本发明属于防腐涂料领域，具体涉及一种凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的制备方法及包含该复合材料的防腐涂料。
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：金属腐蚀是金属材料受周围介质化学或者电化学作用而被破坏的现象，其给国民经济造成了巨大损失。迄今较有效的方法就是在金属表面涂覆防腐蚀涂料，以隔绝腐蚀介质与金属表面接触，从而达到防腐效果。目前的有机涂层中的有效防腐填料大都为金属或金属化合物，其大都含有六价的铬、铅等重金属，存在着成本高、防腐周期短和重金属污染等许多问题，其应用也受到严格的限制。聚苯胺因其具有原料易得、合成简单、无污染等诸多优点，已成为新一代友好型的高效防腐填料。然而，聚苯胺由于其分子的极性和刚性都较强，其分散性和黏附性差，涂膜附着力不好，难加工，容易形成缺陷，用纯聚苯胺作为防腐填料，防腐涂层综合性能(如力学性能)往往很不理想，这严重制约聚苯胺的推广和应用。技术实现要素：针对
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中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的制备方法，具体工艺为：(1)配制含有苯胺、石墨相氮化碳分散液，搅拌均匀后预冷至0～5℃，分散液以水作为溶剂，苯胺可以溶解在水中，而石墨相氮化碳则是分散于水中，苯胺浓度为0.3～0.5mol/L、石墨相氮化碳浓度为10～50mg/mL；(2)配制过硫酸铵水溶液，并预冷至0～5℃，过硫酸铵水溶液的浓度为0.3～0.5mol/L；(3)将凹凸棒石分散于去离子水中得到浆体，向该浆体中加入步骤(1)中得到的分散液，搅拌均匀后，再于搅拌状态下，加入步骤(2)中得到的过硫酸铵水溶液，在0～5℃反应3～4h，过滤、洗涤、烘干、研磨至150～300目，制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料，浆体中，凹凸棒石质量浓度为3～5g/100mL，加入的步骤(1)中的分散液、步骤(2)中的过硫酸铵水溶液与凹凸棒石浆体的体积比为1：0.9～1.1：0.9～1.1。本发明还提供了一种基于上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的防腐涂料，按重量百分含量由以下组分构成：聚氨酯50～80％、所述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料1～20％、着色颜料1～10％、填料1～10％、分散剂0.1～3％、流平剂0.1～1％、消泡剂0.1～1％、水1～40％。本发明的有益效果在于：1、本发明以一维凹凸棒石和二维石墨相氮化碳为复合核体材料，进而在其表面聚合苯胺制备凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合防腐填料，其优点在于：①一维凹凸棒石与二维氮化碳可以形成相互交错结构，有效地防止了氮化碳片层的团聚；②与其他二维碳材料(如石墨烯)相比，石墨相氮化碳可由三聚氰胺、尿素等原料简单制得，具有生产成本低廉、工艺简便等优点。2、本发明制得的凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料应用到防腐涂料中，兼具电化学防腐、物理防腐和增强涂层力学性能等多重功效。二维氮化碳片层结构可以起到优异的物理阻隔作用。在凹凸棒石和氮化碳复合核体上包覆聚苯胺，一方面，改善了聚苯胺的缺陷，提高其加工性能(如分散性、成模性、硬度等)；另一方面，氮化碳为半导体，在光照作用条件下可产生空穴-电子对，与聚苯胺结合，可降低钢铁等金属的腐蚀电位，对涂层起到协调防腐效果。此外，一维纳米凹凸棒石补强和二维氮化碳的刚性等特点可有效提高涂层的力学性能。具体实施方式以下各实施例、对比例中所采用的原料品种具体为：聚氨酯(PU806，泰兴市中纺助剂厂)；分散剂(HT-5027，南通市晗泰化工有限公司)；流平剂(SN-612，日本诺普科助剂有限公司)；消泡剂(T-7511，广州市万成环保科技有限公司)；着色颜料(钛白粉，廊坊市奇彩颜料有限公司)；填料(滑石粉，凉山州锡成新材料股份有限公司)。实施例1按以下质量百分数配比各组分：其中，上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的制备方法为：(1)配制含有苯胺、石墨相氮化碳分散液，其中苯胺浓度为0.3mol/L，氮化碳浓度为10mg/mL，搅拌均匀后预冷至0℃；(2)配制过硫酸铵水溶液，并预冷至0℃，其中，过硫酸铵浓度为0.3mol/L；(3)将凹凸棒石充分分散于去离子水中，制得质量浓度为3g/100mL的浆体，向该浆体中加入步骤(1)中得到的分散液，搅拌均匀后，再于搅拌状态下，加入步骤(2)中得到的过硫酸铵水溶液，在0℃反应4h，过滤、洗涤、烘干研磨至150目，制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料，其中，步骤(1)中的分散液、步骤(2)中的过硫酸铵水溶液、凹凸棒石浆体体积比为1:1:1。将凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料、聚氨酯、填料、分散剂、消泡剂和水搅拌10min，混合均匀后，再加入着色颜料和流平剂搅拌均匀，即制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的防腐涂料。实施例2按以下质量百分数配比各组分：其中，上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的制备方法为：(1)配制含有苯胺、石墨相氮化碳分散液，其中苯胺浓度为0.35mol/L，氮化碳浓度为20mg/mL，搅拌均匀后预冷至0℃；(2)配制过硫酸铵水溶液，并预冷至0℃，其中，过硫酸铵浓度为0.35mol/L；(3)将凹凸棒石充分分散于去离子水中，制得质量浓度为3.5g/100mL的浆体，向该浆体中加入步骤(1)中得到的分散液，搅拌均匀后，再于搅拌状态下，加入步骤(2)中得到的过硫酸铵水溶液，在0℃反应4h，过滤、洗涤、烘干研磨至200目，制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料，其中，步骤(1)中的分散液、步骤(2)中的过硫酸铵水溶液、凹凸棒石浆体体积比为1:1:0.9。将上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料、聚氨酯、填料、分散剂、消泡剂和水搅拌15min，混合均匀后，再加入着色颜料和流平剂搅拌均匀，即制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的防腐涂料。实施例3按以下质量百分数配比各组分：其中，上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的制备方法为：(1)配制含有苯胺、石墨相氮化碳分散液，其中苯胺浓度为0.4mol/L，氮化碳浓度为30mg/mL，搅拌均匀后预冷至1℃；(2)配制过硫酸铵水溶液，并预冷至1℃，其中，过硫酸铵浓度为0.4mol/L；(3)将凹凸棒石充分分散于去离子水中，制得质量浓度为4g/100mL的浆体，向该浆体中加入步骤(1)中得到的分散液，搅拌均匀后，再于搅拌状态下，加入步骤(2)中得到的过硫酸铵水溶液，在1℃反应4h，过滤、洗涤、烘干研磨至250目，制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料，其中，步骤(1)中的分散液、步骤(2)中的过硫酸铵水溶液、凹凸棒石浆体体积比为1:0.9:1；将上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料、聚氨酯、填料、分散剂、消泡剂和水搅拌15min，混合均匀后，再加入着色颜料和流平剂搅拌均匀，即制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的防腐涂料。实施例4按以下质量百分数配比各组分：其中，上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的制备方法为：(1)配制含有苯胺、石墨相氮化碳分散液，其中苯胺浓度为0.45mol/L，氮化碳浓度为40mg/mL，搅拌均匀后预冷至1℃；(2)配制过硫酸铵水溶液，并预冷至1℃，其中，过硫酸铵浓度为0.45mol/L；(3)将凹凸棒石充分分散于去离子水中，制得质量浓度为4.5g/100mL的浆体，向该浆体中加入步骤(1)中得到的分散液，搅拌均匀后，再于搅拌状态下，加入步骤(2)中得到的过硫酸铵水溶液，在1℃反应4h，过滤、洗涤、烘干研磨至300目，制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料，其中，步骤(1)中的分散液、步骤(2)中的过硫酸铵水溶液、凹凸棒石浆体体积比为1:1.1:1；将上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料、聚氨酯、填料、分散剂、消泡剂和水搅拌20min，混合均匀后，再加入着色颜料和流平剂搅拌均匀，即制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的防腐涂料。