[發明專利]一種石墨烯/聚苯胺復合材料防腐涂料助劑的制備方法

有效

• 申請號: 201710956376.3
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107556797B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 戴李宗;王世成;許一婷;朱繼紅;毛杰;陳婷;李敏
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09D163/00;C08G73/02;C08K9/04;C08K7/24
• 代理公司: 35204 廈門市首創君合專利事務所有限公司
• 代理人: 張松亭;姜謐<國際申請>=<國際公布>=

本發明公開了一種石墨烯/聚苯胺復合材料防腐涂料助劑的制備方法，包括如下步驟：(1)將可膨脹石墨煅燒，得到膨脹石墨；(2)將3?氨基苯硼酸與膨脹石墨超聲分散在第一溶劑中，加熱回流反應，過濾并洗滌得到改性膨脹石墨；(3)取改性膨脹石墨與苯胺單體加入到摻雜酸溶液中，超聲分散均勻后保溫于0～10℃；(4)取過硫酸銨溶于摻雜酸溶液中，在0～10℃下用恒壓滴液漏斗以0.01～0.05mL/s的滴加速度加入到步驟(3)的物料中，反應6～12h后抽濾并洗滌至濾液無色，凍干12h后得到石墨烯/聚苯胺復合材料；(5)將步驟(4)所得的石墨烯/聚苯胺復合材料與環氧類基體樹脂以及第二溶劑混合調漆，即得到含石墨烯/聚苯胺復合防腐涂料助劑。本發明的操作工藝簡單，環保高效，適于工業化生產。

技術領域

本發明屬于有機無機復合材料制備技術領域，具體涉及一種石墨烯/聚苯胺復合材料防腐涂料助劑的制備方法。

背景技術

腐蝕保護在現代金屬加工業中起著突出作用。大量數據表示，腐蝕對國家經濟以及工業化發展造成重大損失。因此，許多有機和聚合物涂層被用來保護金屬以免受腐蝕。由于發現電活性聚苯胺(PANI)涂層比其他聚合物具有更好的抗腐蝕性能，PANI功能化防腐涂層在過去受到很多關注。

石墨烯作為一種新型二維材料，其優異的理化性質引起廣泛關注。石墨烯由于其大比表面積、優異的電學、光學等性能，令其在各個領域都展現了誘人的前景，將石墨烯應用到防腐涂料中，石墨烯具有物理隔絕以及電子傳導的作用。石墨烯的制備方法主要有機械剝離法、氧化還原法、化學氣相沉積生長法和電解法等，其中機械剝離法效率低下，而其他方法成本較高且不易大量制備。因此選擇一種高效、低成本的石墨烯制備方法可以有效降低涂料的制備成本。

CN105176310A公開了一種改性石墨烯導電涂料的制備方法，其利用氧化石墨烯與聚苯胺共軛作為填料添加到基體樹脂中，此法可以制備氧化石墨烯/聚苯胺復合材料，但是其氧化石墨烯制備成本高昂，而且氧化石墨烯未全部還原為石墨烯。CN105802314A公開了一種添加石墨烯的涂料，其可以使石墨烯較好的分散，但是其只添加石墨烯，成本高昂且作用單一。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種石墨烯/聚苯胺復合材料防腐涂料助劑的制備方法。

本發明中石墨烯/聚苯胺復合材料制備原理：將可膨脹石墨進行煅燒得到膨脹石墨，利用膨脹石墨所帶羥基與硼酸基團形成硼酸酯使3-氨基苯硼酸通過共價鍵的方式結合到膨脹石墨表面上得到改性膨脹石墨，苯胺在改性膨脹石墨片層間聚合并與3-氨基苯硼酸發生共聚，使其聚合在石墨片層表面，擴大改性膨脹石墨間片層間距，插層成石墨烯，洗滌干燥后得到石墨烯/聚苯胺復合材料。

本發明的技術方案如下：

一種石墨烯/聚苯胺復合材料防腐涂料助劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將可膨脹石墨放入700℃～1000℃馬弗爐中，煅燒20s～60s后取出，得到膨脹石墨；

(2)將3-氨基苯硼酸與步驟(1)得到的膨脹石墨以1～10∶1的質量比超聲分散在第一溶劑中，加熱至60～100℃回流反應2～10h，過濾并洗滌得到改性膨脹石墨；

(3)取步驟(2)所得的改性膨脹石墨與苯胺單體以2～20∶1的質量比加入到濃度為1mol/L的摻雜酸溶液中，超聲分散均勻后保溫于0～10℃，其中摻雜酸溶液與苯胺單體的體積比為100～800∶1～5；

(4)取與步驟(3)中的苯胺等物質的量的過硫酸銨溶于濃度為1mol/L的摻雜酸溶液中，在0～10℃下用恒壓滴液漏斗以0.01～0.05mL/s的滴加速度加入到步驟(3)的物料中，反應6～12h后抽濾并洗滌至濾液無色，凍干12h后得到石墨烯/聚苯胺復合材料；