[发明专利]具有防腐功能的复合涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及防腐涂料领域，具体涉及一种具有防腐功能的复合涂料及其制备方法。所述复合涂料包含：改性钛纳米、氧化石墨烯、环氧树脂、硅烷偶联剂、分散介质、助剂和溶剂，其中，所述改性钛纳米、氧化石墨烯与环氧树脂的重量比为1：0.2‑5：15‑500。本发明通过共价接枝将无机钛纳米颗粒均匀负载在氧化石墨烯表面，改变氧化石墨烯的结构，使其由密集堆积状态向疏松易分散的状态转变，极大地提高其在涂料中的分散性，最终使涂料的防腐性能得到提高，具有适合工业化应用的特点。

技术领域

本发明涉及防腐涂料领域，具体涉及一种具有防腐功能的复合涂料及其制备方法。

背景技术

将有机涂层涂敷在金属表面是一种有效的防止金属腐蚀的方法，其中，环氧树脂型涂料是较为常用的有机防腐涂层之一。但是由于环氧树脂型涂料通常有着较大的脆性，往往导致其涂层表面出现裂纹，此外，环氧树脂在固化过程中，由于稀释剂的挥发，也会导致树脂中出现微孔，进而导致屏蔽性能变差，防腐性能下降。

钛具有极强的抗腐蚀能力，同时还有无毒、质轻、比强度高等优点，这使其可以作为无机纳米填料提升涂层的防腐能力。氧化石墨烯是石墨烯最重要的衍生物之一，其具有与石墨烯类似的二维片层结构，并在表面拥有大量活性官能团，这使其作为填料添加入涂层中时可以形成致密的屏蔽层，阻止腐蚀介质的进入，极大的提升涂层的防腐性能。但由于氧化石墨烯比表面积巨大，其片层间存在着强大的范德华力和π-π相互作用力，使得氧化石墨烯倾向于团聚沉降，十分不利于其在涂层中的分散。然而，氧化石墨烯在涂料中的团聚，会使得涂层屏蔽效率变低，不利于涂层防腐性能的提升。因此，如何实现氧化石墨烯在涂料中稳定分散是对于新型防腐涂料开发是一个非常关键的问题。亟需探索一种新的方法来制备易于分散、不易团聚的氧化石墨烯复合物，以解决氧化石墨烯在涂料中的团聚沉降造成的防腐能力不足的问题。

目前，常见的氧化石墨烯涂料中通常是直接将氧化石墨烯参杂到涂料中，或者使用偶联剂将氧化石墨烯进行改性，与树脂接枝成复合树脂后添加到涂料中。但是，这两种方法都不能有效的解决氧化石墨烯分散性差的实际问题，无益于无法有效提高涂层防腐能力。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的氧化石墨烯分散性差造成的利用其制备的涂层防腐能力不足的问题，提供一种具有防腐功能的复合涂料及其制备方法。本发明通过共价接枝将无机钛纳米颗粒均匀负载在氧化石墨烯表面，改变氧化石墨烯的结构，使其由密集堆积状态向疏松易分散的状态转变，极大地提高其在涂料中的分散性，最终使涂料的防腐性能得到提高，适合工业化应用的特点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种具有防腐功能的复合涂料，所述复合涂料包含：改性钛纳米、氧化石墨烯、环氧树脂、硅烷偶联剂、分散介质、助剂和溶剂，其中，所述改性钛纳米、氧化石墨烯与环氧树脂的重量比为1∶0.2-5∶15-500，所述改性钛纳米为硅烷偶联剂改性的纳米钛单质。

本发明第二方面提供上述复合涂料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(a)将改性钛纳米、氧化石墨烯、环氧树脂、硅烷偶联剂、分散介质、助剂和溶剂混合，获得混合物；

(b)任选地，将步骤(a)所述混合物进行均质，获得所述复合涂料。

通过上述技术方案，本发明的有益效果在于：

(1)采用硅烷偶联剂对钛纳米颗粒进行改性修饰，这使得无机钛纳米颗粒表面接枝有机官能团，便于钛纳米颗粒与氧化石墨烯共价接枝；

(2)采用硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行改性修饰，这使得氧化石墨烯表面的有机官能团数量增加，提高了氧化石墨烯的改性效率，使钛纳米颗粒的负载成功率大大增加；

(3)采用超声振荡协助氧化钛纳米分散，增加了钛纳米的改性效率；