Page 121 - 2025水性涂料虚拟专辑

卓 等：改性氧化石墨烯/水性环氧复合涂层的制备及性能研究

substrate，and the salt spray corrosion resistance of the composite coating was significantly
improved.
c
g
Key words：polyether amine；raphene oxide；waterborne epoxy；orrosion resistance
水性环氧树脂（EP）由于其主要分散介质为水， 重点探究了 AGO 对复合涂层微结构、力学性能和
黏度低、对环境友好，近年来在涂料领域得到了很好 耐腐蚀性的影响。
的推广和应用。但与传统的溶剂型环氧树脂相比，
水性环氧树脂在力学性能、耐水性、耐腐蚀性等方面 1 实验部分
存在不足，限制了其在高性能防腐涂料领域的应用，
将水性环氧与无机纳米填料复合是解决上述问题的 1. 1 主要原料
有效途径 [1-2] 。 水性环氧树脂（EP，PZ3961）、水性胺类固化剂
氧化石墨烯（GO）边缘含有羧基，面上含有环氧 （AD3986）、聚醚胺（PEA）： 斯迈；氧化石墨烯滤
基团和羟基等亲水基团，在水中具有较好的分散性， （GO，固含量：44. 84%）：常州第六元素；1-乙基-（3-
通常可用聚吡咯、木质素等对其进行非共价改性以 二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDC）、N-羟基琥
改善 GO 在水性环氧中的分散稳定性和相容性 [3-4] ，但 珀酰亚胺化合物（NHS）∶Adamas；PBS 缓冲液（40% 磷
是上述非共价改性体系的稳定性易受 pH、电荷及其 酸氢二钠+60%磷酸二氢钠）：上海泰 化学。
他水性添加剂等因素影响；相比较而言，通过二胺二 1. 2 改性氧化 烯/水性环氧复合分 液
苯基甲烷、L-组氨酸、二乙烯三胺、聚醚胺等对 GO 表
及涂层的制备
面进行化学改性 [5-6] ，可以较好地提升 GO 在水性环氧
1. 2. 1 性氧化 （AGO）的制备
体系中的分散性和改善界面相互作用。然而上述改
将 800 mg GO 分散在 100 mL 去离子水中，水
性主要通过 GO 面上的环氧基团进行开环接枝，对于
边缘羧基反应涉及较少，且反应一般在 70 ℃以上进 超声 20 min制备 8 mg/mL的 GO水分散液。在 500 mL
烧瓶中加入 200 mL、pH 为 5. 5 的 PBS 缓冲液，并在冰
行，对 GO 有一定程度的热还原，赋予 GO 一定的导电
性，影响耐腐蚀性的进一步提高。 水 中加入 3. 1 g EDC 和 0. 26 g NHS，搅拌 15 min 至
基于上述问题，本研究采用聚醚胺（PEA）为改 充分溶解。随后缓慢加入上述制备的 GO 水分散液，
性剂，利用 1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺 继续冰 搅拌 12 h。将 pH 调至 7. 4，加入 5 g PEA 低
盐酸盐（EDC）和 N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）低温活 温搅拌 4 h 后离心洗 至上清液呈中性，去除上清液
化 GO 边缘羧基，通过酰胺化反应在 GO 边缘接枝 并重新超声再分散于水中得到改性氧化石墨烯
PEA，并与水性环氧复合制备 AGO/EP 复合涂层。 （AGO）分散液。其制备过程如式（1）所示。

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) Q) 式（1）
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1. 2. 2 性氧化 /水性 氧（AGO/EP） 复合分散液；同时制备氧化石墨烯含量为 0. 5% 的
合分散液的制备 GO/EP复合分散液作为对照样。
分别取 1 g、1. 67 g、2. 34 g、3. 35 g 上述 AGO 分散 1. 2. 3 性氧化 /水性 氧（AGO/EP）
液于 50 mL 烧杯中，分别加入 5 g 水性环氧树脂乳液， 合涂层的制备
在室温下磁力搅拌2 h后分别加入2. 18 g水性胺类固 将上述 AGO/EP 复合分散液 入玻璃框中室温
化剂继续搅拌 20 min 得到 AGO 含量分别为 0. 3%、 干燥 24 h 后转入烘箱 70 ℃干燥 2 h，控制涂层干膜厚

0. 5%、0. 7%、1. 0%（以总固体分的质量计）的AGO/EP 度为 200 μm，用于力学性能测试；另将 AGO/EP 复合

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