[发明专利]一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料及其制备方法，该MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，按重量份计，由以下组分组成：环氧树脂：40‑70份，MXene/聚苯胺复合材料：1‑5份，消泡剂：1‑2份，流平剂：1‑2份，固化剂：10‑30份。本发明制备的涂料中MXene与聚苯胺协同作用，使得纳米复合涂料既具有导电性，又有抗菌性，同时提供化学防腐与物理阻隔效果。本发明纳米复合涂料的制备方法简单，防腐抗菌性能良好，易于大规模化工业化生产。

技术领域

本发明涉及功能涂料与复合材料技术领域，特别涉及一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，各种各样的涂料被广泛应用在建筑行业、机械制造、船舶等领域。但是由于在日常使用过程中，电化学腐蚀与化学腐蚀的发生将有可能造成非常严重的后果。目前传统的功能涂料已经不能充分满足行业使用的要求。在材料表面涂覆一层防腐涂料，隔绝外界环境与金属表面接触，是目前最便捷有效的防腐方法之一。聚苯胺是最早应用于防腐领域的一种导电高分子，其能传导腐蚀过程中形成的电子，减缓腐蚀，但单纯的聚苯胺涂层具有微观多孔结构，对外界氧气与水的阻隔性能较差，涂层对于基底的附着力较小。近年来，热稳定性好、导电性优异的MXene引起了人们的广泛关注。但是由于MXene的高表面能，它极易发生团聚，导致其片层间难分离。

与此同时，随着人类对自身健康状况的重视，朝夕相处的居住环境也越来越受到关注。可见居室环境中微生物造成的污染是不可忽视的。抗菌涂料可直接涂装在各种材料上，因其使用方便而备受关注，开发具有抗菌功能的涂料也是涂料工业发展的方向之一。目前常见的小分子抗菌剂存在抗菌耐久性差的问题。面对巨大的防腐抗菌压力，亟待需求研发制备高效的、可持续的、多功能性的新型涂料。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种组分分散均匀，兼具防腐与抗菌性能的MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，以解决现有抗菌涂料抗菌耐久性差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料，按重量份计，由以下组分组成：环氧树脂：40-70份，MXene/聚苯胺复合材料：1-5份，消泡剂：1-2份，流平剂：1-2份，固化剂：10-30份。

可选地，所述MXene/聚苯胺复合材料为通过以下方法制得的MXene/聚苯胺复合材料：

将0.1-1g苯胺加入至10-100mL浓度为1mol L^-1盐酸中，配成溶液A；

将0.1-1gMXene加入至10-100mL水中，配成溶液B；

将溶液A滴加到溶液B中，在0-4℃下反应6-12小时，离心、洗涤，得到MXene/聚苯胺复合材料。

可选地，所述MXene为Ti₃C₂T_x，其中，T_x为-O、-F和-OH。

可选地，所述环氧树脂为环氧树脂E51、环氧树脂E44中的一种。

可选地，所述固化剂为聚酰胺固化剂，或为聚醚胺固化剂。

可选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂，或为聚醚消泡剂。

可选地，所述流平剂为聚丙烯酸酯流平剂，或为聚硅氧烷流平剂。

本发明的第二目的在于提供一种制备上述MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料的方法，该制备方法，包括以下步骤：

将所述MXene/聚苯胺复合材料、所述消泡剂、所述流平剂依次加入至所述环氧树脂中，混合均匀，然后，加入所述固化剂，搅拌混合30-50分钟后，得到MXene/聚苯胺纳米复合防腐抗菌涂料。