氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶在苯丙乳液中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶在苯丙乳液中的应用，其中，所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶的制备方法包括如下步骤：向氧化石墨烯水溶液中加入三乙胺三氢氟酸盐，在120

【技术实现步骤摘要】
氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶在苯丙乳液中的应用


[0001]本专利技术属于防腐材料
，尤其涉及一种氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶在苯丙乳液中的应用。

技术介绍

[0002]目前防止金属腐蚀最有效的方法就是采用防腐涂料将被保护金属与腐蚀性介质隔开，传统的防腐涂料大多因低温稳定性、耐酸性、耐碱性以及耐中性盐雾性差等缺陷而导致防腐性能差。石墨烯稳定的sp2杂化结构可以在金属的表面和腐蚀介质中形成物理阻隔，其热稳定性和化学稳定性能够保证其在腐蚀介质中的稳定性，因此，为提高防腐涂料的防腐性能，石墨烯作为防腐添加剂提高防腐涂料的耐腐蚀性是目前研究的热点。
[0003]但由于石墨烯会产生自身团聚，当其应用于涂料时，发生的自身团聚会导致涂膜内部产生应力集中，造成防腐性能下降，尤其是当防腐涂层出现轻微裂纹或划痕时，石墨烯的高导电性会加剧金属表面电化学腐蚀速率。
[0004]针对上述问题，现有技术中大多是在防腐涂料中添加分散剂、采用原位聚合的方式将石墨烯引入涂料、或者是对石墨烯进行改性的方式。但是，在防腐涂料中添加二氧化硅、树脂或者其他分散剂(比如苯乙烯嵌段共聚物)的方式，工艺复杂，分散效果不佳，尤其是在储存过程中依然会存在石墨烯的自身团聚。原位聚合的方式虽然能够有效解决石墨烯与涂料中聚合物的界面相容性问题，但是这种方法添加的石墨烯含量不高，防腐效果依然较差。对石墨烯进行改性的方式大多是对石墨烯表面的官能团进行修饰，但是修饰的过程中需要使用大量材料及有机溶剂，过程较为复杂，易产生环境污染。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术提供了氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶在苯丙乳液中的应用，通过将特定的方法制得的氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶应用于苯丙乳液中对苯丙乳液进行改性，操作简单、环保，而且能够显著提高改性后苯丙乳液的防腐性能、电化学性能和化学稳定性等综合性能。此外，本专利技术提供的氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶的制备方法操作简单，环保，而且原料种类少且来源广，成本低。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0007]氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶在苯丙乳液中的应用，所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶的制备方法包括如下步骤：
[0008]向氧化石墨烯水溶液中加入三乙胺三氢氟酸盐，在120
‑
180℃反应6
‑
24h后，经后处理，得所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶。
[0009]专利技术人经深入研究发现，通过采用三乙胺三氢氟酸盐作为掺杂剂在120
‑
180℃与氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯反应6
‑
24h，得到的氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶，在制备过程中不需要对氧化石墨烯进行扩孔处理，且制得的氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶在水性苯丙乳液中具有高分散性及疏水效果，能够显著提高苯丙乳液对基体的附着力以及苯丙
乳液的耐腐蚀性能。
[0010]可选地，所述氧化石墨烯水溶液的浓度为0.5
‑
2.0mg/mL。
[0011]优选地，所述氧化石墨烯水溶液与所述三乙胺三氢氟酸盐的体积比(15
‑
50):1。通过限定三乙胺三氢氟酸盐与氧化石墨烯水溶液的体积比，在节省原料的同时，提高氟、氮的共掺杂效果及氟氮共掺杂氧化石墨烯在水性苯丙乳液中的分散性，分散性良好的氟氮共掺杂氧化石墨烯能够填充涂层的孔隙并阻止电解质向基材扩散，从而提高涂层的耐腐蚀性。
[0012]可选地，所述后处理包括水洗步骤。
[0013]本专利技术还提供了一种氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶改性苯丙乳液的方法，包括如下步骤：将所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶加入水中分散均匀，得氟氮共掺杂氧化石墨烯水分散液；
[0014]将所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水分散液与苯丙乳液混合均匀后，再加入助剂，搅拌均匀，得所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶改性的苯丙乳液；
[0015]其中，所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶的制备方法包括如下步骤：
