[发明专利]一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法

说明书

本发明适用于涂层材料技术领域，提供了一种耐腐蚀涂层材料，包括以下按照重量份的原料：环氧树脂150～250份、石墨烯复合材料55～75份、改性聚醚醚酮30～50份、助溶剂6～10份、偶联剂2～8份、固化剂2～6份和水50～90份。本发明还提供了一种如上所述的耐腐蚀涂层材料的制备方法，以环氧树脂为主料，配合添加石墨烯复合材料，以氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮共聚合复合，增大石墨烯在环氧树脂中的分散度，通过石墨烯复合材料中活性羟基与环氧树脂的相互交联，提高环氧树脂的致密度，有效屏蔽腐蚀介质的渗入，增加环氧树脂涂层的耐腐蚀性；还添加有改性聚醚醚酮，利用聚醚醚酮分子骨架中的酮键和醚键，有效提高环氧树脂固化后的耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及涂层材料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀涂层材料及其制备方法。

背景技术

工程用材料受到周围环境的作用发生有害的化学变化、电化学变化等失去了材料原有的优良性能，成为材料的腐蚀。常见的是金属材料腐蚀和碳钢材料腐蚀。金属腐蚀给人类带来了巨大的经济损失和社会危害，随着工业和科技的发展，金属防腐的重要性日益凸显，其中涂层技术最为方便和经济，因此在国民经济建设中发挥着越来越重要的作用。铁材料是应用最大的金属材料，因此铁制品的腐蚀液最为常见。碳钢材料虽然具有价格便宜、制造工艺简单，塑性好、韧性好、易加工性等优点，但是碳钢材料却普遍存在易腐蚀的弱点。为了解决这一问题，国内外学者开发了许多耐腐蚀涂层材料来提高钢铁材料的耐蚀性。

传统的防腐涂层往往采用溶剂型涂料，含有大量的挥发性有机物，而且有相当一部分涂层含有锡、铅或铬等有毒物质，给环境带来严重的污染并危害人类的健康。因此，开发水性耐腐蚀涂层材料成为金属防护领域研究者努力追求的目标，具有深远的战略意义和广阔的应用前景。

石墨烯作为一种由碳原子以sp2杂化轨道构成的单层片状二维纳米材料，具有优异的力学性能、透明度、柔韧性、疏水性和化学稳定性，以及出色的热传导率和电子迁移率，其片状结构可以有效地阻隔氧气、水、离子和电子的通过，非常适合做涂层材料，尤其是海洋和盐碱等恶劣环境下的金属防护。常见的石墨烯复合材料有：石墨烯/无机材料、石墨烯/聚合物等，石墨烯与无机金属材料复合后可用于制备超级电容容器和锂电池等，石墨烯与聚合物复合可以提高原有聚合物的性能。利用石墨烯制成的复合涂层材料的耐腐蚀性能具有明显提高，但是实际应用过程中还是迫切需要耐腐蚀性更高的涂层材料，因此需要开发更高耐腐蚀性的复合涂层材料。

发明内容

本发明实施例提供一种耐腐蚀涂层材料，旨在以环氧树脂为主料，配合添加了石墨烯复合材料，以氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮共聚合复合，使聚吡咯以颗粒的形式分散在石墨烯表面，增大石墨烯在环氧树脂中的分散度，利用石墨烯的疏水性和抗渗透性，通过石墨烯复合材料中活性羟基与环氧树脂的相互交联，提高环氧树脂的致密度，有效屏蔽腐蚀介质的渗入，增加环氧树脂涂层的耐腐蚀性；还添加有改性聚醚醚酮，利用聚醚醚酮分子骨架中含有的酮键和醚键重复单元，有效提高环氧树脂固化后的耐腐蚀性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种耐腐蚀涂层材料，包括以下按照重量份的原料：

环氧树脂150～250份、石墨烯复合材料55～75份、改性聚醚醚酮30～50份、助溶剂6～10份、偶联剂2～8份、固化剂2～6份和水50～90份。

进一步地，所述助溶剂为苯甲酸钠。

进一步地，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。

进一步地，所述石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：

1)将石墨粉氧化得到氧化石墨烯；

2)将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯酮按质量比3:2混合，超声分散处理20～30min；

3)降温至室温，搅拌乳化10～15min；