本發(fā)明涉及涂料，具體而言，涉及一種耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料及其制備方法和涂層。

背景技術(shù)：

1、金屬與空氣、水、土壤等介質(zhì)發(fā)生化學(xué)腐蝕反應(yīng)，表面逐漸被破壞和變質(zhì)，不僅降低金屬的強度和耐久性，還導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效和安全事故。為了減緩金屬腐蝕，通常的防護(hù)措施包括涂層、鍍層、陽極保護(hù)等方法來隔絕金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸，其中，在金屬表面涂覆防腐涂層操作簡便、成本低廉，是目前普遍采取的防腐措施。然而，常用的環(huán)氧樹脂涂層受環(huán)境因素或自身結(jié)構(gòu)的影響，涂層表面難免出現(xiàn)一些細(xì)小的微孔和裂隙，腐蝕性介質(zhì)滲透涂層，很難完全阻止金屬腐蝕的發(fā)生。將二維納米片go加入環(huán)氧樹脂中，可減少涂層的微孔和裂隙，但是go具有較大的比表面積，在環(huán)氧樹脂中容易發(fā)生團(tuán)聚，降低涂層的穩(wěn)定性。同時，金屬表面的涂層長期暴露在空氣或土壤中，涂層的附著力下降，易從金屬表面剝離，從而降低涂層的保護(hù)壽命。

2、在工業(yè)領(lǐng)域，如石油、天然氣和化工行業(yè)等，許多金屬設(shè)備和金屬管道暴露在高溫環(huán)境中。熱穩(wěn)定性好的防腐涂料能夠抵抗高溫引起的物理和化學(xué)變化，如軟化、熔化或降解，防止開裂、剝落或起泡，減少火災(zāi)等安全事故的發(fā)生，但是環(huán)氧樹脂涂層的耐熱性能差，容易老化。目前，主要通過對go進(jìn)行表面改性或利用有機溶劑制備改性go復(fù)合材料，以提高其在環(huán)氧樹脂中的分散性和粘附力，然而，采用有機溶劑制備go不符合環(huán)保要求。此外，有些改性劑(如辛胺、十二胺、氨基硅烷等)不能夠使go在環(huán)氧樹脂中有效分散，這些改性劑只能利用go中的環(huán)氧基進(jìn)行改性，接枝量被環(huán)氧基含量所限制。此外，將表面改性的go直接加入到環(huán)氧樹脂基體中并不能有效提高涂層的熱穩(wěn)定性。因此，現(xiàn)有技術(shù)需要進(jìn)一步改進(jìn)和提高，有必要開發(fā)一種符合環(huán)保要求、具有耐熱自修復(fù)功能的新型防腐涂料。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：

2、現(xiàn)有的防腐涂料在受損后無法對涂層的微孔和裂隙進(jìn)行自動填充修復(fù)，導(dǎo)致腐蝕性介質(zhì)滲透至涂層內(nèi)部，影響涂層使用壽命。

3、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：

4、本發(fā)明提供了一種耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料，所述防腐涂料按質(zhì)量份數(shù)包括：環(huán)氧樹脂50～70份、acnts/fgo@tib2/zp填料0.5～1.5份、3-氨基-1h-1,2,4-三氮唑(ata)0.1～0.25份、溶劑3～6份、雙環(huán)己酮草酰二腙0.1～1份、固化劑20～25份和助劑0.01～0.1份，體質(zhì)填料與acnts/fgo@tib2/zp填料的比例為0.01～0.1：1。

