本发明专利技术提供了一种高效防腐h‑BN/GO/水性环氧复合材料、制备方法及应用，本发明专利技术的制备方法包括以下步骤：(1)h‑BN/GO的制备：称取一定量的GO，加入去离子水，进行第一次超声，得到均匀的黑色液体；然后在黑色液体中加入h‑BN粉末，进行第二次超声，得到均匀的混合液；将混合液离心，将下层沉淀冷冻干燥，得到固体h‑BN/GO；(2)h‑BN/GO/EP复合材料的制备：称取一定质量的h‑BN/GO复合材料加入纯水中，超声分散均匀,得到的分散液加入EP中，得到h‑BN/GO/EP复合材料。本发明专利技术的制备方法制备的h‑BN/GO/水性环氧复合材料，具有高效的防腐能力且本发明专利技术的制备方法简单可行，制备成本低，制备原料均环境友好，且适用于工业化生产。
A highly effective anticorrosive h-BN/GO/waterborne epoxy composite, its preparation method and Application
【技术实现步骤摘要】
一种高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料、制备方法及应用
本专利技术属于水性环氧复合材料的领域，具体涉及一种高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料、制备方法及应用。
技术介绍
水性环氧涂料是继溶剂型涂料后开发出的一种更加环保的涂料，具有长期耐腐蚀、耐溶剂、耐磨擦、柔韧性和对各种不同基材良好的附着力等优点，是目前应用较广的涂料之一。然而，水性环氧树脂(EP)在制备时，环氧树脂是以分子聚集体的形式分散在水中，固化后难以形成均匀致密的膜；此外，亲水性基团的残留也会提高涂层的亲水性，从而降低了涂层对水、氧气、氯离子等腐蚀性介质的阻隔能力。为了提高水性涂料的防腐性能，常用的方式是向其中加入纳米填料，常见的纳米填料有石墨烯、二氧化硅、二硫化钼等。六方氮化硼(h-BN)是一种结构与石墨烯类似的二维片层材料，拥有独特的物理化学特性，包括优异的热稳定性、机械性能和电绝缘性，不管是对于气体还是液体，h-BN都具有不渗透性，因此在金属防腐领域具有十分广阔的应用前景。然而，h-BN纳米片的表面呈化学惰性，很难分散到水或者其他的常见溶剂中，也很难与其他物质发生反应，这严重影响了h-BN在实际生产中的应用，如何将h-BN纳米片均匀分散在水性环氧涂料中，以增加水性环氧涂料的的防腐性能是当前研究的主要课题之一。
技术实现思路
针对现有技术中上述的不足，本专利技术的目的在于提供一种高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料、制备方法及应用，制备出的h-BN/GO/水性环氧复合材料，可显著提高水性环氧涂层的防腐能力。为了达到上述目的，本专利技术采用的解决方案是：一种高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)h-BN/GO的制备S11：称取一定量的氧化石墨烯(GO)，加入去离子水，进行第一次超声，得到均匀的黑色液体；S12：在黑色液体中加入h-BN粉末，进行第二次超声，得到均匀的混合液，其中h-BN粉末与GO的质量比满足1:3-3:1；S13：将S12得到的混合液离心，将下层沉淀冷冻干燥，得到固体h-BN/GO；(2)h-BN/GO/EP复合材料的制备S21：称取一定质量的步骤S13制得的h-BN/GO复合材料加入纯水中，超声分散均匀,得到0.005-0.015g/mL的分散液；S22：将S21得到的分散液加入水性环氧树脂中，搅拌，得到h-BN/GO/EP复合材料，其中h-BN/GO复合材料与/EP的质量比为0.003:1-0.008:1。作为优选的，步骤S11中第一次超声采用普通超声，超声时间8-12min。作为优选的，步骤S12中第二次超声采用探头超声，超声时间为0.8-2.0h。作为优选的，步骤S11中的GO为中性GO。作为优选的，中性GO的制备方法为：称取一定量的酸性GO浆料，加入一定量的水稀释，放入透析袋中透析；透析6-8d，透析期间连续搅拌，并且每天换2-3次水；处理成中性后冷冻干燥得到中性GO。作为优选的，步骤(1)中h-BN粉末与GO的质量比满足1：1，混合液的浓度为1mg/mL。作为优选的，步骤S22中h-BN/GO复合材料与EP的质量比为0.005:1。一种高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料，由权利要求1-7任意所述制备方法制得。一种由权利要求1-7任意所述制备方法制得的高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料在金属防腐领域的应用。作为优选的，其具体应用步骤包括：a：在步骤S23得到h-BN/GO/EP复合材料中加入水性固化剂，混合搅拌8-15min，得到h-BN/GO/EP复合涂料，其中水性固化剂与EP的质量比为1:1.5-1:2.5；b：将步骤a得到的h-BN/GO/EP复合涂料喷涂到表面处理过的长方形钢片表面；c：喷涂完成后，常温固化3d，即得具有高效防腐性能的h-BN/GO/EP复合涂层。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的制备方法制备的h-BN/GO/水性环氧复合材料，具有高效的防腐能力。本专利技术通过非共价键改性的方法，用氧化石墨烯(GO)作为表面活性剂分散h-BN，显著提高了h-BN在纯水中的分散稳定性，制备出的h-BN/GO复合材料加入水性环氧涂料中，有良好的相容性和分散性，同时由于h-BN和GO的协同防腐作用，可显著提高水性环氧涂层的防腐能力。(2)本专利技术的制备的h-BN/GO/水性环氧复合材料的制备方法简单可行，制备成本低，适用于工业化生产。