[发明专利]一种用于海洋环境的石墨烯防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于海洋环境的防腐涂料的制备方法：将苯胺单体分散至5‑磺基水杨酸中，超声20～40分钟后，加入氧化石墨烯水溶液，搅拌20～40分钟，超声20～40分钟后，逐滴滴加过硫酸铵，搅拌11～13小时；5‑磺基水杨酸、过硫酸铵与苯胺的摩尔比皆在4：5至5：4之间；将经搅拌后所得溶液以抽滤形式用去离子水溶液和乙醇洗涤数次至清洗液为中性；60～70摄氏度下将沉淀物真空干燥20～28小时，得到氧化石墨烯/聚苯胺复合材料；将纳米二氧化钛分散到浓度为0.02M～1M的5‑磺基水杨酸中后，加入浓度为0.25～0.75mg/ml的氧化石墨烯/聚苯胺复合溶液中，持续搅拌11～13小时后离心，蒸馏水洗涤、乙醇洗涤和烘干，得到氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛复合纳米粉体。

技术领域

本发明涉及石墨烯防腐涂层领域，特别是指一种用于海洋环境的石墨烯防 腐涂料及其制备方法。

背景技术

在海洋环境下，金属材料的表面腐蚀非常严重，不仅存在化学和电化学多 相反应的腐蚀，还存在微生物腐蚀和霉菌腐蚀等问题。通常需要在金属材料的 表面涂覆防腐涂料。目前常用的防腐涂料多存在有机物，在海洋环境下容易发 生反应，影响涂层的使用寿命；而且抗微生物腐蚀和霉菌腐蚀的作用很弱；同 时往往含有大量的有毒重金属和挥发性有机物(VOC)。可见，现有的防腐涂 料存在稳定性不够好，防腐效果不够好的问题。

因此，亟需一种新型的金属防腐涂料的制备方法，提高海洋环境下的金属 材料的防腐性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于海洋环境的石墨烯防腐涂料及 其制备方法。

基于上述目的本发明提供的用于海洋环境的防腐涂料的制备方法，包括如 下步骤：

A、将苯胺单体分散至5-磺基水杨酸中，超声20～40分钟后，加入氧化石 墨烯水溶液，搅拌20～40分钟，超声20～40分钟后，逐滴滴加过硫酸铵，搅拌 11～13小时；其中，5-磺基水杨酸与苯胺的摩尔比，过硫酸铵与苯胺的摩尔比， 数值相同，均为4：5至5：4；

B、将步骤A所得溶液以抽滤形式用去离子水溶液和乙醇洗涤数次至清洗 液为中性；60～70摄氏度下将沉淀物真空干燥20～28小时，得到氧化石墨烯/聚 苯胺复合材料；

C、将粒径为5～25nm的纳米二氧化钛分散到浓度为0.02M～1M的5-磺基 水杨酸中后，加入浓度为0.25～0.75mg/ml的氧化石墨烯/聚苯胺复合溶液中， 持续搅拌11～13小时后离心，将离心产物经蒸馏水洗涤、乙醇洗涤和烘干，得 到氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛复合纳米粉体；所述纳米二氧化钛占所述氧化 石墨烯/聚苯胺复合材料的质量百分比为5％～50％；

D、将所述氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛复合纳米粉体、水性环氧树脂乳 液、固化剂乳液、消泡剂以及去离子水充分搅拌，得防腐涂料的悬浮液，所述 氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛复合纳米粉体占防腐涂料的质量百分比为 0.3％～5％。

在其中一个实施例中，所述步骤B中，所得氧化石墨烯/聚苯胺复合材料 中，氧化石墨烯与聚苯胺的质量比为3:7至8:2；

在其中一个实施例中，所述步骤C中，所述纳米二氧化钛占所述氧化石墨 烯/聚苯胺复合材料的质量百分比为10％～20％。

在其中一个实施例中，所述步骤C中，所得氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛 复合纳米粉体中，氧化石墨烯、聚苯胺以及二氧化钛的质量比为14:6:3。

在其中一个实施例中，所述步骤D中，所述氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛 复合纳米粉体占防腐涂料的质量百分比为0.5％～2％。

在其中一个实施例中，所述氧化石墨烯的制备方法包括：

提供石墨粉、硝酸钠和浓硫酸，冰水浴下搅拌1～10分钟后，分多次均匀 加入高锰酸钾，保持1～10分钟后，30～40摄氏度温水浴保持2～6小时；