一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料及其制法制造技术

本发明专利技术涉及防腐材料技术领域，且公开了一种聚苯胺‑石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料，包括以下配方原料及组分：聚苯胺接枝石墨烯、醇酸树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈。该一种聚苯胺‑石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料，苯胺与苯胺接枝石墨烯进行聚合法反应，得到聚苯胺化学共价接枝石墨烯，全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与含有不饱和烯键的醇酸树脂进行共聚，苯胺接枝石墨烯的氨基再与环氧基团进行开环反应，将苯胺接枝石墨烯引入醇酸树脂的分子链中，提高了聚苯胺以及石墨烯与醇酸树脂的相容性和分散性，增强赋予醇酸树脂材料优异的防腐性能。

An anticorrosive material of polyaniline graphene grafted alkyd resin and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料及其制法
本专利技术涉及防腐材料
，具体为一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料及其制法。
技术介绍
腐蚀是指金属材料进和聚合物材料，在水、空气等周围介质的作用下产生损耗与破坏的过程，主要包括化学腐蚀、电化学腐蚀和生物腐蚀，材料腐蚀现象会导致资源浪费和巨大的经济损失，引起环境污染和社会危害等问题，并且严重阻碍了新技术的应用的发展，目前的防腐材料主要有无机和有机涂料、玻璃钢、橡胶制品、无机板材等。醇酸树脂可以分为干性度醇酸树脂、不干性油醇酸树脂和长油度醇酸树脂，醇酸树脂具有原料易得、工艺简单和漆膜综合性能好等优点，并且可以通过丙稀酸树脂改性、有机桂改性、苯乙烯改性、石墨烯纳米材料改性等方法来改性醇酸树脂的性能，醇酸树脂广泛应用于油漆、涂料、船舶等方面，因此需要开发出防腐性能更加优异的醇酸树脂材料。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料及其制法，解决了石墨烯纳米材料在醇酸树脂中容易团聚的现象，同时解决了醇酸树脂的防腐性能不足的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料，包括以下原料及组分，其特征在于：聚苯胺接枝石墨烯、醇酸树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈，质量比为0.5-3:100:5-12:3-8:2-5:0.15-0.3。优选的，所述聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、氧化石墨烯和醋酸银，置于超声分散器中，超声分散均匀后将溶液倒入高压反应釜中，加热至170-190℃，反应10-20h，将溶液真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛炉中，升温速率为2-5℃/min，升温至280-320℃，保温煅烧2-4h，将煅烧产物置于18-25％的硝酸溶液中，在70-90℃下匀速搅拌反应2-4h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物直至中性，制备得到三维多孔氧化石墨烯。(2)向反应瓶中通入氮气，加入无水甲苯溶剂和三维多孔氧化石墨烯，超声分散均匀后加入氯化亚砜，加热至100-120℃，匀速搅拌反应25-35h，将溶液减压蒸馏除去溶剂，使用无水二氯甲烷洗涤固体产物并干燥，制备得到酰氯化石墨烯。(3)向反应瓶中通入氮气，加入无水四氢呋喃溶剂和酰氯化石墨烯，超声分散均匀后加入4-(BOC-氨基)酚，在60-80℃下匀速搅拌反应15-25h，再加入二氯甲烷溶剂和三氟乙酸，匀速搅拌反应1-3h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到苯胺接枝石墨烯。(4)向反应瓶中加入质量分数2.5-4％的盐酸溶液和苯胺接枝石墨烯，超声分散均匀后，0-5℃下加入苯胺，并逐滴加入过硫酸铵溶液，匀速搅拌反应5-10h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到聚苯胺接枝石墨烯。(5)向反应瓶中加入异丙醇溶剂和醇酸树脂，搅拌均匀后同时逐滴加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯和引发剂偶氮二异丁腈，在70-80℃下匀速搅拌反应3-6h，再加入聚苯胺接枝石墨烯，置于超声分散器中超声分散均匀，再加热至70-90℃，反应5-10h，加入三乙胺调节溶液pH至中性，进行高速乳化过程，将乳液倒入成膜模具中，进行干燥和固化成膜，制备得到聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料。优选的，所述超声分散器包括超声仪、超声仪下方固定连接有超声探头、超声分散器内部下方设置有底座、底座上方活动连接有调节装置、调节装置固定连接有调节杆、调节杆活动连接有连接小球、连接小球活动连接有转动大球、转动大球活动连接有卡槽、卡槽上方固定连接有支撑板、支撑板上方设置有反应瓶。优选的，所述氧化石墨烯和醋酸银的质量比为6-10:1。优选的，所述三维多孔氧化石墨烯和氯化亚砜的质量比为80-100:1。优选的，所述酰氯化石墨烯、4-(BOC-氨基)酚和三氟乙酸的质量比为1:5-8:15-25。优选的，所述苯胺接枝石墨烯、苯胺和过硫酸铵的质量比为0.5-4:10:22-26。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料，使用醋酸银对氧化石墨烯进行高温刻蚀，制备得到三维多孔氧化石墨烯，具有丰富的介孔结构和巨大的比表面积，可以提高表面羧基等含氧基团，羧基再与氯化亚砜反应，得到高接枝率的酰氯化石墨烯，酰氯基团再与4-(BOC-氨基)酚的酚羟基反应，以BOC脱保护过程，得到苯胺接枝石墨烯，再通过原位聚合法，苯胺与苯胺接枝石墨烯进行聚合法反应，得到聚苯胺化学共价接枝石墨烯，在引发剂偶氮二异丁腈的作用下，疏水性很强的全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯，以及含有环氧基团的甲基丙烯酸缩水甘油酯与含有不饱和烯键的醇酸树脂进行共聚，苯胺接枝石墨烯的氨基再与醇酸树脂中的环氧基团进行开环反应，从而通过化学键结合的方式，将苯胺接枝石墨烯引入醇酸树脂的分子链中，大幅提高了聚苯胺以及石墨烯与醇酸树脂的相容性和分散性，并且分散不仅的石墨烯在醇酸树脂材料中发生团聚，而影响材料的机械性能等问题。该一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料，醇酸树脂分子链中的全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯具有很强的疏水性，可以通过材料的疏水性能，减少水分子的渗入，并且分子链中的聚苯胺可以与氧气发生反应，有利于阻碍氧气的渗透，具有良好的氧气屏蔽作用，纳米石墨烯均匀分散在醇酸树脂的基体和间隙中，形成连续的保护层，抑制腐蚀介质的进入和渗透，提高材料的防化学腐蚀性能，同时聚苯胺和石墨烯具有优良的导电性能，电荷传导作用很强，可以将阴极反应转移到醇酸树脂的表面进行，从而抑制金属材料的金属阳极腐蚀反应的进行，降低电化学腐蚀速率，提高材料的防电化学腐蚀性能，在协同作用下赋予醇酸树脂材料优异的防腐性能。附图说明图1是超声分散器正面示意图；图2是调节装置放大示意图；图3是调节杆调节示意图。1、超声分散器；2、超声仪；3、超声探头；4、底座；5、调节装置；6、调节杆；7、连接小球；8、转动大球；9、卡槽；10、支撑板；11反应瓶。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料，包括以下原料及组分：聚苯胺接枝石墨烯、醇酸树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈，质量比为0.5-3:100:5-12:3-8:2-5:0.15-0.3。聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、质量比为6-10:1的氧化石墨烯和醋酸银，置于超声分散器中，超声分散器包括超声仪、超声仪下方固定连接有超声探头、超声分散器内部下方设置有底座、底座上方活动连接有调节装置、调节装置固定连接有调节杆、调节杆活动连接有连接小球、连接小球活动连接有转动大球、转动大球活动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料，包括以下原料及组分，其特征在于：聚苯胺接枝石墨烯、醇酸树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈，质量比为0.5-3:100:5-12:3-8:2-5:0.15-0.3。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料，包括以下原料及组分，其特征在于：聚苯胺接枝石墨烯、醇酸树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈，质量比为0.5-3:100:5-12:3-8:2-5:0.15-0.3。


