一种石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层及其制备方法，属于海洋船舶保护技术领域。本发明专利技术涂料包括以下重量份的原料制备而成：环氧树脂20

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于海洋船舶保护
，具体涉及一种石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]海洋环境是一种复杂的腐蚀环境。在这种环境中，海水本身是一种强的腐蚀介质，同时波、浪、潮、流又对金属构件产生低频往复应力和冲击，加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。海洋腐蚀主要是局部腐蚀，即从构件表面开始，在很小区域内发生的腐蚀，如电偶腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等。
[0003]随着海洋航运的快速发展及对海洋资源的不断开发利用，海洋生物污损带来的危害日益突出。
[0004]在海洋环境中，当一个物体浸入海水中之后，其表面首先发生微型污损，即细菌等微型生物附着到物体表面上，并在其上生长、繁殖。随后，大型藻类、海洋无脊椎动物如藤壶、贻贝等的幼体附着到物体表面上，该过程被称为大型污损。大型污损又可进一步分为软性污损和硬性污损，软性污损是指藻类、草苔虫、海哺等生物所造成的污损，硬性污损是指分泌碳酸钙外壳的生物如藤壶和海顿等所造成的污损。这些海洋污损生物附着在船体设施表面，会加大船舶航行阻力、堵塞管道和养殖网具、影响声学仪器及其他海上设备的正常使用、增加海洋石油和天然气开采平台的累赘、加速金属腐蚀等严重危害，导致海洋军事活动、海洋运输、工业和水产养殖生产的巨大损失。
[0005]近年来，我国船舶制造、跨海大桥、海上风电、海洋石油平台以及深海勘测装备等海洋防腐工程的建设得到快速发展。钢结构和混凝土作为海洋防腐工程主体结构，在海洋高湿环境中，海洋工程结构经受海水浸泡、盐雾、干湿交替、压力交替等因素侵蚀，在一定程度上会大大缩短结构的使用寿命，因此海洋工程结构防腐蚀研究一直受到高度重视。目前海洋工程的防腐蚀措施主要包括使用耐腐蚀材料、金属表面改|生、添加缓蚀剂、电化学保护和涂层保护。
[0006]石墨烯材料改性防腐涂料作为石墨烯材料的一个应用领域，近年来迅速成为国内外防腐涂料的研究热点。传统涂料通过采用石墨烯材料改性后，其防腐性能不仅会大大提高，而且还能够赋予涂料许多新的功能。
[0007]CN109777262A公开了一种石墨烯改性抑菌防腐涂料，所述抑菌防腐涂料的原料按重量份计包括：环氧树脂30
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50份、改性硅藻土15
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35份、石墨烯材料0.5
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10份、纳米银粒子0.5
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1份、填料8
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20份、助剂1.5
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6份、纳米银铜负载POSS基树脂13
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15份与水16
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25份。本专利技术制备的一种石墨烯改性抑菌防腐涂料能够解决船舶、海洋设备、粮仓等需要抑菌防腐领域的实际问题，有很好的经济效益，节约能源材料；在钢结构、金属板等方面具有优异的附着力，耐磨性好、可以经受高低温、高盐度、能够很好耐受细菌腐蚀，达到抑菌防腐作用。
[0008]虽然现有技术中石墨烯涂料已经取得了一定的效果，但是上述防腐涂料仍不能满足海洋环境重防腐的需求，因而开发一种新的防腐涂料，来大幅提升涂层的耐磨性、耐水
性、耐盐雾性、柔韧性、附着力以及抑菌防腐等问题，十分有必要。

