本發(fā)明涉及一種防腐涂料，特別是涉及一種2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯復(fù)合防腐涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

金屬腐蝕現(xiàn)象十分普遍，給國民經(jīng)濟造成了嚴(yán)重?fù)p失?，F(xiàn)階段防止金屬腐蝕的方法很多，表面涂層保護(hù)作為防腐燭的常用手段之一，以其施工簡單，維護(hù)方便，適應(yīng)性廣，成本低廉，成為當(dāng)前防腐燭最主要的選擇。

石墨烯是一種新型二維材料，其諸多優(yōu)異的理化性質(zhì)引起廣泛關(guān)注。氧化石墨烯與石墨烯相比，表面帶有較多的含氧有機官能團(tuán)，這些含氧有機官能團(tuán)能夠使其與環(huán)氧樹脂等一些有機樹脂之間具有優(yōu)異的相容性和接合面結(jié)構(gòu)，可充分發(fā)揮氧化石墨烯作為增強相在連續(xù)相樹脂中的作用，同時這些含氧官能團(tuán)表現(xiàn)出來的強親水性可使氧化石墨烯在一些溶劑中穩(wěn)定分散。2-巰基苯并噻唑是一種特殊的緩蝕劑，研究發(fā)現(xiàn)氮、氧、硫等電負(fù)性較大的原子可以很好的滿足金屬空軌道缺電子的需求，含這些原子的化合物大多數(shù)都是碳鋼防腐蝕的高效緩蝕劑。這些特點可以使氧化石墨烯和2-巰基苯并噻唑應(yīng)用在涂料中。

為了改善防腐涂料工藝，減少污染，需要一種新型摻雜型涂料。專利(CN1011108947A，CN1221768A)先后介紹了以無機填料作為填料的涂料，這些涂料需要添加大量無機導(dǎo)電填料，而無機填料與樹脂相容性差，使得漆膜力學(xué)性能下降。專利(CN102604533A)介紹了聚苯胺與石墨烯復(fù)合材料的防腐蝕涂料，發(fā)明認(rèn)為石墨烯有利于提高漆膜的物理防腐蝕性能，但其在分散過程中容易團(tuán)聚，分散不穩(wěn)定。專利(CN102978625A)介紹了一種2-巰基苯并噻唑防腐保護(hù)劑，但其是簡單的物理混合，分散程度難以保證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文旨在結(jié)合2-巰基苯并噻唑和氧化石墨烯的特點，提供一種同時具備緩蝕性和物理阻隔性的2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯防腐涂料及制備方法。

所述改性氧化石墨烯的防腐蝕涂料，按質(zhì)量比組成包括：

所述2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯由氧化石墨烯、三聚氯氰與2-巰基苯并噻唑合成。

所述基體樹脂可選自環(huán)氧樹脂、氟碳樹脂、氨基樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂等中的一種。

所述流平劑可選自有機硅、丙烯酸類、單丁醚類中的一種。

所述消泡劑可選自有機硅類消泡劑、無機硅類消泡劑、非有機硅消泡劑中的一種，如德國畢克公司生產(chǎn)的BYK302、BYK065、BYK20、BYK011、BYK053或埃夫卡公司生產(chǎn)的Efka2018中的一種。

所述分散劑可選自熔性分散劑或潤濕分散劑，如德國畢克公司生產(chǎn)的BYK101，BYK161，BYK163，或埃夫卡公司生產(chǎn)的Efka5044。

所述成膜助劑可選自丁基卞醇乙酸酯、乙二醇丁醚醇酸脂、乙二醇苯醚、二元酸二甲酯類、丙二醇丙醚、二元酸二乙酯類等中的一種。

所述稀釋劑可選自1,4-丁二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙酮、二甲苯、正丁醇、甲基異丁基酮、無水乙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯等中的至少一種。

所述2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯，其結(jié)構(gòu)如(Ⅰ)

所述2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯的制備方法，具體如下：

步驟1、取一定量的氧化石墨烯、三聚氯氰、碳酸氫鈉于燒瓶中，取一定體積N，N-二甲基甲酰胺將其分散，室溫下攪拌0.5～4h小時，升溫至50℃攪拌10～24h，冷卻并過濾得到沉淀物。其中氧化石墨烯、三聚氯氰、碳酸氫鈉按照投料比為氧化石墨烯：三聚氯氰：碳酸氫鈉＝1～30g：1～8mol：1～20mol，N，N-二甲基甲酰胺體積為100～2000ml。

步驟2、取步驟1中沉淀物、2-巰基苯并噻唑、氫氧化鉀于燒瓶中，取一定量丙酮將其分散，反應(yīng)6～10小時，冷卻并過濾。其中沉淀物、2-巰基苯并噻唑、氫氧化鉀的投料比為沉淀物：2-巰基苯并噻唑：氫氧化鉀＝1～30g：1～8mol:1～8mol，丙酮體積為100～2000ml。

