[发明专利]一种制备LDHs/GO-MA自修复防腐蚀涂层的方法

说明书

本发明公开了一种制备LDHs(TC‑CHT)/GO‑MA自修复防腐蚀涂层的方法，先制备具有自修复功能的镁‑铝层状双金属氢氧化物，然后通过硫代碳酰肼改性壳聚糖，制备绿色环保的缓蚀剂，再用顺丁烯二酸酐对氧化石墨烯改性，来获得羧基化的氧化石墨烯，最后利用酯化反应，将酯化反应得到的液体与聚氨酯混合作为涂料喷涂到基底表面。本发明中镁‑铝层状双金属氢氧化物被用作纳米容器负载改性壳聚糖缓蚀剂，改性后的氧化石墨烯羧基含量提高，更易与改性壳聚糖和镁‑铝层状双金属氢氧化物发生酯化反应，自修复和缓蚀剂的结合使涂层具有更强的防腐效果，磷酸根离子的成膜性也可以在涂层受损后快速修复受损表面，达到自修复效果，延长涂层寿命。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种LDHs/GO-MA自修复防腐蚀功能涂层的制备方法。

背景技术

自人类发现并使用金属制品以来，金属的腐蚀问题就一直困扰着人们，它不仅会对生产生活造成巨大的经济损失，也会导致非常严重的安全与环境问题。在众多的金属防腐蚀方法中，涂层保护方法是使用最久也最容易实现的一种方法，防腐蚀涂料也早已广泛应用于交通、工业、能源、海洋等工业中。但是传统防腐蚀涂料只能实现被动防护，在受损后表面基底会漏出，腐蚀现象更容易发生，涂层的使用寿命也会大大缩短。为了解决这一问题，本发明提出了一种自修复防腐蚀涂层，在原有防腐蚀的基础上引入了自修复，在提高抗腐蚀能力的同时也延长了涂层的使用寿命。

发明内容

为了延长涂层的使用寿命，本发明提供了一种采用喷涂法在基底表面制备LDHs/GO-MA自修复防腐蚀涂层的方法。

本发明所采取的技术方案是：先在镁-铝层状双氢氧化物上插层磷酸根离子得到具备自修复功能的层状双氢氧化物（LDHs），然后通过顺丁烯二酸酐（MA）改性氧化石墨烯（GO）得到羧基化氧化石墨烯（GO-MA），之后使用硫代碳酰肼（CS）改性壳聚糖（TC），得到官能化的壳聚糖产物（TC-CHT）。最后通过酯化反应得到LDHs(TC-CHT)/GO-MA混合液，将该混合液与水性聚氨酯均匀混合后喷涂在铝基底上即可得到LDHs(TC-CHT)/GO-MA自修复防腐蚀涂层，待涂层完全固化后，测试其电化学性能和耐盐雾腐蚀性能。

一种制备LDHs(TC-CHT)/GO-MA自修复防腐蚀涂层的方法，其特征在于，工艺步骤如下：

（1）在室温下将十二水磷酸三钠溶解于去离子水中配制饱和溶液，然后加入未插层磷酸根离子的镁-铝层状双金属氢氧化物，超声震荡0.5 h，水浴条件下磁力搅拌4 h，形成均匀分散的溶液；

（2）将溶液抽滤后得到的产物分别用去离子水和乙醇洗涤多次，然后在真空条件下干燥，研磨成粉末以备用，记为粉末A；

（3）将壳聚糖分散于稀释后的乙酸溶液中形成粘稠溶液，随后加入硫代碳酰肼并搅拌，直到混合物变澄清，磁力搅拌约1 h后加入少量甲醛溶液，在室温下充分混合12 h后得到凝胶状混合物；

（4）往凝胶状混合物中加入氢氧化钠水溶液，将中和得到的沉淀物用分别去离子水和乙醇洗涤多次，然后在真空条件下干燥，研磨成粉末以备用，记为粉末B；

（5）称取适量的顺丁烯二酸酐溶解于去离子水中，完全溶解后加入氧化石墨烯，75℃条件下磁力搅拌3 h后升温至85 ℃磁力搅拌16 h得到溶液C；

（6）在溶液C中加入适量粉末A和粉末B做酯化反应，将反应得到的溶液记作溶液D；

（7）在溶液D中加入适量水性聚氨酯，超声分散均匀后加入固化剂，超声分散均匀后喷涂在基底表面上，形成涂层；

（8）将制备好的涂层室温晾置12 h，然后置于60 ℃真空干燥箱中干燥4 h；

（9）待涂层完全固化后，用电化学工作站测试涂层的电化学性能和耐盐雾腐蚀性能，测试后发现其阻抗可达到14 MΩ，阻抗模量可达到10⁷。