本发明属于石墨烯复合材料技术领域，具体涉及一种石墨烯复合材料的防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
石墨烯是近些年新发现的由单层碳原子紧密堆积成的具有二维片层结构的一种碳质新材料，石墨烯具有优异的电性能和高的径厚比(＞200)以及薄的片层结构(＜1nm)，因此可以设想具有比目前常用的云母粉、铝粉、玻璃薄片等具有更优良的物理防腐作用；
因此如果将聚苯胺负载在石墨烯表面并将其作为填料将同时提供优良物理防腐和化学防腐，从而显著提高涂料的防腐性能，相关方面的研究尚未见诸报道。
技术实现要素：
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种石墨烯复合材料的防腐涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯复合材料的防腐涂料，以重量分数计由以下组分构成：成膜物质20份-90份；聚苯胺与石墨烯复合材料0.1份-20份；颜料1份-10份；填料1份-10份；防流挂剂0.1份-3份；分散剂0.1份-4份；流平剂0.01份-2份；消泡剂0.01份-2份；溶剂1份-50份。
作为本发明一种石墨烯复合材料的防腐涂料优选的，所述成膜物质是醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氟碳树脂、氯化橡胶、氯化乙烯、过氯乙烯树脂或聚氨酯树脂中的任意一种。
作为本发明一种石墨烯复合材料的防腐涂料优选的，所述防流挂剂是指可以提高油漆的粘度，在油漆固化或施工过程中可以阻止流挂的一类化合物。
作为本发明一种石墨烯复合材料的防腐涂料优选的，所述分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。
作为本发明一种石墨烯复合材料的防腐涂料优选的，所述流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
作为本发明一种石墨烯复合材料的防腐涂料优选的，所述消泡剂能降低水、溶液、悬浮液等的表面张力，防止泡沫形成，或使原有泡沫减少或消灭的物质。
一种石墨烯复合材料的防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)聚苯胺与石墨烯复合材料的制备
s1、配制含有苯胺、盐酸的氧化石墨烯或石墨烯的分散液，其中苯胺浓度为0.01-1mol/l，盐酸浓度为0.01-0.2mol/l，氧化石墨烯或石墨烯的浓度为0.01-10mg/ml，搅拌均匀后预冷至0-10℃；
s2、配制含有盐酸的氧化剂的水溶液，其中溶液中的氧化剂的浓度为0.01-1mol/l，并将其预冷至0-10℃，盐酸浓度为0.01-0.2mol/l，氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾；
s3、将含有盐酸的氧化剂的水溶液在搅拌下缓慢滴入含有苯胺、盐酸的氧化石墨烯或石墨烯的分散液中，在0-10℃反应0.5-10h，离心、过滤、洗涤烘干后研磨至小于200目，其中含有苯胺、盐酸的氧化石墨烯或石墨烯的分散液与含有盐酸的氧化剂的水溶液的体积比为1∶1；
s4、将分散剂、流平剂、消泡剂、防流挂剂、颜料、填料加入到成膜物质和溶剂中，搅拌10-120min，然后进行研磨，细度小于60微米后出料；
s5、在搅拌下把聚苯胺与石墨烯复合材料加入到s4得到的成膜物质混合物中，进行均匀分散，得到石墨烯复合材料；
其中各组分以重量分数计构成为：成膜物质20份-90份；聚苯胺与石墨烯复合材料0.1份-20份；颜料1份-10份；填料1份-10份；防流挂剂0.1份-3份；分散剂0.1份-4份；流平剂0.01份-2份；消泡剂0.01份-2份；溶剂1份-50份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所得到的涂料中的石墨烯由于径厚比高，柔韧性好可以提供优良的物理防腐作用，而负载在石墨烯表面的聚苯胺可以提供电化学防腐作用，二者的协同作用机制使得该涂料具有优良的金属腐蚀防护性能，本发明的防腐涂料，可以实现金属基材的钝化和缓蚀，同时避免了可以导致环境污染的铬等重金属的使用，而且制备简单、成本低、易于工业化批量生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种石墨烯复合材料的防腐涂料，以重量分数计由以下组分构成：成膜物质20份-90份；聚苯胺与石墨烯复合材料0.1份-20份；颜料1份-10份；填料1份-10份；防流挂剂0.1份-3份；分散剂0.1份-4份；流平剂0.01份-2份；消泡剂0.01份-2份；溶剂1份-50份。
在一个可选的实施例中：所述成膜物质是醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氟碳树脂、氯化橡胶、氯化乙烯、过氯乙烯树脂或聚氨酯树脂中的任意一种。
在一个可选的实施例中：所述防流挂剂是指可以提高油漆的粘度，在油漆固化或施工过程中可以阻止流挂的一类化合物。
在一个可选的实施例中：所述分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。
在一个可选的实施例中：所述流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
