[發明專利]二氧化硅-氧化石墨烯/聚氨酯丙烯酸樹脂防腐蝕涂層

在審

• 申請號: 202011046554.7
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112239625A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 劉立起;李愛軍;彭雨晴;陳立全;石磊;張方舟;汪宏斌;秦子威
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C09D175/14
• 分類號: C09D175/14;C09D5/08;C09D7/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種二氧化硅?氧化石墨烯/聚氨酯丙烯酸樹脂防腐蝕涂層，其特征在于，其包含以下制備步驟：(1)第一步氧化石墨烯原料范圍幾微米到幾十微米；(2)第二步制備得到硅烷偶聯劑改性氧化石墨烯，可以在不同反應條件得到；(3)第三步中可以直接利用納米級二氧化硅，然后利用硅烷偶聯劑負載在改性氧化石墨烯上面。本申請制備的石墨烯水性防腐蝕涂層能有效解決水性涂料防腐蝕性能差的問題；本申請制備的改性二氧化硅?氧化石墨烯復合材料在水性聚氨酯丙烯酸樹脂涂層的應用有效的提高了防腐蝕的性能；用溶膠凝膠法制備二氧化硅?氧化石墨烯材料，提高其在水性聚氨酯丙烯酸樹脂涂層中的分散性，有效的提高涂層防腐蝕的性能。

技術領域

本發明涉及防腐蝕涂層技術領域，具體的說，是一種二氧化硅-氧化石墨烯/聚氨酯丙烯酸樹脂防腐蝕涂層。

背景技術

腐蝕每年造成巨大的經濟損失，美國國家腐蝕工程師協會的一項研究估計，全球腐蝕成本為2550億美元，占全球國內生產總值(GDP)的3.4％。涂料是預防和控制腐蝕廣泛使用的方法之一，不同的涂層材料和工藝適用于不同的領域。從長期和應用規模來看，涂層在降低維護成本、防止腐蝕、提高設備安全性等方面起到了顯著的作用，采用涂層防護的方式性價比更高。但是，有機涂層具有揮發性有機物，會造成環境的污染，危害人類健康，所以，近年來環境友好的水性涂料進入了人們的視野。但水性涂料存在針孔、附著力差等缺點，會導致屏障效果差。因此提高水性涂料防腐蝕性能成為了人們亟待解決的問題。

在現有的水性涂料改性方式中，石墨烯由于具有優異的光學、電學、力學性能，并且具有特殊的二維層狀晶體結構和各向異性，可以通過多種改性方法對材料的性能進行調控，石墨烯比表面積大并且具有豐富的共軛結構和官能團附加位點，所以其在制備水性防腐涂層方面有很大的應用前景。

本發明提出了一種操作簡單，成本低的方法來改善水性聚氨酯丙烯酸樹脂涂層防腐性差、附著力低、耐水性差等問題，并且獲得防腐蝕性能優異的涂層。

申請號為202010047268.6的專利，發明名稱為“一種改性氧化石墨烯復合水性聚氨酯環保型防腐涂料”，具體步驟1.向納米二氧化硅分散液中加入硅烷偶聯劑，反應6-18小時，得到官能化納米二氧化硅分散液；其中，每30-50mL納米二氧化硅分散液中含有0.014g-2.885g納米二氧化硅、加入0.01-1g硅烷偶聯劑；2.改性氧化石墨烯分散液制備：配制氧化石墨烯分散液，每10mL水中加入0.001-1g氧化石墨烯；將氧化石墨烯分散液與官能化納米二氧化硅分散液混合，反應1-5小時，然后進行分離、洗滌，得到改性氧化石墨烯；其中，體積比為氧化石墨烯分散液與步驟(1)中得到的官能化納米二氧化硅分散液＝1∶1-10；將改性氧化石墨烯加入到水中，得到改性氧化石墨烯分散液；其中，每10ml水加入0.001-2g改性氧化石墨烯；3.涂料的制備：將上述改性氧化石墨烯分散液加入到水性聚氨酯中，混合后得到氧化石墨烯水性防腐涂料；其中，體積比為改性氧化石墨烯分散液∶水性聚氨酯＝5∶1-1∶5。此方法制備改性石墨烯步驟過于繁瑣，費時費力。

申請號為201911299510.2的專利，發明名稱為“一種水性防腐涂料的填料、制備方法及包含填料的防腐涂料”。一種水性防腐涂料的填料的制備方法，包括以下步驟：1.將石墨烯超聲分散于0.8-1.2mol/L的HCl溶液中，在超聲功率600-1000W下超聲25-35min，將石墨烯酸溶液與共聚單體和質子酸混合，在冰浴條件下持續攪拌，冰浴的溫度為0-5℃，攪拌的轉速為400-600rpm，時間為3-5h，直至得到均勻的混合溶液，再加入引發劑，引發劑為過硫酸銨，共聚單體為苯胺引發劑與所述共聚單體的質量比為2-2.5∶1，原位聚合制備所述填料。成膜樹脂選擇水性環氧樹脂，環氧樹脂固化劑H228B，成膜樹脂和固化劑的總質量的百分比為0.1-0.7％，環氧樹脂固化劑H228B。此方法制備的改性石墨烯制備方式復雜，不適宜大規模生產。

水性防腐蝕涂料主要存在耐水性能不好的問題，水分的滲透使得防腐蝕效果下降。目前常用的制備水性防腐蝕涂料的方法是通過加入石墨烯納米填料的方法制備水性防腐蝕涂層，但納米填料容易發生團聚，且均勻的分散在水性涂料中比較難。