一种改性石墨烯无磷封闭剂及其制备方法与流程

本发明涉及封闭剂，具体涉及一种改性石墨烯无磷封闭剂及其制备方法。

背景技术：

1、为了使金属表面的耐腐保护时间更加长久，通常会对金属进行钝化处理，金属钝化处理后往往还需要进行封闭处理，才能满足制造业高端产品的技术要求；现有的封闭剂再对金属表面钝化应用中与基层粘接性能差，为了改进其粘接性能，产品的耐腐性能变差，很难实现二者的协调改进，同时产品刮擦稳定性差，进一步的限制了产品的使用效率。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种改性石墨烯无磷封闭剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明解决技术问题采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种改性石墨烯无磷封闭剂，包括以下重量份原料：

4、水溶性聚酯成膜树脂15～25份、基于石墨烯改性的多调剂35～40份、水性硅油8～12份、木质素磺酸钠溶液3～6份、硅烷偶联剂2～3份、三乙醇胺1～2份、乙醇溶剂25～30份。

5、优选地，所述改性石墨烯无磷封闭剂包括以下重量份原料：

6、水溶性聚酯成膜树脂20份、基于石墨烯改性的多调剂37.5份、水性硅油10份、木质素磺酸钠溶液4.5份、硅烷偶联剂2.5份、三乙醇胺1.5份、乙醇溶剂27.5份。

7、优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560：木质素磺酸钠溶液的质量分数为4～7％。

8、优选地，所述基于石墨烯改性的多调剂的制备方法为：

9、s01：将石墨烯先于310～330℃下热处理5～10min，处理结束，然后以2～4℃/min的速率降至205～210℃，保温5～10min，最后再以1～3℃/min的速率冷却至55℃，保温处理；

10、s02：将s01的保温石墨烯浸入到s01的保温石墨烯总量3～5倍的质量分数6％的硝酸镧溶液中超声处理，超声结束，抽滤、干燥，得到掺镧的石墨烯剂；

11、s03：将1～3份羟基乙酸和2～4份壳聚糖溶液加入到6～10份多巴胺溶液中搅拌混匀，最后加入0.5～0.7份纳米硅溶胶，继续搅拌充分，得到改性液；

12、s04：将纳米二氧化硅调节剂、改性液和掺镧的石墨烯剂按照重量比2∶4∶7搅拌反应处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到基于石墨烯改性的多调剂。

13、优选地，所述多巴胺溶液的质量分数为5～7％；壳聚糖溶液的质量分数为4～6％。

14、优选地，所述s02中超声处理的功率为550～650w，超声时间为20～30min；所述s04中搅拌反应处理的搅拌转速为450～500r/min，搅拌时间为40～50min，搅拌温度为55℃。

15、优选地，所述纳米二氧化硅调节剂的制备方法为：

16、将纳米二氧化硅先于质子辐照箱内辐照10～15min，辐照功率为350～400w，辐照结束，备用；

17、将4～7份备用的纳米二氧化硅、1～2份钛酸四丁酯和3～5份氧化钇、1～2份硬脂酸共同加入到6～10份质量分数10％的硅酸钠溶液中球磨1～2h，球磨转速为1000～1500r/min，球磨1h，球磨结束，水洗、干燥；

18、最后于155～165℃下煅烧10～15min，煅烧结束，冷却至室温，得到纳米二氧化硅调节剂。

19、优选地，所述无磷封闭剂还包括4～7重量份的改性的玻璃纤维剂；

20、改性的玻璃纤维剂的制备方法为：

21、s101：将玻璃纤维先于玻璃纤维总量3～5倍的质量分数10％的十二烷基苯磺酸钠溶液中搅拌混匀，抽滤、备用；再将备用的玻璃纤维再于足量的质量分数5％的盐酸溶液中搅拌混匀充分，最后水洗、干燥，得到预处理的玻璃纤维剂；

22、s102：将预处理的玻璃纤维剂、高锰酸钾溶液按照重量比2∶5混匀充分，最后水洗、干燥得到改性的玻璃纤维剂。

23、优选地，所述高锰酸钾溶液的质量分数为10～15％。

24、本发明还提供了一种改性石墨烯无磷封闭剂的制备方法，包括以下步骤：

25、将基于石墨烯改性的多调剂、改性的玻璃纤维剂和木质素磺酸钠溶液、硅烷偶联剂共混搅拌均匀，得到第一反应剂；然后将第一反应剂与水溶性聚酯成膜树脂一同加入到乙醇溶剂中，搅拌充分得到第二反应剂，最后再向第二反应剂中依次加入水性硅油、三乙醇胺，继续搅拌充分，得到改性石墨烯无磷封闭剂。

