一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及防腐涂层领域，公开了一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法，该制备方法包括六个步骤：（1）配制乳化液；（2）配制复合乳液：将亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯通过超声水浴形成分散均匀的混合液，将其加至配制好的乳化液中；（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液；（4）收集石墨烯基双组分微胶囊；（5）制作溶剂型环氧体系；（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将石墨烯基双组分微胶囊加入到溶剂型环氧体系中。本发明专利技术涂层中添加有含愈合剂亚麻籽油与缓蚀剂苯丙三氮唑的双组分微胶囊，能够同时实现涂层的自修复及对金属基底的保护；氧化石墨烯提高了微胶囊的稳定性及自修复涂层的腐蚀屏蔽性能。复涂层的腐蚀屏蔽性能。复涂层的腐蚀屏蔽性能。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及防腐涂层领域，具体涉及一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]涂层在服役过程中常会因为外力产生的裂纹失效导致金属基底暴露，添加有微胶囊的自修复涂层能够修复涂层中的微裂纹，延长涂层的使用寿命。传统的自修复涂层通常只使用愈合剂修补涂层缺陷，无法起到主动防腐的作用，不能良好地保护金属基底。例如：公开号为CN105238211A、专利技术名称为“一种自修复涂层材料的制备方法及其应用”的专利，该种自修复涂层材料包括内层修复层材料和外层面层材料，在修复层中加入脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊以提供环氧树脂修复剂，修复剂通过与面层中的固化剂作用来修复损伤。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层及其制备方法，其技术方案如下：一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：（1）配制乳化液：将离子水、聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；用盐酸调节乳化液pH值；（2）配制复合乳液：将亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯通过超声水浴形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌，得到稳定的复合乳液；（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加甲醛水溶液，缓慢升温，继续搅拌，经反应得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液；（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、有机溶剂依次清洗并干燥，得到自由流动的微胶囊；（5）制作溶剂型环氧体系：将同等质量的环氧树脂和固化剂通过搅拌完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系；（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中并继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温固化后鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
[0004]所述步骤（1）聚乙烯醇溶液的质量浓度为5wt.%；去离子水、聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶（5
‑
30）∶（3.32
‑
13.26）∶（0.33
‑
1.33）∶（0.33
‑
1.33）；调节乳化液的pH值为2.0
‑
4.0。
[0005]所述步骤（2）亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶（4.5
‑
5.5）∶（0.04
‑
0.16）；超声水浴10
‑
15min；常温机械搅拌10
‑
15min，转速控制在400
‑
800r/min。
[0006]所述步骤（3）甲醛水溶液的质量浓度为37wt.%；甲醛水溶液与尿素的质量比为（8.44
‑
16.89）∶5。
[0007]所述步骤（3）反应温度为35
‑
75℃，继续搅拌时间为240
‑
260 min。
[0008]所述步骤（4）有机溶剂包括乙醇及丙酮。
[0009]所述步骤（5）无水乙醇的质量为环氧树脂质量的一半。
[0010]所述步骤（6）石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%。
[0011]所述步骤（6）固化时间为6
‑
8h；固化后在25
‑
35℃条件下鼓风干燥。一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层，由以上所述的一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法而制得。
[0012]与现有技术相比，本专利技术主要具有以下有益技术效果：1.本专利技术涂层中添加有含愈合剂亚麻籽油与缓蚀剂苯丙三氮唑的双组分微胶囊，能够在修复涂层的同时在金属基底上形成保护膜，增加涂层的耐蚀性，避免同一处反复腐蚀，能够同时实现涂层的自修复及对金属基底的保护。
[0013]2.本专利技术利用氧化石墨烯对微胶囊进行改性，提高了微胶囊的稳定性；有效提升了自修复涂层的腐蚀屏蔽性能，具有被动防腐和主动防腐双重功效，大大增强了涂层的阻隔效果。