2.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料，其特征在于：所述聚苯胺-石墨烯接枝醇酸树脂的防腐材料制备方法包括以下步骤：
(1)向蒸馏水溶剂中加入氧化石墨烯和醋酸银，置于超声分散器中，超声分散均匀后将溶液倒入高压反应釜中，加热至170-190℃，反应10-20h，固体混合产物置于气氛炉中，升温速率为2-5℃/min，升温至280-320℃，保温煅烧2-4h，将煅烧产物置于18-25％的硝酸溶液中，在70-90℃下匀速搅拌反应2-4h，过滤并洗涤，制备得到三维多孔氧化石墨烯；
(2)向无水甲苯溶剂中加入三维多孔氧化石墨烯，超声分散均匀后在氮气氛围下加入氯化亚砜，加热至100-120℃，反应25-35h，除去溶剂并洗涤，制备得到酰氯化石墨烯；
(3)向无水四氢呋喃溶剂中加入酰氯化石墨烯，超声分散均匀后在氮气氛围下加入4-(BOC-氨基)酚，在60-80℃下反应15-25h，再加入二氯甲烷溶剂和三氟乙酸，拌反应1-3h，过滤、洗涤并干燥，制备得到苯胺接枝石墨烯；
(4)向质量分数2.5-4％的盐酸溶液中加入苯胺接枝石墨烯，超声分散均匀后，在0-5℃下加入苯胺，逐滴加入过硫酸铵溶液，反应5-10h，过滤并洗涤，制备得到聚苯胺接枝石墨烯；
(5)向异丙醇溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢立文，
申请(专利权)人：卢立文，
类型：发明
国别省市：浙江;33