[發(fā)明專利]一種耐海水石墨烯改性防腐涂料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810365119.7
• 申請(qǐng)日: 2018-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN108531038A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樹立;朱建康;饒永超;趙書華;白浩然;馮大成;才政;陳磊;黃俊堯;陳鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): C09D163/00
• 分類號(hào): C09D163/00;C09D5/10;C09D7/61;C09D7/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明的一種耐海水石墨烯改性防腐涂料，其包含以下重量份組分，A組分，20％～30％環(huán)氧樹脂、3％～10％Fe₃O₄@TiO₂/rGO復(fù)合材料、20％～30％去離子水、1％～5％鋅粉、5％～10％磷酸鋅、5％～10％滑石粉、5％～15％碳酸鈣、3％～10％水性分散劑、0.5％～3％偶聯(lián)劑、1.5％～5％其他助劑B組分，15％～30％固化劑；本發(fā)明涂料以Fe₃O₄@TiO₂/rGO復(fù)合材料形成于材料的表面，核?殼結(jié)構(gòu)的Fe₃O₄@TiO₂納米具有高效的光催化效應(yīng)，將海洋有機(jī)生物氧化分解，同時(shí)產(chǎn)生光致陰極保護(hù)，對(duì)基體材料具有防腐作用。rGO獨(dú)特的片狀結(jié)構(gòu)，可以提高涂層的附著力，同時(shí)還可以形成物理阻隔層，通過這多方面性能的優(yōu)化，使涂料具有良好防污防腐性能。可廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境下的油氣管道，鋼架結(jié)構(gòu)等設(shè)施領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬防腐工程領(lǐng)域，具體涉及一種海洋環(huán)境金屬石墨烯防污防腐涂料制備方法，也可應(yīng)用于其它金屬防腐領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著海洋油氣田工業(yè)的發(fā)展，海上開采，浮式設(shè)施(FPSO),海底管線等不斷增加，其面臨著海洋環(huán)境下的腐蝕問題也日益嚴(yán)峻。海洋環(huán)境下的鋼材結(jié)構(gòu)，受到鹽霧、風(fēng)、雨、日光等多重作用的影響，其表面很容易形成有腐蝕性的水膜。薄水膜對(duì)鋼鐵的作用而發(fā)生大氣腐蝕的過程，符合電解質(zhì)中電化學(xué)腐蝕的規(guī)律。這個(gè)過程的特點(diǎn)是氧容易到達(dá)鋼鐵表面，鋼鐵腐蝕速度受到氧極化過程控制。空氣中所含雜質(zhì)對(duì)鋼材腐蝕影響很大，海洋環(huán)境中富含大量的海鹽粒子，這些鹽粒子雜質(zhì)溶于鋼鐵表面的水膜中，使這層水膜變?yōu)楦g性很強(qiáng)的電解質(zhì)，進(jìn)一步加速了腐蝕的進(jìn)行，除此之外，海洋環(huán)境中微生物作用下材料的腐蝕問題是海洋腐蝕的重要特征之一，海洋微生物對(duì)材料腐蝕的影響顯著而復(fù)雜，呈現(xiàn)出不同于常規(guī)的腐蝕新問題，由于各種金屬及其合金或非金屬材料耐微生物腐蝕的敏感性不同，通常銅、鉻及高分子聚合材料比較耐微生物腐蝕,可以通過對(duì)材料的表面進(jìn)行處理、在基體材料中添加耐微生物腐蝕元素或在金屬表面涂敷抗微生物腐蝕的納米氧化物等,進(jìn)而達(dá)到防治SRB腐蝕的目的。納米二氧化鈦(TiO₂)，具有良好的抗氣候，抗光腐蝕性能，無毒性等優(yōu)點(diǎn)，作為抗微生物腐蝕材料，借助其光催化作用下產(chǎn)生強(qiáng)氧化還原性的光生空穴和電子，可以將涂層表面有機(jī)生物氧化分解，從而降低海洋有機(jī)物帶來的生物腐蝕危害,而且不會(huì)帶來二次污染，是海洋防污材料的研究熱點(diǎn)，近年被應(yīng)用于防污，防污防腐涂料中，但TiO₂(銳鈦礦) 光催化劑的禁帶寬度為3.2eV,若要發(fā)揮其光催化性能，必須通過波長小于387nm的紫外光的照射,然而在太陽光中，絕大部分是可見光，紫外光僅占4％左右，當(dāng)大于等于禁帶寬度的光作用在TiO₂的表面后，TiO₂內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生具有強(qiáng)還原性的電子和強(qiáng)氧化性的空穴，然而高活性的空穴和電子又會(huì)很快結(jié)合，且以熱能以及其他形式的能量釋放,導(dǎo)致其光催化效率降低，限制了其在防污防腐涂料中廣泛應(yīng)用。石墨烯是世界上最薄的防腐蝕材料，擁有超高強(qiáng)度、優(yōu)良的阻隔性、高的穩(wěn)定性及能良好的導(dǎo)電性優(yōu)點(diǎn)，對(duì)防腐涂料綜合性能具有較強(qiáng)的提升作用。同時(shí)具有，環(huán)保安全，無二次污染等特性，近年來，國內(nèi)外諸多學(xué)者將石墨烯應(yīng)用與涂料之中，用于改善涂料的防腐性能和抗沖擊。石墨烯高的表面能積，強(qiáng)度范德華力和π-π作用使其易發(fā)生團(tuán)聚，與水、有機(jī)溶劑以及聚合物之間不能形成穩(wěn)定的化合建，導(dǎo)致其與樹脂之間的界面結(jié)合力微弱，相容性差，易產(chǎn)生相分離，嚴(yán)重影響涂層性能。

發(fā)明內(nèi)容