功能化氧化石墨烯在粉末涂料中的分散性及防腐性能的应用研究

卜庆朋、汪小强、潘建良

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摘要

表面经γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三乙氧基硅烷（KH560)修饰的氧化石墨烯（GO）与没食子酸基环氧树脂（GEP）混合形成功能化氧化石墨烯（FGO)。

可有效提高GO的分散性，进而使其均匀的分散在粉末涂料中，通过静电喷涂法成功制备了防腐涂层。

采用SEM、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、盐雾测试、耐冲击测试、接触角测试等对GO及涂层性能进行表征和测试。

考察了KH560用量在THF及粉末涂料中分散性的影响；同时也考察了KH-560修饰GO用量对涂层性能的影响。

结果表明：以KH560功能化GO制备的涂层具有优异的防腐性能和机械性能。

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前言

金属在国民生活中有广泛的应用，但其面临着腐蚀的难题，据相关报道，每年因腐蚀对国民经济带来相当严重的损失，且对环境也造成一定的危害。

涂料是卓有成效的防护手段和最具广泛应用基础的防腐技术手段之一。环氧树脂和聚酯树脂时常用的涂料树脂之一，具有优异的性能，被广泛应用于防腐涂料中。

GO具有稳定的结构，优异的韧性、硬度和卓越的可饰性，在各个领域都有巨大的应用前景。

但GO兼具亲疏水性，使其在运用上存在一定的障碍。若运用在粉末涂料中，无法与粉末混合，降低涂料的稳定性，进而对涂层造成缺陷，降低了涂层的防腐性能，大大降低了GO应用可行性。

因此对GO改性，提高在其在粉末涂料中的分散性，对GO防腐粉末涂料至关重要。周楠等将GEP作为石墨烯分散剂，成功提高了石墨烯在有机溶剂里的分散性，且GEP可参与反应，进一步提高了涂层的稳定性。

Parhizkar等用三氨丙基三甲氧基硅烷(APTES）修饰GO，APTES修饰GO不仅有共价键作用（氨基与GO）同时也存在硅醇基与经基和梭基发生缩聚反应，提高了GO在环氧树脂中的分散性，同时也提高了防腐性能。

Zheng等通过高分子缩聚反应将脲醛嫁接在GO片层上，提高了其在环氧树脂中的分散性及防腐蚀性能。

Ramezanzadeh等通过共价键将对苯二胺成功修饰了GO，且得到混溶性良好的环氧树脂防腐涂料，在防腐性能上得到很大的提升。

本文不仅将GO只作为特殊功能的填料，而且将FGO作为反应对象研究。该KH56O修饰和GEP相结合有效抑制了石墨烯的二次推叠，而后制得粉体FGO，将FGO加至粉末涂料中，从而得到具有优异分散性和防腐性能的石墨烯防腐粉末涂料。

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实验部分

2.1 实验原材料

环氧树脂E-12：工....