本發(fā)明屬于耐腐蝕，特別是涉及一種石墨烯納米涂層及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、石墨烯是一種由單層碳原子以sp2雜化軌道組成的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)材料，具有優(yōu)異的物理化學(xué)特性，如超強(qiáng)的力學(xué)性能、高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、突出的化學(xué)穩(wěn)定性等。這些特性使得石墨烯在防腐涂料領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。石墨烯的二維片層結(jié)構(gòu)能在涂料中形成致密的物理阻隔層，有效阻止腐蝕介質(zhì)如氯離子的穿透。石墨烯的超高致密性甚至連最小的氣體分子也無法穿透，從而增強(qiáng)了涂層的物理阻隔作用。石墨烯可以通過化學(xué)氣相沉積(cvd)法、電泳沉積法、旋涂法等方法在金屬表面直接形成防腐薄膜，或者作為填料加入到涂料中，形成復(fù)合涂層，提高涂層的耐腐蝕性能。盡管石墨烯在防腐領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，但仍存在一些挑戰(zhàn)，如石墨烯的分散性、涂層的穩(wěn)定性以及成本控制等問題需要進(jìn)一步研究和解決。
2、cn114806367a公開了殼聚糖改性的氧化石墨烯復(fù)合涂層的制備方法，該制備方法采用殼聚糖(cs)和戊二醛作為氧化石墨烯(go)與環(huán)保型緩蝕劑聚天冬氨酸(pasp)之間的交聯(lián)組分，通過兩步法實(shí)現(xiàn)了聚天冬氨酸和殼聚糖在氧化石墨烯上的接枝，將pasp-cs-go嵌入ep-pu樹脂中形成高致密度的復(fù)合涂層，有效提高go納米片在基體樹脂涂層中的分散性能。但是，其附著力均在5mpa以下，不能滿足高附著力的應(yīng)用場(chǎng)景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提出了一種石墨烯納米涂層及其制備方法，該石墨烯納米涂層不僅有良好的附著力，同時(shí)也不影響其耐腐蝕性能，甚至在一些實(shí)施方式中耐腐蝕性能也得到了顯著的提高。
2、本發(fā)明的第一方面在于公開一種石墨烯納米涂層的制備方法，包括以下步驟：
3、s01，對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行改性；
4、s02，制備微膠囊；
5、s03，取s01步驟得到的改性氧化石墨烯和s02步驟得到的微膠囊及環(huán)氧改性聚氨酯樹脂、固化劑，制備得到石墨烯納米涂層。
6、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s01中，包括：
7、s11，以殼聚糖和氧化石墨烯為主要原料，制備殼聚糖改性的氧化石墨烯；
8、s12，以聚天冬氨酸為主要原料制備，聚天冬氨酸改性的殼聚糖氧化石墨烯。
9、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s03中，以聚乙烯醇、尿素、植物油、苯丙三氮唑和甲醛為主要原料，制備微膠囊。
10、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，，s11中，取殼聚糖加入到乙酸溶液中，攪拌；加入氧化石墨烯水溶液，調(diào)節(jié)ph，升溫，繼續(xù)攪拌，離心，得到殼聚糖改性的氧化石墨烯。
11、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s12中，取s11步驟得到的殼聚糖改性的氧化石墨烯，加入到聚天冬氨酸水溶液中，攪拌，調(diào)節(jié)ph，加入戊二醛，繼續(xù)攪拌，離心，水洗，得到聚天冬氨酸改性的殼聚糖氧化石墨烯。
12、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s02中，取水，加入聚乙烯醇水溶液和尿素，攪拌，調(diào)節(jié)ph；加入亞麻籽油、苯丙三氮唑，超聲處理，攪拌，得到乳化液；滴加甲醛水溶液，升溫，繼續(xù)攪拌，得到微膠囊。
13、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s11中，調(diào)節(jié)ph至5.0-5.5，升溫至60-65℃。
14、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s12中，調(diào)節(jié)ph至5.0-5.5；
15、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s02中，調(diào)節(jié)ph至3.0-3.5；滴加甲醛水溶液后，升溫至60-65℃。
16、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s01中，所述殼聚糖、氧化石墨烯、聚天冬氨酸和戊二醛的比例為0.10-0.20g殼聚糖：15-25ml?0.1％(w/v)的氧化石墨烯水溶液：40-60ml的0.5％(w/v)的聚天冬氨酸水溶液：0.5-1.5ml戊二醛；優(yōu)選為，0.10-0.20g殼聚糖：15-25ml0.1％(w/v)的氧化石墨烯水溶液：40-60ml的0.5％(w/v)的聚天冬氨酸水溶液：0.8-1.0ml戊二醛。
