[发明专利]一种长寿命石墨烯耐腐蚀涂料的生产工艺

说明书

本发明公开了一种长寿命石墨烯耐腐蚀涂料的生产工艺，采用氢氟酸刻蚀β‑C₃N₄陶瓷颗粒，再应用化学气相生长方法在β‑C₃N₄陶瓷颗粒上原位生长石墨烯，得到β‑C₃N₄/石墨烯耐腐蚀填料，再将耐腐蚀填料与溶剂、树脂单体、引发剂、涂料基料混合，制备耐腐蚀涂料。本发明采用化学刻蚀的方法，在β‑C₃N₄陶瓷颗粒上制造缺陷，增强石墨烯在β‑C₃N₄陶瓷颗粒表面的生长效果；本发明采用化学气相生长的方法，提高了石墨烯在β‑C₃N₄陶瓷颗粒表面生长的均匀性；本发明对β‑C₃N₄/石墨烯进行化学包覆，提高β‑C₃N₄/石墨烯的分散性，防止β‑C₃N₄/石墨烯在涂料中发生团聚，延长涂料的耐腐蚀能力。

技术领域

本发明涉及石墨烯材料技术领域，尤其是一种长寿命石墨烯耐腐蚀涂料的生产工艺。

背景技术

石墨烯材料作为一种新型的二维纳米材料，自从被发现以来，人们发现了石墨烯越来越多的优异性能，比如高强度、高导电性、高传感灵敏度等。石墨烯是由一层碳原子组成的二维纳米材料，是目前已知的最薄的二维材料，其厚度仅为0.335nm，只有一层碳原子厚度的石墨烯可以通过氧化附着含氧官能团，具有超强的耐腐蚀能力。

石墨烯作为二维纳米材料，在涂料中易发生团聚，影响其耐腐蚀性能的发挥，缩短了石墨烯作为抗腐蚀剂的使用寿命。

发明内容

本发明解决石墨烯易团聚问题所采用的技术方案是：一种长寿命石墨烯耐腐蚀涂料的生产工艺，采用氢氟酸刻蚀β-C₃N₄陶瓷颗粒，再应用化学气相生长方法在β-C₃N₄陶瓷颗粒上原位生长石墨烯，得到β-C₃N₄/石墨烯耐腐蚀填料，再将耐腐蚀填料与溶剂、树脂单体、引发剂、涂料基料混合，制备耐腐蚀涂料，包括如下步骤：

(1)将质量浓度为5～10％的氢氟酸溶液和β-C₃N₄陶瓷颗粒按照质量比3:1均匀混合于具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，常温搅拌30～60min，取出β-C₃N₄陶瓷颗粒，去离子水彻底清洗，烘干，得到β-C₃N₄陶瓷颗粒载体；

(2)将β-C₃N₄陶瓷颗粒载体平铺于石英片表面，并在β-C₃N₄陶瓷颗粒载体表面覆盖一层石墨粉，将石英片置于管式炉中央，在氮气和氧气的混合气流下加热至700～1100℃，保温30～60min；然后停止氧气通入，在氮气气流下保温5～10min；然后停止氮气通入，通入甲烷气体，在甲烷气流下停止保温，自然冷却至室温，得到β-C₃N₄/石墨烯耐腐蚀填料；

(3)按照质量份数比例，将10～20份β-C₃N₄/石墨烯耐腐蚀填料分散于40～50份溶剂中，加入20～40份树脂单体，高速搅拌，令树脂单体包覆于β-C₃N₄/石墨烯耐腐蚀填料表面；

(4)加入3～5份引发剂，高速搅拌，令树脂单体在β-C₃N₄/石墨烯耐腐蚀填料表面发生聚合反应；

(5)加入300～500份涂料基料，高速搅拌，均匀混合，制得石墨烯耐腐蚀涂料。