鋼結構材料在建筑領域的使用越來越普遍[1],但是鋼材結構容易銹蝕且其耐火極限極低[2,3]
因此,必須對鋼結構進行防火和防腐蝕保護
目前,最常用的方法是使用防火和防腐涂料保護鋼結構
傳統的方法,是在鋼材表面涂刷防腐底漆和防火涂料
這種方法施工麻煩,且浪費資源[4]
石墨烯是一種二維片層材料,在涂料領域有廣闊的應用前景[5]
石墨烯是一種較為理想的防腐防火一體化涂料的填料
將石墨烯與其他防腐和防火填料添加到涂料中,能明顯提高涂料的防腐性能和防火性能[6,7]
但是,由于石墨烯表面沒有反應性基團,與其他材料表面的結合能力較差
同時,因其表面能高、體積較大而易在樹脂基體中團聚,限制了石墨烯在涂料中的應用[8,9,10]
解決這個問題的最有效地方法,是對石墨烯進行功能化改性[11]
本文用Hummers法制備氧化石墨烯(GO),并用乙二胺對其進行表面改性得到氨基化氧化石墨烯(NGO),將季戊四醇磷酸酯(PEPA)、三聚磷酸鋁(ATP)和氨基化氧化石墨烯(NGO)三者復配制備防腐防火一體化涂料的填料,研究填料的添加對水性環氧樹脂防腐防火性能的影響,并找到最佳的顏基比
1 實驗方法1.1 防腐防火一體化填料的制備
將1.02 g鱗片石墨(AR)、70 mL濃硫酸(AR)和2.02 g硝酸鈉(AR)加入500 mL三口瓶中,混合攪拌40 min后再稱取6.02 g高錳酸鉀(AR)在冰水浴的條件下(溫度控制在5℃以下)緩慢加入(分2 h加入)三口瓶中,然后繼續攪拌2 h
將體系升溫至40℃,并繼續攪拌40 min
在2 h內將200 mL蒸餾水逐滴加入三口瓶中,然后將體系升溫至98℃并攪拌15 min
將得到的產品倒入400 mL溫度為60℃的蒸餾水中攪拌均勻,逐滴加入過氧化氫溶液直至溶液呈金黃色,然后靜置12 h
除去上層清液后將底層沉淀物洗滌真空干燥,得到氧化石墨烯
將200 mg的GO加入到裝有100 mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的三口瓶中,在室溫下機械攪拌1 h后將300 mL乙二胺(AR)加入到體系中繼續攪拌1 h,然后再加入10 mg偶聯劑(EDC-HCL)
將混合液轉移至60℃水浴中繼續攪拌,并安裝回流冷凝裝置反應6 h
將反應后得到的混合液用無水乙醇(AR)洗滌5次以完全除去過量的乙二胺
最后,將產物在50℃下充分干燥,得到氨基功能化氧化石墨
聲明：
“氨基化氧化石墨烯在水性防腐防火一體化涂料中的應用” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：王娜,陳俊聲,王樹偉,張靜
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2025年07月23日 ~ 26日 
