本发明属于金属的腐蚀防护，具体涉及一种疏水改性go@sio2复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、金属钢铁作为化学工业、轻工业中使用最广泛的材料之一，是整个工业的脊梁。然而复杂、苛刻的工业环境会使钢铁材料在应用过程中腐蚀而造成经济损失。为了减缓腐蚀作用，一般在钢铁材料表面涂覆疏水防腐涂料。现有的疏水防腐蚀涂料一般是在基体表面形成类荷叶的微乳突结构涂层，在与水或其它液体接触时界面处形成空气层，阻隔金属与腐蚀环境的直接接触。但是，这种超疏水防腐蚀涂层的微纳米级类荷叶结构非常脆弱，且低表面能组分极其不稳定。通常，在轻微的外力作用下微纳米级粗糙结构和低表面能化学组分便会遭到破坏，致使超疏水性能丧失，降低超疏水表面的服役期限，已成为限制超疏水表面实际应用的最大瓶颈，亟待解决。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种疏水改性go@sio2复合材料及其制备方法和应用，本发明提供的疏水改性go@sio2复合材料应用于疏水防腐蚀涂料中形成的涂层具有优异的耐腐蚀和耐磨性，能够在涂层中构建出整体连续的粗糙结构，这种超疏水表面与整体均具备同样的结构，为整体超疏水材料，涂层顶层在遭受剥离、切割或磨损后，暴露出来的新表面仍然具有与顶层相同的微观结构和化学性质，使得超疏水性得以维持，从而提高涂层的耐久性。
2、本发明提供了一种疏水改性go@sio2复合材料，包括微米级氧化石墨烯、通过硅氧键键合在所述氧化石墨烯表面的纳米级疏水改性sio2颗粒；所述纳米级疏水改性sio2颗粒包括通过硅氧键结合的疏水改性剂和纳米级sio2颗粒；
3、所述疏水改性剂为1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷。
4、优选的，所述微米级氧化石墨烯的片径为0.2～10μm；所述纳米级疏水改性sio2颗粒的粒径为100～500nm。
5、本发明还提供了上述技术方案所述疏水改性go@sio2复合材料的制备方法，包括以下步骤：
6、将氧化石墨烯、分散剂、弱碱、正硅酸乙酯和水混合，进行水解反应，得到go@sio2复合材料；
7、将所述go@sio2复合材料、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷和有机溶剂混合改性，得到疏水改性go@sio2复合材料。
8、优选的，所述氧化石墨烯的质量和正硅酸乙酯的体积之比为(0.2～0.6)g:(4～8)ml。
9、优选的，所述go@sio2复合材料和1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷的质量比为用量比为1g:(0.5～1.5)ml。
10、本发明还提供了上述技术方案所述疏水改性go@sio2复合材料或上述技术方案所述制备方法制备的疏水改性go@sio2复合材料在疏水防腐蚀涂料中的应用。
11、本发明还提供了一种疏水防腐蚀涂料，其制备原料包括疏水改性go@sio2复合材料的分散液、热塑性聚氨酯弹性体橡胶的溶液和固化剂；
12、所述疏水改性go@sio2复合材料为上述技术方案所述疏水改性go@sio2复合材料或上述技术方案所述制备方法制备的疏水改性go@sio2复合材料。
13、本发明还提供了上述技术方案所述疏水防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
14、将所述疏水改性go@sio2复合材料的分散液、热塑性聚氨酯弹性体橡胶的溶液和固化剂混合，得到疏水防腐蚀涂料。
15、本发明还提供了上述技术方案所述疏水防腐蚀涂料或上述技术方案所述制备方法制备的疏水防腐蚀涂料在金属防腐中的应用。
16、本发明还提供了一种金属防腐的方法，包括以下步骤：
17、将疏水防腐蚀涂料涂覆于金属基底上，进行固化，得到疏水防腐蚀涂层；
18、所述疏水防腐蚀涂料为上述技术方案所述疏水防腐蚀涂料或上述技术方案所述制备方法制备的疏水防腐蚀涂料；
19、所述疏水防腐蚀涂料的涂覆厚度为100～200μm。