技术实现思路

[0009]本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供一种石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层及其制备方法，高效提升涂料的防腐性能，且具有牢固的附力，性能稳定，使用寿命长。
[0010]为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0011]一种石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层，包括以下重量份的原料制备而成：环氧树脂20
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25份、氧化锌25
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30份、碳酸钙7
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9份、纳米复合氧化石墨烯1.5
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4.5份、助剂0.8
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1.2份、有机溶剂15
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20份、正丁醇1.3
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1.6份。
[0012]进一步的，所述环氧树脂的制备方法为：将双酚A，季戊四醇三缩水甘油醚和叔丁醇钾，置于容器中，氮气保护下，加入四氢呋喃溶剂中120℃反应20小时，反应结束后用乙醇沉淀，干燥，得到环氧树脂。
[0013]更进一步的，所述双酚A、季戊四醇三缩水甘油醚、叔丁醇钾和四氢呋喃的质量比为1
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5:1
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10:0.5
‑
2:30
‑
50。
[0014]进一步的，所述碳酸钙为重质碳酸钙。
[0015]进一步的，所述纳米复合氧化石墨烯的制备方法为：将5
‑
10g氧化石墨烯分散于50mL质量浓度为70％的乙醇溶液中，超声1
‑
2h分散均匀；在搅拌条件下加入50mL质量浓度为30％的硅溶胶和5mL三乙氧基(乙烯基)硅烷，将混合液转移到反应釜中，在150℃下保温3h后自然降温，将固体在真空干燥箱中60℃下干燥6h，取出研磨，得到纳米复合氧化石墨烯。
[0016]进一步的，所述助剂为消泡剂、流平剂、成膜助剂中的一种或几种。
[0017]进一步的，所述有机溶剂为二甲苯和/或环己酮。
[0018]一种石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层的制备方法，包括以下制备步骤：
[0019](1)环氧树脂制备：将双酚A，季戊四醇三缩水甘油醚和叔丁醇钾，置于容器中，氮气保护下，加入四氢呋喃溶剂中120℃反应20小时，反应结束后用乙醇沉淀，干燥，得到环氧树脂；
[0020](2)纳米复合氧化石墨烯的制备：将5
‑
10g氧化石墨烯分散于50mL质量浓度为70％的乙醇溶液中，超声1
‑
2h分散均；在搅拌条件下加入50mL质量浓度为30％的硅溶胶和5mL三乙氧基(乙烯基)硅烷，将混合液转移到反应釜中，在150℃下保温3h后自然降温，将固体在真空干燥箱中60℃下干燥，取出研磨，得到纳米复合氧化石墨烯；
[0021](3)按各重量份，准备各原料，将环氧树脂、有机溶剂、正丁醇使用搅拌机混合均匀，再加入氧化锌、碳酸钙、纳米复合氧化石墨烯，高速搅拌10
‑
20min，100目滤网过滤后包装，得终产品。
[0022]进一步的，步骤(2)硅溶胶为纳米级硅溶胶的平均粒径10
‑
30nm。
[0023]进一步的，步骤(3)搅拌速度为2000
‑
3000r/min。
[0024]本专利技术各原料均市售可得。
[0025]环氧树脂是涂料中经常使用的原料之一，具有优异的粘结性、尺寸稳定性、耐介质性和力学强度等特性，在航空航天、船舶和机械工业等领域的应用极为广泛。然而，对于高湿高盐的海洋环境，其稳定性和附着力并不能满足船舶的长时间使用，因此，作为海洋环境
用涂料，需要更高的防腐能力。
[0026]本专利技术制备改性环氧树脂，所得环氧树脂具备高度支化结构和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层，其特征在于，包括以下重量份的原料制备而成：环氧树脂20
‑
25份、氧化锌25
‑
30份、碳酸钙7
‑
9份、纳米复合氧化石墨烯1.5
‑
4.5份、助剂0.8
‑
1.2份、有机溶剂15
‑
20份、正丁醇1.3
‑
1.6份。2.根据权利要求1所述石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层，其特征在于，所述环氧树脂的制备方法为：将双酚A，季戊四醇三缩水甘油醚和叔丁醇钾，置于容器中，氮气保护下，加入四氢呋喃溶剂中120℃反应20小时，反应结束后用乙醇沉淀，干燥，得到环氧树脂。3.根据权利要求2所述石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层，其特征在于，所述双酚A、季戊四醇三缩水甘油醚、叔丁醇钾和四氢呋喃的质量比为1
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5:1
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10:0.5
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2:30
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50。4.根据权利要求1所述石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层，其特征在于，所述碳酸钙为重质碳酸钙。5.根据权利要求1所述石墨烯改性船舶重防腐聚合物涂层，其特征在于，所述纳米复合氧化石墨烯的制备方法为：将5
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10g氧化石墨烯分散于50mL质量浓度为70％的乙醇溶液中，超声1
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2h分散均匀；在搅拌条件下加入50mL质量浓度为30％的硅溶胶和5mL三乙氧基(乙烯基)硅烷，将混合液转...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志龙，张慧娟，张丽君，王忠勇，王占华，侯陕，
申请(专利权)人：山东韩师傅新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：