少层石墨烯改性水性环氧树脂乳液的制备与性能研究

【摘要】：本文首先制备水性环氧乳化剂(HEO),然后采用相反转法制备水性环氧乳液,将石墨烯加入到水性环氧乳液中,制备石墨烯改性水性环氧乳液,提高其防腐性能,为了使石墨烯在乳液中稳定分散,向其中加入亲水性纳米SiO_2。首先,以PEG4000、E44、E51为原料制备水性环氧乳化剂,E44、E51分别和PEG4000以摩尔比1:1、1:2反应不同的时间,得到的乳化剂用来制备水性环氧乳液,通过粒径分析来确定效果最佳的乳化剂,然后通过相反转法制备石墨烯改性水性环氧乳液。对水性环氧涂层进行了热重分析(TG)、接触角、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、电化学阻抗谱(EIS)以及极化曲线等表征。考察了PEG4000/EP摩尔比及其反应时间对乳化剂性能的影响,不同含量纳米SiO_2对乳液稳定性的影响,以及不同石墨烯含量对涂层耐水性、热稳定性、防腐性能的影响。结果表明,当PEG4000/E44摩尔比为1:1,反应时间为2h的时候,得到的乳化剂乳化性能最优。当纳米SiO_2的添加量为1.5%时,石墨烯改性水性环氧乳液稳定性最好,且不影响成膜。当石墨烯的添加量为1%时,水性环氧涂层的热稳定性、耐水性以及防腐性能都达到最优。