[发明专利]一种聚（2-氨基噻唑）改性石墨烯的制备方法及环氧复合涂料

说明书

本发明涉及一种聚（2‑氨基噻唑）改性石墨烯的制备方法及环氧涂料，包括如下步骤：提供还原氧化石墨烯将还原氧化石墨烯分散于1,4‑二氧六环中，获得分散液；其中，所述分散液中还原氧化石墨烯的质量浓度为0.1‑10mg/mL；在搅拌状态下，将2‑氨基噻唑和引发剂加入到S2获得的分散液中，充分溶解后，在惰性气氛、70‑90℃条件下回流反应20‑28h，然后固液分离获得固相物，再对固相物进行醇洗、干燥后，获得聚（2‑氨基噻唑）改性石墨烯。本发明制备的聚（2‑氨基噻唑）改性石墨烯可以作为填料很好地分散在环氧树脂中，同时还能作为固化剂与环氧树脂基体之间产生很强的相互作用力，有效地降低了环氧石墨烯基涂层的导电率、提升了涂层的整体性能，尤其是防腐蚀性能。

技术领域

本发明属于化工新材料领域，涉及一种聚（2-氨基噻唑）改性石墨烯的制备方法及环氧复合涂料。

背景技术

石墨烯具有优良的导电性和导热性，电子迁移率高达200000 cm² ·V^-1 ·S^-1，是光速的1/300，且远远大于电子在一般导体中的运动速度；导热系数高达 5300 W/ (m·K)，比常见金属，如 Au、Ag、Cu 等高10倍以上。石墨烯是目前已知的晶体材料中强度和硬度最高的晶体材料，其杨氏模量高达1100 GPa，强度极限为42 N/m²，断裂强度高达130 GPa。另外，石墨烯具有优异的疏水、疏油性能，比表面积高达2630m²/g，良好的韧性和屏蔽性。上述独特的性能使得石墨烯在涂料领域有着广泛的应用前景。环氧树脂由于优异的化学惰性、极佳的电绝缘性、良好的粘合性等，是目前防腐涂料中应用最广的基体树脂。然而，环氧树脂涂料本身性脆柔韧性较差，且不能提供长期有效的防腐蚀性能。石墨烯二维纳米片层状结构可以有效的封堵固化溶剂在干燥过程中形成的微孔预计可以有效的改善环氧树脂的防腐性能。但是石墨烯片层之间存在较强的范德华力和 π-π 作用，有机树脂相容性差，若直接加入涂料中，极易引起团聚，复合性差。石墨烯晶粒边界和缺陷处化学性质活泼，容易发生氧化反应。另外，石墨烯与金属之间电势差异性，在界面处非常容易形成“腐蚀促进活性”现象，极大程度上削弱甚至丧失了石墨烯的防腐蚀功能，继而影响最终涂层的耐腐蚀性能和其他物理性能。

石墨烯的改性包括共价改性和非共价改性。共价改性是将功能基团与石墨烯的表面以共价键的形式相互连接。然而，共价键修饰很难在本身石墨烯表面进行，往往以氧化石墨烯表面的含氧官能团为反应活性位点。中国专利CN103865298B采用两步氧化法制备得到氧化石墨烯，然利用间苯二胺对其表面进行氨基化，进而改善石墨烯与聚合物之间的融合性和分散性，增强了环氧涂层的力学性能，但是这种改性的涂层中有很多含氧官能团，从而导致涂层的耐腐蚀性不佳。非共价改性石墨烯在引入功能基团的时候不会破坏石墨烯本身的结构，因而保留了石墨烯的优异性能，中国发明专利说明书CN109651927A公布了聚（2-氨基噻唑）/石墨烯-环氧复合涂料及制法，先通过聚合反应获得聚（2-氨基噻唑）再改性，它是利用石墨烯与聚（2-氨基噻唑）之间的π-π相互作用力，在有机溶剂中进行超声振动得到，其制备方法比较复杂，以此方法得到的仅仅是少层的聚（2-氨基噻唑）-官能化的石墨烯片，仅能获得氨基噻唑插层到石墨烯中的结构，不能使聚（2-氨基噻唑）均匀地且较完整地被吸附在石墨烯表面，在一些极强环境介质中或者外界作用力下，改性石墨烯的稳定性不好，聚（2-氨基噻唑）和石墨烯之间容易分开，最终影响后续改性的涂膜的综合性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种具有包裹结构的聚（2-氨基噻唑）改性石墨烯的制备方法，采用本发明的制备方法得到的聚（2-氨基噻唑）改性石墨烯可作为纳米级填料稳定地分散于环氧树脂等聚合物基体中；本发明的目的之二在于提供一种有突出机械强度且综合性能优异的环氧复合涂料。

一种聚（2-氨基噻唑）改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备还原氧化石墨烯（RGO）；

S2、将S1获得的还原氧化石墨烯分散于1,4-二氧六环中，获得分散液；