[发明专利]一种层层组装结构的石墨烯防腐涂层及其制备工艺

权利要求书

1.一种层层组装结构的石墨烯防腐涂层，主要步骤是对氧化石墨烯(GO)的还原改性和制备不同的防护层结构，具体制备过程：首先取一定量聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，添加一定量的聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚物，加入一定量的无水乙醇后在磁力搅拌器上搅拌一定时间制备PVB涂料。将配制好的PVB涂料旋涂在金属基板上作为防护涂层的第一层。GO与维生素C按照一定的质量比的混合溶液中加入少量的水性聚氨酯使用喷枪喷涂在加热的PVB的表面作为防护涂层的第二层。这样交替涂覆即可制备不同层结构的防腐涂层。纯的PVB的耐水性较差，所以我们利用石墨烯这种分子不透过性来增强PVB涂层的防腐性能。我们设计了一种层层组装结构即PVB涂层与石墨烯涂层交替覆盖在金属表面。这样使石墨烯能够平行于受保护的金属表面分布使其利用率达到最大化。与纯的PVB涂层相比层层组装结构的涂层防腐效率有着明显的提升。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所使用的石墨烯层数小于2层，片径为1～10μm。使用的氧化石墨烯溶液的浓度在0.5-1.5mg/ml，添加量为12-17ml。

3.根据权利要求1所述的方法，加入的无水乙醇的体积为15-25ml。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于使用绿色环保的维生素C对氧化石墨烯进行还原，维生素C的浓度在2.0-3.0mg/ml。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于维生素C与氧化石墨烯的混合溶液中可以掺杂少量的水性聚氨酯进一步增强喷涂后还原石墨烯片之间的粘附力。所使用水性聚氨酯的固含量为15-20wt％，添加量为0.3-0.5ml。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于维生素C与氧化石墨烯的混合溶液喷涂在一定温度的金属基体上，边还原边涂覆，金属基板的加热温度在75-90℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于成膜物质主要为聚乙烯醇缩丁醛和还原氧化石墨烯，其结构为PVB层与还原氧化石墨烯层交替涂覆，PVB涂层的厚度为5-8μm。

8.根据权利要求1所述的方法，PVB表面改性剂采用聚二甲基硅氧烷或甲基丙烯酸降低涂层的表面能以及加入固化剂，含量为0.12-0.15％，搅拌时间为20-30小时。

9.根据权利要求1所述的方法，形成的石墨烯涂层中的石墨烯片层能够平行于受保护的金属表面分布使其利用率达到最大化。