植酸改性石墨烯的制备及其在防腐涂层中的应用

石墨烯作为一种新型的二维片层材料在防腐涂料中具有很好的应用前景，然而石墨烯分散性差易团聚，且一般只具有物理防腐功能。针对这些问题，本文以一种成本较低的生物基原料——植酸（ PA）对石墨烯进行共价改性，利用其结构中的磷酸基团与氧化石墨烯表面的羟基反应共价接枝到石墨烯表面，制备得到了一种分散性良好的植酸改性石墨烯（ PA-rGO）植酸对石墨烯改性不仅可提高石墨烯在树脂中的分散性，还可以与金属基材螯合起到化学防腐的效果，。将 PA-rGO添加到水性环氧树脂中制备了一种具备“物理 +化学”双重防腐效果的水性防腐涂料。通过红外光谱以及 X射线光电子能谱对 PA-rGO的结构进行了表征，通过电化学阻抗及极化曲线研究了不同 PA改性程度的石墨烯对涂层防腐性能的影响。结果表明：当 PA体积浓度为 1.6%时， PA-rGO在涂层中的分散性最好，且所得涂层（ PA-rGO/WEP）具有最佳的防腐效果， 25 d后其阻抗模值能够达到 10⁶ Ω·cm²，比纯环氧涂层（ WEP）以及添加还原氧化石墨烯的环氧涂层（ rGO/WEP）高 1~2个数量级，自腐蚀电流（I_corr）最小，数值为 9.85×10^-9 A/cm²。