[发明专利]一种氟化石墨烯改性水性防腐涂料及其制法

说明书

本发明公开了一种氟化石墨烯改性水性防腐涂料及其制法。所述氟化石墨烯改性水性防腐涂料包括：水性环氧树脂50‑90wt％、固体填料0.1‑1wt％、增稠剂0.01‑0.1wt％、流平剂0.01‑0.1wt％、固化剂9.88‑48.8wt％；所述固体填料包括离子液体修饰的氟化石墨烯。本发明提供了氟化石墨烯改性水性防腐涂料形成的防腐涂层，该涂层在不同NaCl溶液浓度条件下其耐蚀性能远远优于纯的水性环氧涂层，所需要的固体填料的添加量很少，有效节约了资源，同时制备工艺简单，经济实用，适于工业化推广。

技术领域

本发明属于金属防护领域，具体涉及一种氟化石墨烯改性水性防腐涂料及其制法。

背景技术

石墨烯是一种二维纳米材料，具有良好的力学性能、高的长径比及优异的阻隔性能，近年来在有机腐蚀防护涂层领域得到了广泛关注。然而，石墨烯和涂层基体树脂的界面相容性较差，进而导致涂层微孔、微裂纹等缺陷，同时，石墨烯的高导电性可能引起电偶腐蚀也限制了其进一步应用。美国西北大学黄嘉兴从电化学电位角度强调石墨烯在腐蚀过程中做正极，会加速金属的腐蚀。

为了克服这一问题，当前主要有三种解决思路：(1)用绝缘材料包覆限制石墨烯材料导电性的“钝化”石墨烯策略；(2)用分子改性手段降低石墨烯的导电率及氧还原活性；(3)开发导电性能及氧还原活性不佳的类石墨烯材料作为防腐填料。

氟化石墨烯是指石墨烯被部分或者全部氟化，石墨中的sp²结构被部分或者全部转变成sp³，既继承了石墨烯的物理阻隔性质，同时又具有耐高温、化学稳定性等特点。相较于传统的防腐涂层，氟化石墨烯具有优异的不可透过性、较大的径厚比、良好的疏水性、优异的绝缘性等优势。因此，氟化石墨烯改性聚合物涂层在防腐领域有重要的应用前景。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种氟化石墨烯改性水性防腐涂料及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种氟化石墨烯改性水性防腐涂料，其包括如下组分：水性环氧树脂、固体填料、增稠剂、流平剂、固化剂；所述固体填料包括离子液体修饰的氟化石墨烯。

进一步地，所述离子液体修饰的氟化石墨烯制备方法包括：将氟化石墨烯和碱性物质在乙醇中充分混合，之后加入离子液体在40～100℃下搅拌1～72h，获得所述离子液体修饰的氟化石墨烯。

本发明实施例还提供了前述氟化石墨烯改性水性防腐涂料的制备方法，其包括：将固体填料与水性环氧树脂充分混合均匀，之后加入流平剂、增稠剂、固化剂，搅拌混合均匀即获得所述氟化石墨烯改性水性防腐涂料。

本发明实施例还提供了一种由前述氟化石墨烯改性水性防腐涂料形成的防腐涂层。

本发明实施例还提供了一种防腐涂层的制备方法，其包括：

提供前述氟化石墨烯改性水性防腐涂料；

以及，将所述氟化石墨烯改性水性防腐涂料涂覆于金属基材表面，常温自干形所述防腐涂层。

本发明实施例还提供了前述的氟化石墨烯改性水性防腐涂料或防腐涂层于金属基材表面防腐领域中的用途。

与现有技术相比，本发明的优点在于：氟化石墨烯直接添加至树脂里面，由于氟化石墨烯的表面能和氟元素的存在，在涂层中分散不均匀，形成布局堆积状态，引起涂层缺陷，限制了涂层的防腐应用，本发明提供的离子液体修饰氟化石墨烯与水性环氧树脂基质具有良好的相容性，从而固化得到分散均匀的防腐涂层，该涂层在不同NaCl溶液浓度条件下其耐蚀性能远远优于纯的水性环氧涂层，所使用的固体填料(离子液体修饰的氟化石墨烯)的添加量很少，形成优异的均匀分散效果，有效节约了资源；制备工艺简单，经济实用，适用于工业化推广。

附图说明