5、進(jìn)一步地，所述環(huán)氧樹脂為e-15、e-42、e-44、e-51或e-54型環(huán)氧樹脂中的至少一種。

6、進(jìn)一步地，所述固化劑為w93、593、650、651或t31型固化劑中的至少一種。

7、進(jìn)一步地，所述助劑為消泡劑、潤濕劑或分散劑中的至少一種。

8、進(jìn)一步地，所述體質(zhì)填料為滑石粉、云母粉或膨潤土中的至少一種。

9、進(jìn)一步地，所述溶劑由n-甲基吡咯烷酮、正丁醇和微晶纖維素組成。

10、本發(fā)明提供了一種耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料的制備方法，所述制備方法為：按質(zhì)量份數(shù)將固化劑和助劑加入溶劑中，攪拌均勻，得到混合物體系一，向混合物體系一中加入環(huán)氧樹脂得到混合物體系二，向混合物體系二中加入acnts/fgo@tib2/zp填料、ata、雙環(huán)己酮草酰二腙和體質(zhì)填料，混合均勻，得到acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料；

11、所述acnts/fgo@tib2/zp填料的制備方法為：按質(zhì)量份數(shù)將功能化氧化石墨烯(fgo)、功能化碳納米管acnts和tib2加入去離子水中混合均勻，加入磷酸鋅，于30℃～40℃氮氣下攪拌2～3h得到混合液，將混合液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中反應(yīng)8～12h，得到所述acnts/fgo@tib2/zp填料；

12、所述功能化氧化石墨烯(fgo)的制備方法為：按質(zhì)量份數(shù)將go粉末、氯化十六烷基吡啶、甲殼素和kh-550加入到dmf中，混合反應(yīng)1～3h，離心，洗滌，烘干，得到所述功能化氧化石墨烯(fgo)；

13、所述功能化碳納米管acnts的制備方法為：按質(zhì)量份數(shù)將cnts和ctab粉末加入去離子水中，攪拌1～3h，離心干燥，得到所述功能化碳納米管acnts粉末。

14、進(jìn)一步地，acnts/fgo@tib2/zp填料的制備方法中，功能化氧化石墨烯(fgo)、功能化碳納米管acnts、tib2和磷酸鋅的質(zhì)量比為：(1.8-2.5)：(1.3-1.5)：(1.2-1.5)：(1.2-2)。

15、進(jìn)一步地，功能化氧化石墨烯(fgo)的制備方法中，go粉末、氯化十六烷基吡啶、甲殼素和kh-550的質(zhì)量比為：(1.2-2)：(2-3)：(0.6-0.8)：(2-3)。

16、本發(fā)明提供了一種耐熱自修復(fù)防腐涂層，所述防腐涂層由上述技術(shù)方案所述防腐涂料形成的。

17、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：

18、本發(fā)明在防腐涂料中添加少量均勻分散的acnts/fgo@tib2/zp復(fù)合填料，能夠有效避免go的自然團(tuán)聚現(xiàn)象，acnts/fgo@tib2/zp表面負(fù)載的磷酸鹽在發(fā)生腐蝕時，可以釋放磷酸根離子和鐵離子發(fā)生反應(yīng)生成絡(luò)合物或螯合物，填補涂層的微孔和裂隙，實現(xiàn)受損后自動修復(fù)。二、acnts/fgo@tib2/zp復(fù)合填料具有大量的含氧官能團(tuán)，如羥基、羧基和環(huán)氧基，可以與涂層中的聚合物基材形成化學(xué)鍵或氫鍵，從而增強涂層與基材之間的結(jié)合力；具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可以提高涂層對化學(xué)物質(zhì)的抵抗能力，減少因化學(xué)腐蝕導(dǎo)致的涂層脫落。三、acnts/fgo@tib2/zp復(fù)合填料具有高縱橫比和大表面積，可在環(huán)氧樹脂中形成物理屏障，減緩腐蝕介質(zhì)的滲透，從而提高涂層的耐腐蝕性；同時，雙環(huán)己酮草酰二腙可以促進(jìn)涂層交聯(lián)反應(yīng)，提高力學(xué)性能，tib2具有較高的熱導(dǎo)率和化學(xué)穩(wěn)定性，良好的抗熱震性，可以在快速溫度變化的環(huán)境中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在涂層中形成穩(wěn)定的化學(xué)環(huán)境，減少環(huán)氧樹脂涂層的破壞。

