本发明专利技术属于防腐涂料的技术领域，提供了一种Gr/PANI@EPOSS杂化材料的制备方法，包括如下步骤：S1制备Gr/PANI分散液：将聚苯胺分散于无水乙醇中，然后加入石墨烯，超声分散，得到Gr/PANI分散液；S2制备Gr/PANI@EPOSS杂化材料：向将步骤S1制备得到的Gr/PANI分散液中缓慢滴加EPOSS，在75℃～85℃下持续反应40～55h，将得到的产物用无水乙醇洗涤、离心，得到Gr/PANI@EPOSS杂化材料。本发明专利技术还提供了上述方法制备得到的杂化材料以及包含该杂化材料的复合涂料。本发明专利技术的复合涂料不仅能够使得石墨烯稳定的分散于水性环氧树脂中，通过阻隔作用提高防腐性能，还具有很好的疏水性能和自修复性能，进一步的提升了复合涂料的防腐性能。进一步的提升了复合涂料的防腐性能。进一步的提升了复合涂料的防腐性能。
【技术实现步骤摘要】
Gr/PANI@EPOSS杂化材料、其制备方法、自修复疏水型复合涂料及其使用方法
[0001]本专利技术涉及防腐涂料的
，具体涉及一种Gr/PANI@EPOSS杂化材料、其制备方法及自修复疏水型复合涂料。
技术介绍
[0002]随着腐蚀工况越来越苛刻，金属腐蚀不仅造成了严重的经济损失，而且还产生了一系列的安全问题，因此，寻求有效的防腐蚀措施变得越来越迫切。在众多的防腐蚀手段中，有机环氧涂层由于其优异的物理阻隔性质、化学稳定性以及高的性价比而得到人们广泛的关注。然而，传统的有机溶剂型涂料由于在生产、运输及喷涂过程会释放出大量的挥发性有机化合物 (VOCs)，处理不当会对空气、土壤或地下水造成极大的污染，同时严重影响人们的生命安全，因此溶剂型涂料的使用受到了极大的限制。随着对有机挥发物(VOCs)排放量的严格控制，水性涂料的研究引起了国内外大量学者的关注。其中，水性环氧树脂涂料除了具备一般水性涂料的性质外，同时还具有优异的黏附力、耐化学性质等。
[0003]水性环氧树脂涂料是以水(含量大约为70％～90％)作为分散介质的一种环氧乳液，在生产、使用过程中基本不会对环境造成污染，安全性高，是一种环境友好型涂料，又被称为“绿色涂料”。然而，由于固化过程中亲水基团以及一些添加剂的残留，使得固化后的涂层内部容易形成一些有利于腐蚀介质通过的极性通道，导致亲水性的腐蚀介质容易渗透到涂层中，从而导致了基材的加速腐蚀。因此，水性环氧涂料存在耐水性、耐腐蚀性以及附着力差等缺点，从而使其在金属防腐蚀领域的应用受到了极大的限制。<br/>[0004]无机纳米材料由于其高的比表面积、机械强度以及优异的稳定性，使其广泛应用于电子、催化、吸附、防腐等各个领域。为了提高水性环氧涂料的耐腐蚀性能，加快其在金属腐蚀防护领域发展及应用，对其进行纳米改性是一种行之有效的方法。
[0005]石墨烯(Gr)作为一种具有特殊性质的新型二维(2D)碳纳米材料，对H2O、O2和Cl
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等腐蚀活性物质具有优异的阻隔性能，可以作为一道物理屏障来提高环氧涂层的耐腐蚀性能。然而，由于Gr的表面惰性及强疏水性，使其不能有效的分散于水性环氧树脂中，所以其在水性涂料中的广泛应用一直难以实现。
[0006]目前，提高Gr水分散性的研究有很多，如申请号为CN201510941005.9、 CN202010502790.9、CN202010151120.7等中国专利均提供了不同防腐涂料的制备方法，这些现有技术的方法主要可以分为化学氧化法和非共价键修饰法，其存在以下几个缺点：化学氧化法会在Gr结构中引入不必要的缺陷，从而降低其阻隔性质；常用的非共价键修饰Gr的改性剂自身缺乏良好的阻隔性能；非共价键修饰后的纳米材料与有机树脂间的界面相容性较差；改性后的杂化材料缺乏自修复的性质，同时其疏水性能较差，从而不利于复合涂层的长期耐腐蚀性能。
[0007]综上，虽然现有技术在Gr的水分散性以及Gr与环氧树脂间的相容性上取得了一些改善，很大程度上改善了石墨烯基水性环氧涂层的防腐性能。但是，着眼于日益严峻的腐蚀
条件和涂层的长期耐腐蚀要求，现有技术只考虑涂层的阻隔性能已远不能满足应用的要求。
技术实现思路
[0008]本专利技术的第一目的在于提供一种Gr/PANI@EPOSS杂化材料，该杂化材料加入水性环氧树脂后，能够形成具有良好防腐性能、疏水性能和自修复性能的防腐涂料。
[0009]本专利技术的第二目的在于提供一种自修复疏水型复合涂料，不仅能够使得石墨烯稳定的分散于水性环氧树脂中，通过阻隔作用提高防腐性能，还具有很好的疏水性能和自修复性能。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0011]一种Gr/PANI@EPOSS杂化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0012]S1制备Gr/PANI分散液：将聚苯胺分散于溶剂中，然后加入石墨烯，超声分散，得到Gr/PANI分散液；