实施例5按以下质量百分数配比各组分：其中，上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的制备方法为：(1)配制含有苯胺、石墨相氮化碳分散液，其中苯胺浓度为0.5mol/L，氮化碳浓度为50mg/mL，搅拌均匀后预冷至1℃；(2)配制含有硫酸的过硫酸铵水溶液，并预冷至1℃，其中，过硫酸铵浓度为0.5mol/L；(3)将凹凸棒石充分分散于去离子水中，制得质量浓度为5g/100mL的浆体，向该浆体中加入步骤(1)中得到的分散液，搅拌均匀后，再于搅拌状态下，加入步骤(2)中得到的过硫酸铵水溶液，在1℃反应4h，过滤、洗涤、烘干研磨至300目，制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料，其中，步骤(1)中的分散液、步骤(2)中的过硫酸铵水溶液、凹凸棒石浆体体积比为1:1.1:1；将上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料、聚氨酯、填料、分散剂、消泡剂和水搅拌20min，混合均匀后，再加入着色颜料和流平剂搅拌均匀，即制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺复合材料的防腐涂料。对比例1复合材料中未加入凹凸棒石，其余工艺条件均与上述实施例4相同：按以下质量百分数配比各组分：其中，上述氮化碳/聚苯胺复合材料的制备方法为：(1)配制含有苯胺、石墨相氮化碳分散液，其中苯胺浓度为0.45mol/L，氮化碳浓度为40mg/mL，搅拌均匀后预冷至1℃；(2)配制过硫酸铵水溶液，并预冷至1℃，其中，过硫酸铵浓度为0.45mol/L；(3)向步骤(1)中得到的分散液中，于搅拌状态下，加入步骤(2)中得到的过硫酸铵水溶液，在1℃反应4h，过滤、洗涤、烘干研磨至300目，制得氮化碳/聚苯胺复合材料，其中，步骤(1)中的分散液、步骤(2)中的过硫酸铵水溶液体积比为1:1.1；将上述氮化碳/聚苯胺复合材料、聚氨酯、填料、分散剂、消泡剂和水搅拌20min，混合均匀后，再加入着色颜料和流平剂搅拌均匀，即制得氮化碳/聚苯胺复合材料的防腐涂料。对比例2将“氮化碳”换成“石墨烯”，其余的工艺均与实施例4中相同。按以下质量百分数配比各组分：其中，上述凹凸棒石/石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法为：(1)配制含有苯胺、石墨烯分散液，其中苯胺浓度为0.45mol/L，石墨烯浓度为40mg/mL，搅拌均匀后预冷至1℃；(2)配制过硫酸铵水溶液，并预冷至1℃，其中，过硫酸铵浓度为0.45mol/L；(3)将凹凸棒石充分分散于去离子水中，制得质量浓度为4.5g/100mL的浆体，向该浆体中加入步骤(1)中得到的分散液，搅拌均匀后，再于搅拌状态下，加入步骤(2)中得到的过硫酸铵水溶液，在1℃反应4h，过滤、洗涤、烘干研磨至300目，制得凹凸棒石/石墨烯/聚苯胺复合材料，其中，步骤(1)中的分散液、步骤(2)中的过硫酸铵水溶液、凹凸棒石浆体体积比为1:1.1:1；将上述凹凸棒石/石墨烯/聚苯胺复合材料、聚氨酯、填料、分散剂、消泡剂和水搅拌20min，混合均匀后，再加入着色颜料和流平剂搅拌均匀，即制得凹凸棒石/石墨烯/聚苯胺复合材料的防腐涂料。防腐涂层性能测试先将横截面积1cm2的圆形碳钢电极进行表面处理(5％NaOH2min浸泡+5％HNO3超声+水洗、干燥)，再分别取50g上述各实施例所制备石墨烯/聚苯胺/凹凸棒土复合材料的防腐涂料，溶于50ml水中超声分散均匀得到悬浮液，并涂覆在进行过表面处理的碳钢电极上，常温(25℃)自然风干，漆膜干燥后膜厚度为300μm。把干燥后的电极浸没在溶质质量分数3.5％的NaCl水溶液中，使用CHI-660电化学工作站测试其塔菲尔曲线。由表1可见，本发明制备的石墨烯/聚苯胺/凹凸棒土复合材料的防腐涂料具有优良的防腐性能。表1对比涂覆本发明的复合材料与未涂覆的碳钢的腐蚀电位自腐蚀电位(V)自腐蚀电流(A)未涂覆-0.8572.967×10-3涂覆实施例1-0.7242.681×10-4涂覆实施例2-0.7152.418×10-4涂覆实施例3-0.7312.632×10-4涂覆实施例4-0.6922.283×10-4涂覆实施例5-0.7112.322×10-4涂覆对比例1-0.7812.839×10-4涂覆对比例2-0.7652.791×10-4表2涂覆本发明的防腐涂料后形成的膜层的物理性能性能涂层柔韧性冲击强度膜硬度耐盐雾涂覆实施例110mm35cm5H720h涂覆实施例210mm35cm5H720h涂覆实施例310mm35cm5H720h涂覆实施例410mm40cm5H720h涂覆实施例510mm35cm5H720h涂覆对比例115mm20cm4H500h涂覆对比例210mm35cm5H650h当前第1页1 2 3