本发明涉及防腐涂料，尤其涉及一种耐高温石墨烯防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
1、涂料是一种广泛用于各种材料表面的保护和装饰的涂层。根据不同的性质和用途，涂料大致可以分为油漆、涂料、防水涂料、防火涂料、防腐涂料和耐磨涂料这几种类型。防腐涂料是一种广泛应用于各种金属和无机材料的防腐蚀保护涂层。它的主要作用是通过在材料表面形成一层致密的保护层，阻止或减缓腐蚀介质(如氧气、水、化学物质等)对材料的破坏。
2、石墨烯是从石墨中剥离出的二维晶体，由碳原子以sp2杂化轨道组成，是一种由碳原子以六角形环状结构形成的二维晶体。除了六角形环状结构外，碳原子间还形成多原子相连的π键，这些π键连接各个碳原子，形成高度稳定且具有优良化学稳定性的二维晶体结构。
3、石墨烯具有高化学稳定性、优异的机械强度、良好的物理屏蔽性能以及卓越的导热性和耐高温性能。这些性质使得石墨烯在涂料制备中可以起到重要的作用。在防腐涂料中，石墨烯的结构使其能够有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散，提高涂层的物理阻隔性。同时，由于其尺寸极其微小，石墨烯可以用于填充涂层的缝隙，减少涂层孔隙率，增强涂层致密性，进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。除此之外，石墨烯的层与层之间可以自由滑动，能够有效地降低涂层内部应力，消耗断裂能量，进而提高涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性。另外，石墨烯具有良好的导电性，其片层结构亦能够保证涂层间有较好的电化学接触，形成导电网络，提供更佳的电化学保护。因此，石墨烯在防腐涂料中可以起到增强涂层的防护性能、延缓腐蚀的作用。
4、cn116716013a公开了一种含改性石墨烯的防腐粉末涂料及其制备方法。该发明所述的含改性石墨烯的防腐粉末涂料由环氧树脂、聚酯树脂、改性石墨烯、凹凸棒土和助剂组成。通过将原料混合均匀后经双螺杆挤出机挤出、压片破碎，然后再经磨粉机粉碎后制得改性石墨烯的防腐粉末涂料。该发明提供的涂料具有较好的耐酸碱性能，对酸碱腐蚀可以起到一定的耐腐蚀作用。此外，该发明在制备过程中引入改性石墨烯，显著提高了制备所得防腐粉末涂料的附着力。
5、cn114921145b公开了一种改性石墨烯防腐涂料及其制备方法，该改性石墨烯防腐涂料原料由水性聚氨酯树脂、丙烯酸酯乳液、改性石墨烯、聚多巴胺、渗透剂、乳化剂、消泡剂、成膜助剂和其它助剂组成。该发明通过基体搭配、改性石墨烯制备及助剂的选择优化，改善了石墨烯与基体的分散性和相容性，提高了石墨烯添加至涂料的防腐蚀性能，使得涂料能够为金属提供更好地防腐保护。
技术实现思路
1、本发明提供了一种耐高温石墨烯防腐涂料及其制备方法，本发明通过各原料合理配比，充分发挥各原料协同作用，使得所制备的耐高温石墨烯防腐涂料具有良好的耐高温性能和防腐性能，同时具有良好的环保性和防紫外线性能。
2、本发明的目的之一是提供一种耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
3、(1)、将聚乳酸树脂和改性剂在150-200℃下搅拌混合均匀，得混合物，即改性聚乳酸树脂；
4、(2)、将步骤(1)所得的改性聚乳酸树脂与石墨烯、分散剂、消泡剂、填料和水在45-50℃下搅拌混合均匀，即得耐高温石墨烯防腐涂料。
5、优选的，各原料组分的重量份配比为：
6、聚乳酸树脂80-120份、改性剂60-80份、石墨烯5-10份、分散剂1-3份、消泡剂0.05-0.1份、填料5-10份、水100-200份。
7、优选的，所述步骤(1)搅拌转速为700-800r/min，搅拌时间为5-10min。
8、优选的，所述步骤(1)中改性剂为壳聚糖、甲壳素、对氨基苯甲酸苄基酯和4-羧基苯基硼酸中的至少一种。
9、进一步优选的，所述的改性剂通过如下步骤制备得到：
10、s1、将对氨基苯甲酸苄基酯置于容器中，然后加入无水乙醇溶解，得对氨基苯甲酸苄基酯溶液；
11、s2、将4-羧基苯基硼酸溶解在无水乙醇中，并将该溶液缓慢加入到上述对氨基苯甲酸苄基酯溶液中，得混合液；往混合液中加入适量氢氧化钠后于75-85℃下搅拌加热18-24h后，冷却至室温，得改性剂。
12、优选的，所述步骤(2)中填料为云母粉。
13、优选的，所述步骤(2)中消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
14、优选的，所述步骤(2)中分散剂为分散剂dispex aa 4040。
15、优选的，所述步骤(2)中搅拌转速为700-800r/min，搅拌时间为1.5-2h。
16、本发明的目的之二是提供一种耐高温石墨烯防腐涂料，由上述工艺制备得到。
17、本发明所述聚乳酸树脂是一种由可再生植物资源提取淀粉原料制成的生物降解材料，来源丰富且成本低廉，其可完全被自然界中微生物降解，最终生成二氧化碳和水，具有良好的环保可持续性。聚乳酸树脂作为涂料成膜剂，可以增强涂膜的硬度和耐水性，提高涂料的防腐效果。另外，聚乳酸树脂具有极性基团，能与金属表面形成氢键，增强涂层与基材之间的附着力，提高涂料的防腐性能，同时可以抵抗紫外线、氧化和潮湿等环境因素的影响，延长涂料的防腐寿命。