[0013]S2制备Gr/PANI@EPOSS杂化材料：向将步骤S1制备得到的Gr/PANI 分散液中缓慢滴加EPOSS，在60℃～100℃下持续反应24～60h，将得到的产物用无水乙醇洗涤、离心，得到Gr/PANI@EPOSS杂化材料。
[0014]作为优选的，在步骤S1中，聚苯胺与石墨烯的质量比满足2.5～3.5:1。进一步优选为3:1。
[0015]在步骤S1中，溶剂优选为无水乙醇，选择无水乙醇不仅因为聚苯胺可以分散于乙醇中，还因为后续接枝EPOSS，以及在水性环氧树脂中分散均需要聚苯胺处于分散状态，因此选择可以与聚苯胺、EPOSS及水性环氧树脂均互溶的乙醇。除此之外，还可以是满足上述条件的其他溶剂。
[0016]作为优选的，在步骤S1中，聚苯胺与无水乙醇的用量满足：(0.25～0.35) g:100ml，进一步优选为0.3g:100ml。
[0017]作为优选的，在步骤S2中，所述EPOSS与步骤S1中的聚苯胺的质量比满足2.5～3.5:1。进一步优选为3:1。
[0018]作为优选的，上述步骤S1中，聚苯胺分散于无水乙醇以及石墨烯与聚苯胺充分分散的过程均采用高功率(600W)超声分散，分散时间为0.5～1.5h。
[0019]作为优选的，上述步骤S2在80℃下持续反应48h。
[0020]本申请还提供了上述步骤S1中聚苯胺的制备方法，包括如下步骤：
[0021]在100mL去离子水中加入0.8mL盐酸，快速搅拌10min以得到均匀溶液，然后再向其中缓慢滴加1mL苯胺单体，继续搅拌30min，使其充分混合。随后，向上述溶液中缓慢加入1.2g过硫酸铵，将反应维持在0
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5℃，继续搅拌4h。最后，将得到的反应产物在8000r/min的转速下离心，并用乙醇和去离子水反复洗涤3次以去除未反应的苯胺单体及低聚物，得到聚苯胺。
[0022]该反应的具体参数在实际反应中可同比例增加或减少；搅拌时间、搅拌转速等不限于上述具体条件，可在上述条件范围内调整。
[0023]本申请还提供了由上述制备方法制备得到的Gr/PANI@EPOSS杂化材料。
[0024]除此之外，本申请还提供了一种自修复疏水型复合涂料，包括水性环氧树脂上述
制备方法制备得到的Gr/PANI@EPOSS杂化材料，优选Gr/PANI@EPOSS杂化材料的重量百分比以Gr/PANI@EPOSS干重计为 0.5％～1.0％，进一步优选为0.6％～0.8％。
[0025]本申请还提供了上述自修复疏水型复合涂料的使用方法，具体包括如下步骤：
[0026](1)对金属基材(碳钢)进行喷砂处理，使其达到Sa2.5级的粗糙度；
[0027](2)称取水性环氧树脂于烧杯中，加入Gr/PANI@EPOSS杂化材料的乙醇分散液，并充分混合搅拌10min；
[0028](3)向步骤(2)的混合物中加入水性固化剂，继续搅拌10min，直至得到分散均匀的复合涂料本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种Gr/PANI@EPOSS杂化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1制备Gr/PANI分散液：将聚苯胺分散于溶剂中，然后加入石墨烯，超声分散，得到Gr/PANI分散液；S2制备Gr/PANI@EPOSS杂化材料：向将步骤S1制备得到的Gr/PANI分散液中缓慢滴加EPOSS，在75℃～85℃下持续反应40～55h，将得到的产物用无水乙醇洗涤、离心，得到Gr/PANI@EPOSS杂化材料。2.根据权利要求1所述的Gr/PANI@EPOSS杂化材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述聚苯胺与所述石墨烯的质量比满足2.5～3.5:1。3.根据权利要求1所述的Gr/PANI@EPOSS杂化材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述EPOSS与步骤S1中的聚苯胺的质量比满足2.5～3.5:1。4.根据权利要求1所述的Gr/PANI@EPOSS杂化材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述溶剂为无水乙醇。5.根据权利要求1所述的Gr/PANI@EPOSS杂化材料的制备方法，其特征在于，所述聚苯胺的制备方法包括如下步骤：在去离子水中加入盐酸，快速搅拌以得到均匀溶液，然后再向其中缓慢滴加苯胺单体，继续搅拌使其充分混合；随后，向上述溶液中缓慢加入过硫酸铵，将反应维持在0
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【专利技术属性】
技术研发人员：温涛，陈春林，周玉丰，王壮飞，吴伟平，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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