[0016]向氧化石墨烯水溶液中加入三乙胺三氢氟酸盐，在120
‑
180℃反应6
‑
24h后，经后处理，得所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶。
[0017]通过采用特定的物理混合方式：先将由上述特定的方法制得的氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶与水混合，然后再依次与苯丙乳液及其他助剂混合，可显著提高改性后苯丙乳液的防腐性能，且整个过程是在水溶液中进行，环保，操作简单，原料种类少且来源广，成本低。
[0018]可选地，所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水分散液中所述氟氮共掺杂氧化石墨烯的含量为1
‑
3mg/mL。该氟氮共掺杂氧化石墨烯的含量是通过干燥的方式测得的固含量折算得到。
[0019]可选地，所述苯丙乳液与所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水分散液中氟氮共掺杂氧化石墨烯的质量比为100:(0.1
‑
0.7)。通过限定氟氮共掺杂氧化石墨烯在苯丙乳液的用量，可防止由于氟氮共掺杂氧化石墨烯用量过大，导致分散效果差；或者用量过少，导致改性后苯丙乳液的防腐性能差。
[0020]本专利技术还提供了一种含有氟氮共掺杂氧化石墨烯的苯丙乳液，所述含有氟氮共掺杂氧化石墨烯的苯丙乳液的原料包括：苯丙乳液、助剂和氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶；
[0021]其中，所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶的制备方法包括如下步骤：
[0022]向氧化石墨烯水溶液中加入三乙胺三氢氟酸盐，在120
‑
180℃反应6
‑
24h后，经后处理，得所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶。
[0023]可选地，所述苯丙乳液与所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶中氟氮共掺杂氧化石墨烯的质量比为100:(0.1
‑
0.7)；
[0024]所述苯丙乳液与所述助剂的质量比为100:(1.0
‑
1.5)。
[0025]可选地，所述助剂包括流平剂、增稠剂、消泡剂和成膜剂；
[0026]其中，所述流平剂、增稠剂、消泡剂和成膜剂的质量比为(0.05
‑
0.2):(0.05
‑
0.2):(0.2
‑
0.3):(0.4
‑
0.6)。
[0027]优选地，所述流平剂、增稠剂、消泡剂和成膜剂的质量比为0.1:0.1:0.25:0.5。
[0028]本专利技术提供的氟氮共掺杂氧化石墨烯在苯丙乳液中具有优异的分散能力和完整
的面内结构，更容易形成均匀的取向阻隔层，显著提高改性后苯丙乳液的疏水阻水性能以及成膜后涂层的防腐能力、附着力和耐水性能，是具有较高环境回报的节能减排绿色涂料。该改性后苯丙乳液可以直接涂覆在各种需要防腐的基材上制成防腐涂层。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例1制得的氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶的SEM图；
[0030]图2为本专利技术实施例1制得的氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶在苯丙乳液中的应用，其特征在于，所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶的制备方法包括如下步骤：向氧化石墨烯水溶液中加入三乙胺三氢氟酸盐，在120
‑
180℃反应6
‑
24h后，经后处理，得所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氧化石墨烯水溶液的浓度为0.5
‑
2.0mg/mL。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述氧化石墨烯水溶液与所述三乙胺三氢氟酸盐的体积比(15
‑
50):1。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的应用，其特征在于，所述后处理包括水洗步骤。5.一种氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶改性苯丙乳液的方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶加入水中分散均匀，得氟氮共掺杂氧化石墨烯水分散液；将所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水分散液与苯丙乳液混合均匀后，再加入助剂，搅拌均匀，得所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶改性的苯丙乳液；其中，所述氟氮共掺杂氧化石墨烯的制备方法包括如下步骤：向氧化石墨烯水溶液中加入三乙胺三氢氟酸盐，在120
‑
180℃反应6
‑
24h后，经后处理，得所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶。6.如权利要求5所述的氟氮共掺杂氧化石墨烯水凝胶改性苯丙乳液的方法，其特征在于，所述氟氮共掺杂氧化石墨烯水分散液中所述氟氮共掺杂氧化石墨烯的含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：安浩然，高娅楠，赵雄燕，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：