17、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s02中，聚乙烯醇、尿素、亞麻籽油、苯丙三氮唑和甲醛水溶液的比例為1-10ml?5％(w/v)聚乙烯醇水溶液：1-10g尿素：10-20g亞麻籽油：1-5g苯丙三氮唑：10-20ml?30％(v/v)甲醛水溶液；優(yōu)選為1-10ml?5％(w/v)聚乙烯醇水溶液：1-10g尿素：10-20g亞麻籽油：2-3g苯丙三氮唑：10-20ml?30％(v/v)甲醛水溶液。在尿毒低于0.5g或者亞麻籽油大于15g且苯丙三氮唑低于1g時(shí)，微膠囊的提高附著力性能顯著下降。
18、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，s03中，環(huán)氧改性聚氨酯樹脂、固化劑、聚天冬氨酸改性的殼聚糖氧化石墨烯和微膠囊的重量比為(40-60)：(10-30)：(0.01-0.5)：(1-10)，優(yōu)選為(40-60)：(10-30)：(0.01-0.5)：(5-10)。
19、本發(fā)明的第二方面在于公開第一方面所述的制備方法得到的石墨烯納米涂層。
20、有益效果：
21、本發(fā)明針對(duì)殼聚糖和聚天冬氨酸改性的氧化石墨烯制備的涂層，進(jìn)行了附著力的研究改進(jìn)。發(fā)現(xiàn)添加植物油和聚乙烯醇制備的微膠囊可以顯著提高附著力，同時(shí)不影響其耐腐蝕性能，甚至一些實(shí)施方式中，還提高了其耐腐蝕性能。本發(fā)明的制備方法得到的石墨烯納米涂層附著力性能優(yōu)異，同時(shí)具有良好的耐腐蝕性能。
22、本發(fā)明的制備方法中，微膠囊在涂層中分散，其表面可能與基體材料形成機(jī)械錨固。這種錨固作用增加了涂層與基體的接觸面積，從而提高了涂層的附著力。微膠囊可以填充在涂層與基體之間的微小空隙中，起到橋接作用，減少涂層中的應(yīng)力集中點(diǎn)，從而提高涂層的整體附著力。當(dāng)涂層受到外力作用時(shí)，微膠囊的彈性和韌性有助于分散應(yīng)力，防止裂紋的形成和擴(kuò)展，這也有助于提高涂層的附著力。
1.一種石墨烯納米涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯納米涂層的制備方法，其特征在于，s01中，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨烯納米涂層的制備方法，其特征在于，s03中，以聚乙烯醇、尿素、植物油、苯丙三氮唑和甲醛為主要原料，制備微膠囊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的石墨烯納米涂層的制備方法，其特征在于，s11中，取殼聚糖加入到乙酸溶液中，攪拌；加入氧化石墨烯水溶液，調(diào)節(jié)ph，升溫，繼續(xù)攪拌，離心，得到殼聚糖改性的氧化石墨烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的石墨烯納米涂層的制備方法，其特征在于，s12中，取s11步驟得到的殼聚糖改性的氧化石墨烯，加入到聚天冬氨酸水溶液中，攪拌，調(diào)節(jié)ph，加入戊二醛，繼續(xù)攪拌，離心，水洗，得到聚天冬氨酸改性的殼聚糖氧化石墨烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的石墨烯納米涂層的制備方法，其特征在于，s02中，取水，加入聚乙烯醇水溶液和尿素，攪拌，調(diào)節(jié)ph；加入亞麻籽油、苯丙三氮唑，超聲處理，攪拌，得到乳化液；滴加甲醛水溶液，升溫，繼續(xù)攪拌，得到微膠囊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的石墨烯納米涂層的制備方法，其特征在于，s11中，調(diào)節(jié)ph至5.0-5.5，升溫至60-65℃；
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的石墨烯納米涂層的制備方法，其特征在于，s01中，所述殼聚糖、氧化石墨烯、聚天冬氨酸和戊二醛的比例為0.10-0.20g殼聚糖：15-25ml?0.1％(w/v)的氧化石墨烯水溶液：40-60ml的0.5％(w/v)的聚天冬氨酸水溶液：0.5-1.5ml戊二醛；優(yōu)選為，0.10-0.20g殼聚糖：15-25ml?0.1％(w/v)的氧化石墨烯水溶液：40-60ml的0.5％(w/v)的聚天冬氨酸水溶液：0.8-1.0ml戊二醛；
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的石墨烯納米涂層的制備方法，其特征在于，s03中，環(huán)氧改性聚氨酯樹脂、固化劑、聚天冬氨酸改性的殼聚糖氧化石墨烯和微膠囊的重量比為(40-60)：(10-30)：(0.01-0.5)：(1-10)，優(yōu)選為(40-60)：(10-30)：(0.01-0.5)：(5-10)。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的制備方法得到的石墨烯納米涂層。