钢结构材料在建筑领域的使用越来越普遍[1],但是钢材结构容易锈蚀且其耐火极限极低[2,3]
因此,必须对钢结构进行防火和防腐蚀保护
目前,最常用的方法是使用防火和防腐涂料保护钢结构
传统的方法,是在钢材表面涂刷防腐底漆和防火涂料
这种方法施工麻烦,且浪费资源[4]
石墨烯是一种二维片层材料,在涂料领域有广阔的应用前景[5]
石墨烯是一种较为理想的防腐防火一体化涂料的填料
将石墨烯与其他防腐和防火填料添加到涂料中,能明显提高涂料的防腐性能和防火性能[6,7]
但是,由于石墨烯表面没有反应性基团,与其他材料表面的结合能力较差
同时,因其表面能高、体积较大而易在树脂基体中团聚,限制了石墨烯在涂料中的应用[8,9,10]
解决这个问题的最有效地方法,是对石墨烯进行功能化改性[11]
本文用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并用乙二胺对其进行表面改性得到氨基化氧化石墨烯(NGO),将季戊四醇磷酸酯(PEPA)、三聚磷酸铝(ATP)和氨基化氧化石墨烯(NGO)三者复配制备防腐防火一体化涂料的填料,研究填料的添加对水性环氧树脂防腐防火性能的影响,并找到最佳的颜基比
1 实验方法1.1 防腐防火一体化填料的制备
将1.02 g鳞片石墨(AR)、70 mL浓硫酸(AR)和2.02 g硝酸钠(AR)加入500 mL三口瓶中,混合搅拌40 min后再称取6.02 g高锰酸钾(AR)在冰水浴的条件下(温度控制在5℃以下)缓慢加入(分2 h加入)三口瓶中,然后继续搅拌2 h
将体系升温至40℃,并继续搅拌40 min
在2 h内将200 mL蒸馏水逐滴加入三口瓶中,然后将体系升温至98℃并搅拌15 min
将得到的产品倒入400 mL温度为60℃的蒸馏水中搅拌均匀,逐滴加入过氧化氢溶液直至溶液呈金黄色,然后静置12 h
除去上层清液后将底层沉淀物洗涤真空干燥,得到氧化石墨烯
将200 mg的GO加入到装有100 mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的三口瓶中,在室温下机械搅拌1 h后将300 mL乙二胺(AR)加入到体系中继续搅拌1 h,然后再加入10 mg偶联剂(EDC-HCL)
将混合液转移至60℃水浴中继续搅拌,并安装回流冷凝装置反应6 h
将反应后得到的混合液用无水乙醇(AR)洗涤5次以完全除去过量的乙二胺
最后,将产物在50℃下充分干燥,得到氨基功能化氧化石墨
声明：
“氨基化氧化石墨烯在水性防腐防火一体化涂料中的应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：王娜,陈俊声,王树伟,张静
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2025年05月23日 ~ 25日 
