[发明专利]三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料及其制备方法

权利要求书

1.一种三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于：以液相剥落的结构完整的石墨烯为基体，通过多巴胺在石墨烯表面自组装，获得聚多巴胺包裹的绝缘石墨烯，再以该绝缘石墨烯作为新平台以生长纳米四氧化三锰，获得了以石墨烯为核层，绝缘聚多巴胺为中层，纳米四氧化三锰为外层的三明治结构的功能化石墨烯，并将其掺入水性环氧树脂涂料中，通过聚多巴胺与水性环氧树脂的交联作用，使石墨烯均匀稳定地分散在水性环氧树脂涂料中，得到了三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料。

2.根据权利要求1所述的三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1液相剥落石墨烯的制备：

将鳞片石墨和N-甲基-2-吡咯烷酮混合超声后得到含有鳞片石墨的N-甲基-2-吡咯烷酮悬浮液，然后将该悬浮液置于60℃水浴锅中剧烈搅拌2h，随后待其冷却至室温后，在40W的低功率下超声处理24h，随后将剥落的石墨烯分散液离心，并用甲醇洗涤、干燥得到液相剥落石墨烯；

步骤S2聚多巴胺包裹的绝缘石墨烯的制备：

取步骤S1的液相剥落的石墨烯加入去离子水中，再逐渐添加三羟甲基氨基甲烷将pH调节至8.5，超声处理得到液相剥落石墨烯的分散液，再向其中添加盐酸多巴胺，继续超声，然后将其置于60℃水浴锅中剧烈搅拌4h，然后通过抽滤分离产物，并用去离子水反复清洗，最后冷冻干燥，得到聚多巴胺包裹的绝缘石墨烯；

步骤S3三明治结构的功能化石墨烯的制备：

取氯化锰四水合物和乙醇胺，在500W的高功率下超声处理6h，得到含有氯化锰的胶体溶液，取步骤S2的聚多巴胺包裹的绝缘石墨烯和去离子水，超声分散30min得到含有聚多巴胺包裹的绝缘石墨烯的分散液，随后，将上述胶体溶液加入分散液中，并在室温下持续搅拌反应5h，反应结束后，通过抽滤分离产物，并用去离子水反复洗涤，最后冷冻干燥，得到三明治结构的功能化石墨烯；

步骤S4三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料的制备：

首先取三明治结构的功能化石墨烯超声分散在去离子水中，再加入水性环氧树脂，搅拌20min至分散均匀，再加入水性环氧固化剂，继续搅拌20min后，静置15min以消除气泡，得到三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料。

3.根据权利要求2所述的三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述的含有鳞片石墨的N-甲基-2-吡咯烷酮悬浮液浓度为1mg/mL。

4.根据权利要求2所述的三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述的液相剥离的石墨烯与盐酸多巴胺的质量比为1：2。

5.根据权利要求2所述的三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述的三明治结构的功能化石墨烯添加量为0-200mg。

6.根据权利要求2所述的三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述的水性环氧树脂与水性环氧固化剂的质量比为1：1。

7.一种如权利要求1-6任一项所述制备方法制得的三明治结构的功能化石墨烯/水性环氧树脂复合涂料。