20、本发明提供了一种疏水改性go@sio2复合材料，包括微米级氧化石墨烯、通过硅氧键键合在所述氧化石墨烯表面的纳米级疏水改性sio2颗粒；所述纳米级疏水改性sio2颗粒包括通过硅氧键结合的疏水改性剂和纳米级sio2颗粒；所述疏水改性剂为1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷。本发明中，氧化石墨烯是微米级增强材料，具有优异的稳定性、强度和韧性，填充氧化石墨烯可以减少涂层的孔隙率，增强致密性，同时可以分散涂层的内应力，提升涂层的力学性能。此外，氧化石墨烯在涂层中层层叠加，形成交错排列的屏蔽层，使其隔绝腐蚀环境的性能得到增强，有效地阻止腐蚀介质对涂层的侵蚀，而且微米级的氧化石墨烯与纳米级的sio2形成多级微/纳米结构，当涂层的表面层被磨损后，暴露出来的新表面仍具备同样的粗糙结构和化学成分，涂层能够受损后自我修复，而且疏水改性sio2也可以进一步提高涂层的超疏水性能，从而提高涂层的耐磨性和抗腐蚀性能，进而提高涂层的耐久性。
21、本发明还提供了一种疏水防腐蚀涂料，其制备原料包括疏水改性go@sio2复合材料的分散液、热塑性聚氨酯弹性体橡胶的溶液和固化剂。本发明中，热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)具有优异的耐磨、耐油耐老化优点，go@sio2复合材料的多级微/纳米结构与tpu的牢固结合，形成整体连续的粗糙结构，提高涂层的耐腐蚀性能和耐磨性，克服了超疏水表面微纳米结构脆弱的局限性，提高了涂层的耐久性。
22、实施例结果表明，本发明提供的的疏水防腐蚀涂料涂覆在金属基底上得到具有整体连续粗糙结构的tpu/go@sio2超疏水防腐蚀涂层的接触角高达161.5°，滚动角低至3°，涂层附着力为一级，柔韧性为0.5mm，耐冲击性为100kg·cm。在4kpa压力的负载下，使用600目的砂纸进行耐磨性测试，每摩擦20cm作为一个循环，100次循环后涂层仍然保持超疏水(ca＝159.5°，roa＝3.8°)性能，具有优异的耐磨性。此外，该涂层在盐酸溶液中仍具有较好的耐腐蚀性能，说明该涂层能够改善金属在腐蚀介质中的耐蚀性。
23、此外，本发明提供的疏水改性go@sio2复合材料和疏水防腐蚀涂料的制备方法工艺简单，具备现场大面施工的条件，能够实现工业化应用，在金属设备防腐蚀领域具有非常广阔的应用前景。本发明制备的疏水防腐蚀涂料的施工采用刷涂、刮涂或喷涂的方法，不需要特殊的设备，方法简单；该涂料使用的各种材料绿色环保、污染小，克服了传统超疏水涂料制备的局限性。
1.一种疏水改性go@sio2复合材料，其特征在于，包括微米级氧化石墨烯、通过硅氧键键合在所述氧化石墨烯表面的纳米级疏水改性sio2颗粒；所述纳米级疏水改性sio2颗粒包括通过硅氧键结合的疏水改性剂和纳米级sio2颗粒；
2.根据权利要求1所述的疏水改性go@sio2复合材料，其特征在于，所述微米级氧化石墨烯的片径为0.2～10μm；所述纳米级疏水改性sio2颗粒的粒径为100～500nm。
3.权利要求1或2所述疏水改性go@sio2复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯的质量和正硅酸乙酯的体积之比为(0.2～0.6)g:(4～8)ml。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述go@sio2复合材料和1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷的用量比为1g:(0.5～1.5)ml。
6.权利要求1或2所述疏水改性go@sio2复合材料或权利要求3～5任一项所述制备方法制备的疏水改性go@sio2复合材料在疏水防腐蚀涂料中的应用。
7.一种疏水防腐蚀涂料，其特征在于，制备原料包括疏水改性go@sio2复合材料的分散液、热塑性聚氨酯弹性体橡胶的溶液和固化剂；
8.权利要求7所述疏水防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.权利要求7所述疏水防腐蚀涂料或权利要求8所述制备方法制备的疏水防腐蚀涂料在金属防腐中的应用。
10.一种金属防腐的方法，其特征在于，包括以下步骤：