26、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

27、1、本发明无磷封闭剂以水溶性聚酯成膜树脂为基体，通过加入水性硅油、木质素磺酸钠溶液、硅烷偶联剂、三乙醇胺等原料相互调配，加入的基于石墨烯改性的多调剂、改性的玻璃纤维剂相互协配，共同增效，产品的粘接性能、耐腐蚀性能可协调改进，以及产品的耐刮擦稳定性效果显著；

28、2、基于石墨烯改性的多调剂、改性的玻璃纤维剂采用木质素磺酸钠溶液、硅烷偶联剂先进行表面改性，便于与水溶性聚酯成膜树脂等原料更好的协配配合，基于石墨烯改性的多调剂中的石墨烯先经过310～330℃下热处理5～10min，处理结束，然后以2～4℃/min的速率降至205～210℃，保温5～10min，最后再以1～3℃/min的速率冷却至55℃，通过连续的热调节处理，优化石墨烯的活性效能，再通过硝酸镧溶液中超声浸润处理，从而得到的掺镧的石墨烯剂能够在改性液体系中更好的与纳米二氧化硅调节剂协配协效，以片状的石墨烯体分布体系中，增强体系产品与基层接触面，同时穿插体系中，增强体系的结构封闭性，便于完善体系的稳定性，同时经过高比表面积的纳米二氧化硅调配，从而在产品体系中能够增强产品的粘接性能、耐腐蚀性能，以及优化产品的耐刮擦稳定性；

29、3、改性液中的羟基乙酸、壳聚糖溶液、多巴胺溶液和纳米硅溶胶形成共混体系，通过原料之间的调配互助，能够将纳米二氧化硅调节剂、掺镧的石墨烯剂在改性液的体系中更好的调配协效，同时纳米二氧化硅调节剂采用纳米二氧化硅经过质子辐照，优化其表面活性能，再通过钛酸四丁酯、氧化钇、硬脂酸和硅酸钠溶液之间的协配协调，从而对纳米二氧化硅进一步的改进，便于纳米二氧化硅调节剂更好的与掺镧的石墨烯剂协同增效，进而得到的产品性能效果进一步的改进；

30、4、改性的玻璃纤维剂采用玻璃纤维经过十二烷基苯磺酸钠溶液、盐酸溶液联合处理，再配合高锰酸钾溶液处理，得到的玻璃纤维活性度和分散度明显改进，进而再体系中穿插补强效果明显增强，与基于石墨烯改性的多调剂的协同增效功能进一步的增强，从而产品的性能得到进一步的改进。

技术特征：

1.一种改性石墨烯无磷封闭剂，其特征在于，包括以下重量份原料：

2.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯无磷封闭剂，其特征在于，所述改性石墨烯无磷封闭剂包括以下重量份原料：

3.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯无磷封闭剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560：木质素磺酸钠溶液的质量分数为4～7％。

4.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯无磷封闭剂，其特征在于，所述基于石墨烯改性的多调剂的制备方法为：

5.根据权利要求4所述的一种改性石墨烯无磷封闭剂，其特征在于，所述多巴胺溶液的质量分数为5～7％；壳聚糖溶液的质量分数为4～6％。

6.根据权利要求4所述的一种改性石墨烯无磷封闭剂，其特征在于，所述s02中超声处理的功率为550～650w，超声时间为20～30min；所述s04中搅拌反应处理的搅拌转速为450～500r/min，搅拌时间为40～50min，搅拌温度为55℃。

7.根据权利要求4所述的一种改性石墨烯无磷封闭剂，其特征在于，所述纳米二氧化硅调节剂的制备方法为：

8.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯无磷封闭剂，其特征在于，所述无磷封闭剂还包括4～7重量份的改性的玻璃纤维剂；

9.根据权利要求8所述的一种改性石墨烯无磷封闭剂，其特征在于，所述高锰酸钾溶液的质量分数为10～15％。

10.一种如权利要求1～9任一项所述一种改性石墨烯无磷封闭剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及封闭剂技术领域，具体公开了一种改性石墨烯无磷封闭剂，包括以下重量份原料：水溶性聚酯成膜树脂15～25份、基于石墨烯改性的多调剂35～40份、水性硅油8～12份、木质素磺酸钠溶液3～6份、硅烷偶联剂2～3份、三乙醇胺1～2份、乙醇溶剂25～30份。本发明的无磷封闭剂以水溶性聚酯成膜树脂为基体，通过加入水性硅油、木质素磺酸钠溶液、硅烷偶联剂、三乙醇胺等原料相互调配，加入的基于石墨烯改性的多调剂、改性的玻璃纤维剂相互协配，共同增效，产品的粘接性能、耐腐蚀性能可协调改进，以及产品的耐刮擦稳定性效果显著。技术研发人员：秦远春,龙义福,李跃明,伏振宇,陈达明受保护的技术使用者：深圳市豪龙新材料技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20