18、本发明所述云母粉是一种无机填料，具有良好的热稳定性，可以在涂料中起到提高耐热性的作用。云母粉具有鳞片状结构，它可以在涂层中形成一种“瓦片式”的结构，这种结构可以最大程度地阻止腐蚀性物质渗透到金属基材表面，从而有效保护金属基材不被腐蚀。云母粉可提高涂料的软化点和硬度，从而增强涂料的防腐性能。
19、本发明所述聚二甲基硅氧烷作为耐高温石墨烯防腐涂料的消泡剂，可以有效消除涂料生产和使用过程中的泡沫，通过迅速在泡沫表面扩散并渗透到气液界面，降低界面张力，使泡沫的液膜局部排液并导致泡沫破裂。在涂料中加入聚二甲基硅氧烷可以使涂层更加均匀，从而提高涂层的粘附性和附着力，使涂料更好地附着在石墨烯表面，同时不会改变石墨烯防腐涂料的防腐性能，且有助于提高涂料的防腐保护能力和整体稳定性。
20、本发明所述分散剂dispex aa 4040应用于耐高温石墨烯防腐涂料中可以保证石墨烯纳米片层在涂料中均匀分散，避免团聚和沉淀现象，从而稳定涂料体系，改善涂料的储存稳定性。另外，分散剂dispex aa4040可以在涂料干燥过程中释放出氨，使得漆膜的耐水、耐碱性得到提升。
21、本发明的有益效果：
22、1、相较于现有技术，本发明提供了一种耐高温石墨烯防腐涂料。本发明在原料中引入石墨烯，石墨烯具有优异的导热性能和耐高温性能，可以显著提高聚合物的导热性。在本发明中，石墨烯在聚乳酸基体中形成链状导热网络，使热量能够迅速传递，从而降低材料的表面温度，减少高温对涂层的损害，使得所制备的涂料具有良好的耐高温性能。此外，本发明合理发挥石墨烯的耐腐蚀性能，将它与涂料中其他原料合理配伍，提高了涂料的化学稳定性，减少涂层的老化和腐蚀，制备得到具有耐腐蚀性能的涂料。
23、2、相较于现有技术，本发明引入由对氨基苯甲酸苄基酯和4-羧基苯基硼酸制备所得的改性剂，对聚乳酸树脂进行改性处理，使得所制备的涂料不仅具有更好的耐高温性能，而且具有较好的紫外线防护性能。在高温条件下，由于聚乳酸分子链的活动性增加，分子链之间的相互作用减弱，结晶度下降，从而导致分子链发生蜷曲或伸展的情况，破坏了原有的结晶结构。对氨基苯甲酸苄基酯和4-羧基苯基硼酸对聚乳酸进行改性处理，影响了聚乳酸分子链的排列和结晶行为，使其形成更加有序和稳定的聚集结构，确保了聚乳酸分子链在高温下的稳定性。对氨基苯甲酸苄基酯和4-羧基苯基硼酸中所具有的刚性的苯环结构增加了聚乳酸分子链的刚性，降低分子链的自由运动能力，提高了聚合物的热稳定性。此外，对氨基苯甲酸苄基酯和4-羧基苯基硼酸与聚乳酸分子链发生交联反应，形成氢键和π-π相互作用等分子间作用力，进一步加强分子链之间的连接，构成更加稳定的三维交联网络结构，使聚合物分子在高温下更难以分解，提高聚合物的热稳定性，使得所制备的涂料具有更好的热稳定性。
24、对氨基苯甲酸苄基酯可以吸收紫外线中的uva和uvb，具有较好的紫外线防护性能。改性处理过程中，对氨基苯甲酸苄基酯通过与自由基反应，减缓或阻止自由基对聚乳酸分子的破坏作用，增强聚合物的抗氧化性能，从而提高涂料的防紫外线性能。与此同时，对氨基苯甲酸苄基酯和4-羧基苯基硼酸混合改性聚乳酸，反应形成的交联网络结构不仅可以有效地抵抗紫外线照射引起的分子链断裂和分解，同时可以使得涂料的表面更加光滑和致密，从而增强对紫外线的反射和散射能力，有效减少紫外线向材料内部的渗透，降低紫外线对材料内部成分的破坏作用，从而提高涂料的防紫外线性能。
1.一种耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，各原料组分的重量份配比为：
3.如权利要求1所述的耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)搅拌转速为700-800r/min，搅拌时间为5-10min。
4.如权利要求1所述的耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中改性剂为壳聚糖、甲壳素、对氨基苯甲酸苄基酯和4-羧基苯基硼酸中的至少一种。
5.如权利要求1所述的耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述的改性剂通过如下步骤制备得到：
6.如权利要求1所述的耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中填料为云母粉。
7.如权利要求1所述的耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
8.如权利要求1所述的耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中分散剂为分散剂dispex aa 4040。
9.如权利要求1所述的耐高温石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌转速为700-800r/min，搅拌时间为1.5-2h。
10.一种耐高温石墨烯防腐涂料，其特征在于：由权利要求1-9任一项所述的方法制备而成。
