摘要
石墨烯具有高的纵横比、大的比表面积和疏水性等优点，因此在延长腐蚀性介质的渗透路径和对气体的屏蔽性等方面有很大的优势。然而，石墨烯内在的范德华力使其极易团聚，限制了其在有机防腐涂层中的应用。此外，防腐涂层应用中的机械损伤，也是阻碍其发挥防腐效果的重要原因。因此，为进一步提升石墨烯在防腐涂层中的防腐效果，采用有机聚合物和无机纳米氧化物对石墨烯进行改性并作为缓蚀容器，将其与环氧改性聚氨酯树脂复合，旨在开发具有优异的物理阻隔性能，又兼具自修复性能的高质量的防腐涂层。 采用聚乙烯醇(PVA)改性氧化石墨烯，并以六甲基二异氰酸酯(HDI)为交联剂，制备负载氢氧化铈的聚乙烯醇改性石墨烯(rGPHC)。该材料既提高了石墨烯的分散性，又增加了氢氧化铈的负载位点。将rGPHC作为填料与环氧改性聚氨酯树脂(EP-PU)复合，研究了复合涂层的最佳配比。通过电化学测试研究了材料的防腐性能，极化曲线测试结果表明，在rGPHC分散液中的Q235低碳钢的腐蚀速率比空白低碳钢降低67.87％。通过阻抗测试表明，0.25％rGPHC/EP-PU涂层具有最佳的防腐性能，该涂层的|Z|10mHz比纯EP-PU涂层约高出2个数量级;带划痕的0.25％rGPHC/EP-PU涂层的|Z|10mHz是纯EP-PU涂层的3.10倍，表现出优异的阻隔性能和自修复性能。 利用聚乙烯亚胺(PEI)改性氧化石墨烯，制备了负载磷酸锌的石墨烯基缓蚀容器(rGPZ)。其中石墨烯表面PEI的接枝显著改善石墨烯的团聚现象。将空白树脂和分别添加GO、rGO、rGZ、rGPZ的环氧改性聚氨酯复合涂层对比，发现rGPZ/EP-PU涂层具有优异的防腐效果。极化测试结果表明，在rGPZ分散液中的Q235低碳钢的腐蚀速率比空白低碳钢降低64.60％。通过阻抗测试表明，rGPZ/EP-PU涂层的|Z|10mHz均高于其他三种复合涂层及纯EP-PU涂层，其中比纯EP-PU涂层高出1个数量级;带划痕的rGPZ/EP-PU涂层的|Z|10mHz是纯EP-PU涂层的3.47倍，表现出优异的阻隔性能和自修复性能。 采用牺牲模板法制备了中空介孔二氧化硅改性氧化石墨烯，然后分别采用十六烷基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷对其进行修饰，制得负载苯并三氮唑的烷基修饰和氨基修饰的二氧化硅改性石墨烯(rGSHB和rGSAB)。极化测试结果表明，在rGSHB和rGSAB分散液中的Q235低碳钢的腐蚀速率分别比空白低碳钢降低85.22％和87.95％;阻抗测试进一步表明rGSHB/EP-PU涂层和rGSAB/EP-PU涂层均具有较好的防腐效果，其|Z|10mHz均比纯EP-PU涂层高出2个数量级;带划痕的rGSHB/EP-PU涂层和rGSAB/EP-PU涂层的|Z|10mHz分别是纯EP-PU涂层的1.87和2.10倍，表现出优异的阻隔性能和自修复性能。
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