[發明專利]一種石墨烯基復合材料防腐蝕助劑的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202011259620.9
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112375415B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 許一婷;王宏超;謝平展;戴李宗;曹瑩;祝奧奇;郭傳鑾;呂妍;陳國榮
• 申請（專利權）人: 廈門大學;漳州鑫展旺化工有限公司
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09D163/00;C09D175/04;C09D161/06
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;姜謐

本發明公開了一種石墨烯基復合材料防腐蝕助劑的制備方法，包括如下步驟：(1)獲得石墨烯/聚苯胺復合材料；(2)獲得石墨烯/聚苯胺/LDH復合材料；(3)獲得所述石墨烯基復合材料防腐蝕助劑。本發明的石墨烯基復合材料防腐蝕助劑可在樹脂中均勻分散，石墨烯和LDH良好的物理性能可提升樹脂涂層的硬度、韌性和耐沖擊性等方面的物理性能。

技術領域

本發明屬于防腐蝕材料技術領域，具體涉及一種石墨烯基復合材料防腐蝕助劑的制備方法及其應用。

背景技術

金屬腐蝕是生活中常見的材料受損現象，不僅影響材料的外觀美感，而且一定程度上也降低了材料的強度等力學性能。金屬腐蝕不僅造成大量資源的浪費，同時也潛在著許多威脅人身安全的危險因素，如跨海大橋、船舶、碼頭、金屬支架等等。如何高效提升金屬防腐蝕性能成為人們密切關注的問題，金屬防腐蝕方面的研究應運而生并飛速發展。

在金屬表面覆蓋惰性涂層是減少金屬腐蝕的有效方法，包括聚合物涂層和金屬或金屬氧化物鍍層，惰性涂層可以緊密地附著在金屬表面，保護金屬免受外界環境中的腐蝕介質侵蝕，其中聚合物類涂層成本較低，工藝簡單，抗化學破壞，防腐蝕性能好，是生活及工業中最常用的金屬防腐蝕方法。石墨烯是一種化學性質穩定、物理性能優異的二維材料，添加到聚合物涂層后其優異的屏蔽作用可以阻止腐蝕介質與金屬表面接觸，極大地提高聚合物涂層的防腐蝕性能，但是石墨烯的分散性較差，防腐蝕性能單一，需要通過改性石墨烯制備一種石墨烯基復合材料，作為緩蝕劑添加到聚合物涂層中改善石墨烯的分散性，增強涂層的防腐蝕性能，減少金屬的腐蝕，節約資源，延長金屬的使用時間，減少潛在的危險因素。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種石墨烯基復合材料防腐蝕助劑的制備方法。

本發明的另一目的在于提供上述石墨烯基復合材料防腐蝕助劑的應用。

本發明的反應路線如下：

本發明的技術方案如下：

一種石墨烯基復合材料防腐蝕助劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將石墨烯納米片在室溫下超聲分散于去離子水中，加入苯胺單體和濃度為65-75wt％的植酸溶液，在0-5℃下攪拌3～6h，獲得分散液；將過硫酸銨和65-75wt％的植酸溶液溶解于去離子水中，制成引發劑溶液；將該引發劑溶液在0-5℃下滴加到上述分散液后，保溫攪拌反應6.5-9h，然后依次經抽濾、去離子水洗滌和干燥，獲得石墨烯/聚苯胺復合材料；

(2)將上述石墨烯/聚苯胺復合材料在室溫下超聲分散于去離子水中，加入六水合硝酸鋅和九水合硝酸鋁，室溫下攪拌2-6h后轉移至60-70℃油浴中，在N₂保護下逐滴滴加氫氧化鈉溶液，使反應體系的pH＝7-9，保溫攪拌反應18-36h，然后依次經抽濾、去離子水洗滌和干燥，獲得石墨烯/聚苯胺/LDH復合材料；

(3)將上述石墨烯/聚苯胺/LDH復合材料在室溫下超聲分散于去離子水中，接著轉移至60-70℃油浴中，在N₂保護下逐滴滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，保溫攪拌反應8-24h，然后依次經抽濾、去離子水洗滌和干燥，獲得所述石墨烯基復合材料防腐蝕助劑。

在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(1)中，超聲分散的時間為3-5h。

在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(1)中，石墨烯納米片、總的植酸溶液和過硫酸銨的質量比為1∶10-20∶1-2。

在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(1)中，石墨烯納米片和苯胺單體的質量比為1∶1-5。

在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(2)中，石墨烯/聚苯胺復合材料、六水合硝酸鋅和九水合硝酸鋁的質量比為1∶3.5-20∶1.75-10。