本专利技术通过超声的方式将GO的片层剥离，随后通过探头超声的作用将h-BN的片层剥离，使h-BN和GO之间形成π-π键作用力，使得二者能够均匀分散，这一过程操作简单易行，适用于工业化生产。(3)本专利技术的制备h-BN/GO/水性环氧复合材料的制备方法，制备过程采用绿色环保的水作为溶剂，成本低且环境友好。附图说明图1为本专利技术的h-BN/GO的制备示意图；图2为h-BN与GO质量比不同时分散到纯水中的分散状态图，图中圈住部分代表h-BN沉淀；图3为不同涂料制得的涂层在腐蚀溶液中浸泡2h后的Nyquist图和Bode图；图4为不同涂料制得的涂层在腐蚀溶液中浸泡120h后的Nyquist图和Bode图；图5为不同涂料制得的涂层在腐蚀溶液中浸泡240h后的Nyquist图和Bode图；图6为纯水性环氧树脂涂层的断面形貌图；图7为实施例1的h-BN/GO/水性环氧复合材料制得的涂层的断面形貌图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例1本实施例提供一种高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)h-BN/GO的制备S11：称取一定量的中性GO，加入去离子水，普通超声10min，得到均匀的黑色液体；S12：在黑色液体中加入h-BN粉末，探头超声1h，得到均匀的混合液，其中h-BN粉末与GO的质量比为1：1，混合液的浓度为1mg/mL；S13：将S12得到的混合液离心，将下层沉淀冷冻干燥，得到固体h-BN/GO；(2)h-BN/GO/EP复合材料的制备S21：称取0.05g的步骤S13制得的h-BN/GO复合材料加入5ml纯水中，超声分散均匀,得到0.01g/mL的分散液；S22：将S21得到的分散液加入10gEP中，搅拌10min，得到h-BN/GO/EP复合材料，此时h-BN/GO复合材料与EP的质量比为0.005:1。步骤S11中的中性GO的制备方法为：称取一定量的酸性GO浆料，加入一定量的水稀释，放入透析袋中透析；透析7d，透析期间连续搅拌，并且每天换2次水；处理成中性后冷冻干燥备用。将本实施例的制备方法制得的h-BN/GO/EP复合材料记为产品Ⅰ。实施例2本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的步骤S12中h-BN粉末与GO的质量比为1：2。将本实施例的制备方法制得的h-BN/GO/EP复合材料记为产品Ⅱ。实施例3本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的步骤S12中h-BN粉末与GO的质量比为1：3。将本实施例的制备方法制得的h-BN/GO/EP复合材料记为产品Ⅲ。实施例4本实施例与实施例1的区别在于：本实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效防腐h‑BN/GO/水性环氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)h‑BN/GO的制备S11：称取一定量的固体氧化石墨烯(GO)，加入去离子水，进行第一次超声，得到均匀的黑色液体；S12：在黑色液体中加入h‑BN粉末，进行第二次超声，得到均匀的混合液，其中h‑BN粉末与固体GO的质量比满足1:3‑3:1；S13：将S12得到的混合液离心，将下层沉淀冷冻干燥，得到固体h‑BN/GO；(2)h‑BN/GO/EP复合材料的制备S21：称取一定质量的步骤S13制得的h‑BN/GO复合材料加入纯水中，超声分散均匀,得到0.005‑0.015g/mL的分散液；S22：将S21得到的分散液加入水性环氧树脂(EP)中，搅拌，得到h‑BN/GO/EP复合材料，其中h‑BN/GO复合材料与EP的质量比为0.003:1‑0.008:1。
【技术特征摘要】
1.一种高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)h-BN/GO的制备S11：称取一定量的固体氧化石墨烯(GO)，加入去离子水，进行第一次超声，得到均匀的黑色液体；S12：在黑色液体中加入h-BN粉末，进行第二次超声，得到均匀的混合液，其中h-BN粉末与固体GO的质量比满足1:3-3:1；S13：将S12得到的混合液离心，将下层沉淀冷冻干燥，得到固体h-BN/GO；(2)h-BN/GO/EP复合材料的制备S21：称取一定质量的步骤S13制得的h-BN/GO复合材料加入纯水中，超声分散均匀,得到0.005-0.015g/mL的分散液；S22：将S21得到的分散液加入水性环氧树脂(EP)中，搅拌，得到h-BN/GO/EP复合材料，其中h-BN/GO复合材料与EP的质量比为0.003:1-0.008:1。2.根据权利要求1所述的高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S11中第一次超声采用普通超声，超声时间8-12min。3.根据权利要求1所述的高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S12中第二次超声采用探头超声，超声时间为0.8-2.0h。4.根据权利要求1所述的高效防腐h-BN/GO/水性环氧复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S11中的GO为中性GO。5.根据权利要求4所述的高效防腐h-BN/GO/...
【专利技术属性】
技术研发人员：何毅，伍友清，陈春林，李振宇，钟菲，夏云卿，谢鹏，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。