在一个可选的实施例中：所述消泡剂能降低水、溶液、悬浮液等的表面张力，防止泡沫形成，或使原有泡沫减少或消灭的物质。
一种石墨烯复合材料的防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)聚苯胺与石墨烯复合材料的制备
s1、配制含有苯胺、盐酸的氧化石墨烯或石墨烯的分散液，其中苯胺浓度为0.01-1mol/l，盐酸浓度为0.01-0.2mol/l，氧化石墨烯或石墨烯的浓度为0.01-10mg/ml，搅拌均匀后预冷至0-10℃；
s2、配制含有盐酸的氧化剂的水溶液，其中溶液中的氧化剂的浓度为0.01-1mol/l，并将其预冷至0-10℃，盐酸浓度为0.01-0.2mol/l，氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾；
s3、将含有盐酸的氧化剂的水溶液在搅拌下缓慢滴入含有苯胺、盐酸的氧化石墨烯或石墨烯的分散液中，在0-10℃反应0.5-10h，离心、过滤、洗涤烘干后研磨至小于200目，其中含有苯胺、盐酸的氧化石墨烯或石墨烯的分散液与含有盐酸的氧化剂的水溶液的体积比为1∶1；
s4、将分散剂、流平剂、消泡剂、防流挂剂、颜料、填料加入到成膜物质和溶剂中，搅拌10-120min，然后进行研磨，细度小于60微米后出料；
s5、在搅拌下把聚苯胺与石墨烯复合材料加入到s4得到的成膜物质混合物中，进行均匀分散，得到石墨烯复合材料；
其中各组分以重量分数计构成为：成膜物质20份-90份；聚苯胺与石墨烯复合材料0.1份-20份；颜料1份-10份；填料1份-10份；防流挂剂0.1份-3份；分散剂0.1份-4份；流平剂0.01份-2份；消泡剂0.01份-2份；溶剂1份-50份。
本发明所得到的涂料中的石墨烯由于径厚比高，柔韧性好可以提供优良的物理防腐作用，而负载在石墨烯表面的聚苯胺可以提供电化学防腐作用，二者的协同作用机制使得该涂料具有优良的金属腐蚀防护性能，本发明的防腐涂料，可以实现金属基材的钝化和缓蚀，同时避免了可以导致环境污染的铬等重金属的使用，而且制备简单、成本低、易于工业化批量生产。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种石墨烯复合材料的防腐涂料，其特征在于，以重量分数计由以下组分构成：成膜物质20份-90份；聚苯胺与石墨烯复合材料0.1份-20份；颜料1份-10份；填料1份-10份；防流挂剂0.1份-3份；分散剂0.1份-4份；流平剂0.01份-2份；消泡剂0.01份-2份；溶剂1份-50份。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合材料的防腐涂料，其特征在于：所述成膜物质是醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氟碳树脂、氯化橡胶、氯化乙烯、过氯乙烯树脂或聚氨酯树脂中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合材料的防腐涂料，其特征在于：所述防流挂剂是指可以提高油漆的粘度，在油漆固化或施工过程中可以阻止流挂的一类化合物。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合材料的防腐涂料，其特征在于：所述分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合材料的防腐涂料，其特征在于：所述流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合材料的防腐涂料，其特征在于：所述消泡剂能降低水、溶液、悬浮液等的表面张力，防止泡沫形成，或使原有泡沫减少或消灭的物质。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合材料的防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)聚苯胺与石墨烯复合材料的制备
s1、配制含有苯胺、盐酸的氧化石墨烯或石墨烯的分散液，其中苯胺浓度为0.01-1mol/l，盐酸浓度为0.01-0.2mol/l，氧化石墨烯或石墨烯的浓度为0.01-10mg/ml，搅拌均匀后预冷至0-10℃；
s2、配制含有盐酸的氧化剂的水溶液，其中溶液中的氧化剂的浓度为0.01-1mol/l，并将其预冷至0-10℃，盐酸浓度为0.01-0.2mol/l，氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾；
s3、将含有盐酸的氧化剂的水溶液在搅拌下缓慢滴入含有苯胺、盐酸的氧化石墨烯或石墨烯的分散液中，在0-10℃反应0.5-10h，离心、过滤、洗涤烘干后研磨至小于200目，其中含有苯胺、盐酸的氧化石墨烯或石墨烯的分散液与含有盐酸的氧化剂的水溶液的体积比为1∶1；
s4、将分散剂、流平剂、消泡剂、防流挂剂、颜料、填料加入到成膜物质和溶剂中，搅拌10-120min，然后进行研磨，细度小于60微米后出料；
s5、在搅拌下把聚苯胺与石墨烯复合材料加入到s4得到的成膜物质混合物中，进行均匀分散，得到石墨烯复合材料；
其中各组分以重量分数计构成为：成膜物质20份-90份；聚苯胺与石墨烯复合材料0.1份-20份；颜料1份-10份；填料1份-10份；防流挂剂0.1份-3份；分散剂0.1份-4份；流平剂0.01份-2份；消泡剂0.01份-2份；溶剂1份-50份。
技术总结