[发明专利]一种多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂及其制备方法和应用方法

说明书

一种多乙烯多胺‑石墨烯杂化固化剂及其制备方法和应用方法，该固化剂包括以下重量份的组分：氧化石墨烯100份、过氧化物1‑300份、分散剂1‑5000份、多乙烯多胺1‑200份，先将氧化石墨烯分散在分散剂中制备氧化石墨烯分散液，同时将过氧化物分散分散剂中制备过氧化物分散液，接着将过氧化物分散液滴加至氧化石墨烯分散液中，超声波处理，然后加入多乙烯多胺，反应产物用分散剂反复洗涤，除去游离的化合物得到多乙烯多胺‑石墨烯杂化固化剂，将其添加至环氧树脂中，混合均匀后配置成防腐涂料，涂装在金属基体表面制备防腐涂层。本发明的固化剂制备简单，反应条件温和，可以提高涂层的防腐性能，还可以用于环氧涂料的固化。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，特别是一种多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂及其制备方法和应用方法。

背景技术

环氧树脂基防腐涂料是用量最多的防腐涂料品种，环氧树脂涂料内需添加填料以提高其防腐蚀性能，环氧树脂涂料还需添加固化剂使其固化成膜。通常的填料是惰性的，仅起到提高涂层防腐性能的作用，无法实现涂料的固化。目前，工艺简单、成本低廉的石墨烯改性处理是今后的发展方向，但是常用的改性方法操作复杂，如：需要强酸工艺和复杂的处理设备，存在处理成本高、费时等缺点。

石墨烯纳米鳞片可在涂层中层叠分布形成“迷宫效应”，延长腐蚀介质在涂层中的渗透路径，进而提升涂层的防腐能力。石墨烯的基本结构为碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，但石墨烯表面没有可以发生反应的活性点，很难对其进行改性。氧化石墨烯具有羟基、羧基、环氧基等活性点，市售的氧化石墨烯分为单层石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯等。但氧化石墨烯和环氧树脂的分子结构差异很大，彼此间的界面相容性不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂，其不仅可以提高涂层的防腐性能，还可以用于环氧涂料的固化，节省了涂料的生产和涂装工序，有利于节省成本。

本发明的另一目的是提供一种多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂的制备方法，其工艺简单，反应条件温和。

本发明的再一目的是提供一种多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂的应用方法，其可以提高石墨烯填料与涂料中的环氧树脂之间的界面相容性，解决石墨烯在涂料和涂层中的析出、团聚等问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂，它包括以下重量份的组分：氧化石墨烯100份、过氧化物1-300份、分散剂1-5000份、多乙烯多胺1-200份。

进一步的，所述的多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂，它包括以下重量份的组分：氧化石墨烯100份、过氧化物10-200份、分散剂100-3000份、多乙烯多胺10-180份。

进一步的，所述氧化石墨烯为单层结构、双层结构、多层结构中的一种；所述过氧化物分子上带有过氧基官能团，所述过氧化物为无机过氧化物或者有机过氧化物；所述分散剂为去离子水、甲苯、二甲苯、异丙醇、丙酮中的一种；所述多乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种。

一种所述的多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂的制备方法，先将氧化石墨烯在搅拌的条件下分散在分散剂中制备氧化石墨烯分散液，同时将过氧化物分散在相同的分散剂中制备过氧化物分散液，接着在搅拌的条件下将过氧化物分散液滴加至氧化石墨烯分散液中，搅拌均匀后，用超声波处理10-120分钟，然后加入多乙烯多胺，在室温至120℃反应0.5-24小时后停止反应，反应产物用分散剂反复洗涤，并离心或过滤除去游离的化合物得到多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂。

进一步的，所述超声波处理时间为60分钟，反应温度为50℃，反应时间为0.5小时。

进一步的，所述氧化石墨烯为多层结构，所述分散剂为丙酮，所述多乙烯多胺为三乙烯四胺。