[0014]3.本专利技术涂层具备良好的防腐性能及自修复性能，修复效率达73.5%，有效的修复时间达24小时，屏蔽保护时长达720h。
[0015]4.方法合理，原料易得，操作简便，有利于推广应用。
附图说明
[0016]图1为本专利技术石墨烯基双组分微胶囊在5倍放大倍数下的三维共聚焦显微镜观察图；图2为本专利技术石墨烯基双组分微胶囊在20倍放大倍数下的三维共聚焦显微镜观察图。
具体实施方式
[0017]下面结合实施例对本专利技术进行详细描述。
[0018]实施例1一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：（1）配制乳化液：称取适量去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵，其中去离子水、5wt.%聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶5∶5∶0.5∶0.5；在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；将盐酸逐滴添加至乳化液中，调节乳化液的pH值为3.0。
[0019]（2）配制复合乳液：称取适量亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯，其中亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯的质量比为18∶5∶0.12；超声水浴10min形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌10min（转速控制在500 r/min），得到稳定的复合乳液。
[0020]（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加
质量浓度为37wt.%甲醛水溶液，甲醛水溶液与尿素的质量比为12.67∶5，缓慢升温，反应温度为55℃，继续搅拌240min，得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液。
[0021]（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、乙醇及丙酮依次清洗，在空气中自然风干后，残留的乙醇及丙酮完全挥发，得到自由流动的微胶囊。
[0022]（5）制作溶剂型环氧体系：称取同等质量的环氧树脂和固化剂，并加入质量为环氧树脂质量一半的无水乙醇，搅拌直到环氧树脂及固化剂完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系。
[0023]（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中，石墨烯基双组分微胶囊的加入量占溶剂型环氧体系的10wt.%；继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温放置6小时固化后，于35℃条件下鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。
[0024]该涂层划痕修复效率达73.5%，有效修复时长为24h，在盐雾测试中涂层屏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）配制乳化液：将离子水、聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵在常温下机械搅拌，全部溶解后形成澄清乳化液；用盐酸调节乳化液pH值；（2）配制复合乳液：将亚麻籽油、苯丙三氮唑、氧化石墨烯通过超声水浴形成分散均匀的混合液，然后将其加至步骤（1）配制好的乳化液中，在常温下机械搅拌，得到稳定的复合乳液；（3）制作石墨烯基双组分微胶囊悬浮液：向步骤（2）配制好的复合乳液中缓慢滴加甲醛水溶液，缓慢升温，继续搅拌，经反应得到含石墨烯基双组分微胶囊的悬浮液；（4）收集石墨烯基双组分微胶囊：将步骤（3）所得悬浮液冷却到室温，真空抽滤，用去离子水、有机溶剂依次清洗并干燥，得到自由流动的微胶囊；（5）制作溶剂型环氧体系：将同等质量的环氧树脂和固化剂通过搅拌完全溶于无水乙醇中，形成溶剂型环氧体系；（6）制备石墨烯基双组分自修复涂层：将步骤（4）收集的石墨烯基双组分微胶囊加入到步骤（5）制作的溶剂型环氧体系中并继续搅拌，微胶囊在体系内均匀分散后形成石墨烯基双组分自修复防腐涂料，通过涂膜器将其涂至预先脱脂的金属基底；在室温固化后鼓风干燥，即得石墨烯基双组分自修复防腐涂层。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）聚乙烯醇溶液的质量浓度为5wt.%；去离子水、聚乙烯醇溶液、尿素、间苯二酚、氯化铵的质量比为260∶（5
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30）∶（3.32
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13.26）∶（0.33
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1.33）∶（0.33
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1.33）；调节乳化液的pH值为2.0
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4.0。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯基双组分自修复防腐涂层的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，韩庆，刘海波，王安泉，杨勇，刘瑾，韩玮，崔淦，陈飞宇，刘超，王凯，赵杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心胜利油田检测评价研究有限公司，
类型：发明
国别省市：