全隐患。为了使这些设施得到维护，需要一种能够在水下施工，快速固化成膜的防腐蚀涂料。

石墨烯具有优异的片状结构，能够阻挡腐蚀介质渗透到达基体表面，可显著提高涂层的屏蔽性。但石墨烯难于分散到聚合物体系中，尤其是水下固化施工的高固含体系。氧化石墨烯由于表面富含官能团，更易功能化，对氧化石墨烯进行改性，可使其在聚合物体系中更容易均匀分散。

发明内容

针对现有涂层材料存在的在低温海水中施工困难、易脱落、防腐性能差不足等缺点，本发明提供一种水下固化施工的石墨烯基防腐涂层材料及其制备方法，该涂层材料抗腐蚀性能强、施工简单及附着力强；能够在低温海水中快速固化，不容易被海水冲刷，具有长效性。

本发明的具体内容是：一种水下固化施工的石墨烯基防腐涂层材料，包括甲组份和乙组份，其特征在于：所述甲组份中采用了纳米颗粒/石墨烯复合材料。其主要组分按重量份计：

所述甲组份各组份为：改性环氧树脂40-55份、环氧活性稀释剂10-20份、纳米颗粒/石墨烯复合材料1-10份、水性磷酸盐螯合物5-10份、有机硅树脂1-5份、金刚砂5-10份；

所述乙组份各组分为：腰果壳油改性酚醛胺树脂100份。

水下固化施工的石墨烯基防腐涂层材料，制备方法包括下列步骤：

(1)把甲组份中的所有组份用大功率高速分散机在1500-2500转/分钟的条件下，分散1-2小时后包装入库；

(2)将制得的甲组份和乙组份按照重量比为5-10:1均匀混合，即得该产品。

所述的纳米颗粒/石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)以天然鳞片石墨为原料，利用改进Hummers法制备氧化石墨烯；

(2)将纳米颗粒分散到体积分数为2％的含氨基硅烷偶联剂的乙醇溶液中，超声2h，水浴90℃下滴加去离子水，反应10h，得到的产物用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次，冷冻干燥后得到功能化纳米颗粒；

(3)将步骤(1)制备的氧化石墨烯分散到体积分数为2％的含环氧基硅烷偶联剂的乙醇溶液中，超声2h，水浴90℃下滴加去离子水，反应10h，得到的产物用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次，冷冻干燥后得到功能化氧化石墨烯；

(4)将步骤(3)制得的功能化氧化石墨烯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，超声2h，加入步骤(2)制备的功能化纳米颗粒，超声2h，油浴90℃下反应12h，得到混合溶液；

(5)在混合溶液中滴入还原剂溶液，得到的产物用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次，冷冻干燥后即得到石墨烯/纳米颗粒复合材料。