19、本發(fā)明防腐涂料綠色環(huán)保，制備工藝簡單，性能穩(wěn)定，使用壽命長。

技術(shù)特征：

1.一種耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料，其特征在于，所述防腐涂料按質(zhì)量份數(shù)包括：環(huán)氧樹脂50～70份、acnts/fgo@tib2/zp填料0.5～1.5份、3-氨基-1h-1,2,4-三氮唑0.1～0.25份、溶劑3～6份、雙環(huán)己酮草酰二腙0.1～1份、固化劑20～25份和助劑0.01～0.1份，體質(zhì)填料與acnts/fgo@tib2/zp填料的比例為0.01～0.1：1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為e-15、e-42、e-44、e-51或e-54型環(huán)氧樹脂中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料，其特征在于，所述固化劑為w93、593、650、651或t31型固化劑中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料，其特征在于，所述助劑為消泡劑、潤濕劑或分散劑中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料，其特征在于，所述體質(zhì)填料為滑石粉、云母粉或膨潤土中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料，其特征在于，所述溶劑由n-甲基吡咯烷酮、正丁醇和微晶纖維素組成。

7.一種耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：按質(zhì)量份數(shù)將固化劑和助劑加入溶劑中，攪拌均勻，得到混合物體系一，向混合物體系一中加入環(huán)氧樹脂得到混合物體系二，向混合物體系二中加入acnts/fgo@tib2/zp填料、3-氨基-1h-1,2,4-三氮唑、雙環(huán)己酮草酰二腙和體質(zhì)填料，混合均勻，得到acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料的制備方法，其特征在于，acnts/fgo@tib2/zp填料的制備方法中，功能化氧化石墨烯、功能化碳納米管acnts、tib2和磷酸鋅的質(zhì)量比為：(1.8-2.5)：(1.3-1.5)：(1.2-1.5)：(1.2-2)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐熱自修復(fù)acnts/fgo@tib2/zp/ep防腐涂料的制備方法，其特征在于，功能化氧化石墨烯的制備方法中，go粉末、氯化十六烷基吡啶、甲殼素和kh-550的質(zhì)量比為：(1.2-2)：(2-3)：(0.6-0.8)：(2-3)。

10.一種耐熱自修復(fù)防腐涂層，其特征在于，所述防腐涂層由權(quán)利要求1～6任一項所述防腐涂料形成的。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種耐熱自修復(fù)ACNTs/fGO@TiB<subgt;2</subgt;/ZP/EP防腐涂料及其制備方法和涂層，涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有的防腐涂料在受損后無法對涂層的微孔和裂隙進(jìn)行自動填充修復(fù)，導(dǎo)致腐蝕性介質(zhì)滲透至涂層內(nèi)部，影響涂層使用壽命的問題。所述防腐涂料按質(zhì)量份數(shù)包括：環(huán)氧樹脂50～70份、ACNTs/fGO@TiB<subgt;2</subgt;/ZP填料0.5～1.5份、3?氨基?1H?1,2,4?三氮唑(ATA)0.1～0.25份、溶劑3～6份、雙環(huán)己酮草酰二腙0.1～1份、固化劑20～25份和助劑0.01～0.1份，體質(zhì)填料與ACNTs/fGO@TiB<subgt;2</subgt;/ZP填料的比例為0.01～0.1：1。本發(fā)明還提供一種耐熱自修復(fù)ACNTs/fGO@TiB<subgt;2</subgt;/ZP/EP防腐涂料的制備方法和一種耐熱自修復(fù)防腐涂層。本發(fā)明用于緩解金屬設(shè)備和金屬管道的化學(xué)腐蝕。

技術(shù)研發(fā)人員：張?zhí)m河,高健桐,杜偉,張鐵濤,陳重鑫,李殿文,張健,王森
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)吉林省電力有限公司吉林供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9