[发明专利]一种石墨烯基环氧树脂防腐涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯基环氧树脂防腐涂层的制备方法，具体包括如下步骤：(1)制备PTCA/石墨烯溶液：将0.1mmol/LPTCA分散液与100mg/L石墨烯溶液按照体积比混合，于室温下超声，超声完毕后转移至搅拌器中搅拌均匀，结束后静置得到PTCA/石墨烯溶液；(2)制备防腐涂层：按照体积mL/质量g比为1:2取PTCA/石墨烯溶液和聚酰胺树脂固化剂，搅拌混合均匀，再加入占聚酰胺树脂固化剂的质量百分比为50％的环氧树脂，继续搅拌十分钟，即得到PTCA/石墨烯防腐涂层。本发明石墨烯基环氧树脂涂层的耐蚀性高，制备方法简单易得，便于推广。与传统的环氧树脂涂层相比，所制备涂层的缓蚀效率达到99.098％。

技术领域

本发明属于海洋防腐技术领域，具体涉及一种具有高效耐蚀性的石墨烯基环氧树脂涂层的制备以及检测。

背景技术

陆地面积只占地球总表面积的十分之三，但在世界贸易中，超过90％的货运却需要靠海洋运输，因此海洋资源与船舶业已经成为目前经济发展中必不可少的重要组成部分。然而，随着海洋资源的过度开发，海上船舶和海洋开采设施越来越多的被建造和使用，海水对这些金属构件反复冲击；再加上海洋环境的复杂性，海洋里的微生物和其代谢产物也是造成金属腐蚀的原因。根据美国腐蚀工程协会数据表明，每年因金属腐蚀而造成的经济损失高达上万亿美元。因此无论是在海面上的船只还是在海水里的潜水艇，都需要高强度、耐腐蚀材料制造，并刷有防腐涂层进行防腐保护。寻找最有效、最适合的海洋防腐手段已经受到人们的普遍关注。

就目前的科学技术而言，常用的金属保护手段有：牺牲阳极的阴极保护法，金属镀层法，改变金属内结构，外加电流保护法和表面有机涂层法。相比之下，前面几种方法存在能耗高，浪费大，污染大，受环境因素限制等缺点，后者的表面有机涂层法受到广泛利用，它是将有机涂料通过一定的手段使之覆盖于金属表面所形成一定厚度的有机膜保护层。其性能的优劣取决于涂层和基底材料之间的粘结强度以及对溶剂或其他侵蚀粒子抗渗透能力。之所以用有机涂层，是因为有机涂层中的电解质比无机涂层的来说具有更高的阻拦效果，有效的妨碍了离子在阴阳两极间的移动，降低腐蚀能力。传统的有机涂层往往使用那些挥发性大，味道大而且重金属含量偏高的物质，在使用过程中，由于长时间使用和浸泡，会造成污染环境的可能。因此，开发有机无毒涂层或无机防腐涂层如石墨烯涂层是目前热门发展趋势。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种石墨烯基环氧树脂防腐涂层的制备方法。

本发明采取的技术方案为：

一种石墨烯基环氧树脂防腐涂层的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)制备PTCA/石墨烯溶液：将0.1mmol/LPTCA分散液与100mg/L石墨烯溶液按照体积比5:1混合，于室温下超声2h-3h，超声完毕后转移至搅拌器中搅拌均匀，结束后静置24h得到PTCA/石墨烯溶液；

(2)制备防腐涂层：按照体积mL/质量g比为1:2取PTCA/石墨烯溶液和聚酰胺树脂固化剂，搅拌混合均匀，再加入占聚酰胺树脂固化剂的质量百分比为50％的环氧树脂，继续搅拌十分钟，即得到PTCA/石墨烯防腐涂层。

进一步的，所述步骤(1)中的PTCA溶液的制备方法为：

a、制备PTCA粉末：取一定量的PTCDA粉末置于烧杯中，加入0.05M/mL的氢氧化钠溶液进行水解，搅拌10min-20min，直至溶液呈黄绿色，随后滴加浓盐酸，边滴边搅拌，直至溶液变为亮红色，此时pH小于7，将所得悬浊液离心，收集沉淀，即为PTCA粉末；

b、制备PTCA分散液：取制备好的PTCA粉末于烧杯中用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)分散，超声2h直至PTCA在DMF中均匀分散，得到PTCA分散液。

进一步的，所述步骤(1)中的石墨烯溶液的制备方法为：称取定量的石墨烯，用无水乙醇溶解并定容到容量瓶中，放入超声器中超声48h直至石墨烯分散均匀，备用。