所述2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯的合成路線，具體如下：

所述2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯復(fù)合防腐涂料的制備方法：

將各組分分散混合后1～4h，過濾后既得2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯復(fù)合防腐涂料。

本發(fā)明首先制備了一種2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯，按防腐涂料組份配比取5～20份改性氧化石墨烯、30～70份基體樹脂、0.5～1.0份流平劑、0.5～1.0份消泡劑、0.5～1.0份分散劑、0.5～1.0份成膜助劑、20～35份稀釋劑。在分散機上均勻分散，過濾后即可得到防腐涂料。

本發(fā)明在分子設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用氧化石墨烯表面官能團(tuán)，將2-巰基苯并噻唑接枝到氧化石墨烯表面。合成的材料既具備氧化石墨烯的物理阻隔性，又具備2-巰基苯并噻唑的緩蝕性。同時氧化石墨烯表面的含氧官能團(tuán)夠使其與環(huán)氧樹脂等一些有機樹脂之間具有優(yōu)異的相容性和接合面結(jié)構(gòu)。以此作為填料，能夠提高在環(huán)氧樹脂中的分散性，并且防腐蝕性能明顯增強。同時氧化石墨烯的加入能有效提高防腐涂料的機械性能。

具體實施方式

下面通過實施例具體說明本發(fā)明的內(nèi)容

實施例1

(1)制備2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯

a、取10g氧化石墨烯、2mol三聚氯氰、6mol碳酸氫鈉分散于1000ml N，N-二甲基甲酰胺中，充入氮氣保護(hù)，室溫下攪拌2h，升溫至50℃，攪拌22h。待反應(yīng)結(jié)束用N，N-二甲基甲酰胺洗滌5次，水洗2次，真空干燥24h，得到沉淀。

b、取a中沉淀10g、2mol 2-巰基苯并噻唑、2mol氫氧化鉀分散于1000ml丙酮中，充入氮氣保護(hù)，45℃下反應(yīng)8h，待反應(yīng)結(jié)束用丙酮洗滌5次，水洗2次，真空干燥24h，得到沉淀。

(2)制備2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯復(fù)合防腐涂料

取5份改性氧化石墨烯、30份環(huán)氧樹脂、0.5份有機硅、0.5份消泡劑BYK302、0.5份分散劑BYK101、0.5份乙二醇苯醚、20份1，4-丁二醇縮水甘油醚混合，在分散機上均勻分散4h，過濾后即可得到2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯復(fù)合防腐涂料。其防腐性能如表1所示。

實施例2

(1)制備2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯

a、取20g氧化石墨烯、4mol三聚氯氰、12mol碳酸氫鈉分散于1500ml N，N-二甲基甲酰胺中，充入氮氣保護(hù)，室溫下攪拌3h，升溫至50℃，攪拌24h。待反應(yīng)結(jié)束用N，N-二甲基甲酰胺洗滌5次，水洗2次，真空干燥24h，得到沉淀。

b、取a中沉淀20g、4mol 2-巰基苯并噻唑、4mol氫氧化鉀分散于1500ml丙酮中，充入氮氣保護(hù)，45℃下反應(yīng)10h，待反應(yīng)結(jié)束用丙酮洗滌5次，水洗2次，真空干燥24h，得到沉淀。

(2)制備2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯復(fù)合防腐涂料

取10份改性氧化石墨烯、50份環(huán)氧樹脂、0.8份有機硅、0.6份消泡劑BYK302、0.6份分散劑BYK101、0.8份乙二醇苯醚、30份1，4-丁二醇縮水甘油醚混合，在分散機上均勻分散4h，過濾后即可得到2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯復(fù)合防腐涂料。其防腐性能如表1所示。

實施例3

(1)制備2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯

a、取30g氧化石墨烯、6mol三聚氯氰、18mol碳酸氫鈉分散于2000ml N，N-二甲基甲酰胺中，充入氮氣保護(hù)，室溫下攪拌4h，升溫至50℃，攪拌24h。待反應(yīng)結(jié)束用N，N-二甲基甲酰胺洗滌5次，水洗2次，真空干燥24h，得到沉淀。

b、取a中沉淀30g、6mol 2-巰基苯并噻唑、6mol氫氧化鉀分散于2000ml丙酮中，充入氮氣保護(hù)，50℃下反應(yīng)10h，待反應(yīng)結(jié)束用丙酮洗滌5次，水洗2次，真空干燥24h，得到沉淀。

(2)制備2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯復(fù)合防腐涂料

取20份改性氧化石墨烯、70份丙烯酸樹脂、0.8份有機硅、1份消泡劑BYK302、1份分散劑BYK101、0.8份乙二醇苯醚、20份醋酸乙酯混合，在分散機上均勻分散4h，過濾后即可得到2-巰基苯并噻唑改性氧化石墨烯復(fù)合防腐涂料。其防腐性能如表1所示。

表1實施例1至3的防腐涂料腐蝕性能測試