[發明專利]負載納米石墨烯的蠟漿及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201310440876.3
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103468004A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 于海闊
• 申請（專利權）人: 南京天詩新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L91/06
• 分類號: C08L91/06;C08L23/06;C08L23/30;C08L27/18;C08K9/02;C08K3/04;C09D7/12;C09D11/02;D06M11/74;D06M23/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明屬于精細化工聚合物材料技術領域，具體涉及一種負載納米石墨烯的蠟漿及其制備方法和用途。

背景技術

石墨烯具有極高的比表面積、超強的導熱導電性能、高的強度和自潤滑性能。近來，石墨烯的制備及應用已經取得明顯的成就，制備技術已經普及。

蠟乳液或蠟分散體在涂料和油墨中的應用是已經普及的技術。

將石墨烯用在涂料和油墨體系中，存在分散和聚集難題。目前，用于涂料和油墨的負載納米石墨烯的蠟漿技術尚未見諸報道。

發明內容

本發明的目的是針對上述狀況，而提出的一種負載納米石墨烯的蠟漿及其制備方法和用途。

本發明將石墨烯附聚在蠟分散體中蠟的顆粒表面上，在石墨烯和蠟構筑的體系中，形成石墨烯的富集相。負載石墨烯的蠟顆粒在涂料和油墨的固化過程中又因與基體材料的不相容性而富集在涂料的表層，從而構成了又一個富集相，構成一個雙逾越體系。

本發明的技術方案：負載納米石墨烯的蠟漿，其特征在于所述蠟漿為粒徑20-40nm超細納米石墨烯顆粒負載在粒徑200-800nm蠟顆粒上的蠟的分散體，分散體的固含量15-25%，其中石墨烯與蠟的比例為1：10-1：12。

所述蠟包括天然蠟和合成蠟；天然蠟選自巴西棕櫚蠟、米糠蠟或褐煤蠟，合成蠟選自聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚酰胺蠟、聚四氟乙烯蠟。?

所述蠟漿為油性蠟漿或水性蠟漿。

所述納米石墨烯包括納米氧化石墨烯和納米還原石墨烯。

本發明所述負載納米石墨烯的蠟漿的制備方法，其特征在于包括油性蠟漿或水性蠟漿的制備、納米石墨烯流體制備及最終產品蠟漿的制備。

所述油性蠟漿是將蠟溶于加熱的溶劑中，然后在超聲波作用下快速冷凝析出制得，或者將蠟微粉在溶劑中研磨制得。

所述水性蠟漿是蠟乳液或蠟微粉在水中的分散體。

所述納米石墨烯流體制備是將納米石墨烯在超聲和攪拌條件下，緩和地加入水性或油性分散液中，持續超聲，獲得納米級別粒徑的稀分散液，然后離心濃縮至固含量為3-8%的納米石墨烯流體，優選納米石墨烯流體固含量5-7%。

所述水性分散液是含表面活性劑的去離子水或去離子水與乙醇、氨水的混合液體；油性分散液是芳烴溶劑油（Aromotic?Solvent?Oil）、二甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺的一種或幾種的混合液。

所述最終產品的制備是將納米石墨烯流體在超聲和攪拌條件下，逐漸滴入相應的水性或油性蠟漿料中，最后將混合物通過循環研磨機控溫研磨，使納米石墨烯顆粒包覆在蠟的顆粒上，產品呈濃漿狀。

所述超聲持續時間不低于30min，研磨時間不低于4h。

本發明所述負載納米石墨烯的蠟分散體用于涂料、油墨或皮革涂飾中，添加量按固含量計為總重量的1-6%，起耐磨擦、抗靜電以及阻隔電磁波作用。

本發明成功解決了石墨烯用在涂料和油墨體中存在的分散和聚集難題，制備的負載納米石墨烯的蠟漿，既可用于油性涂料和油墨，也可以用于水性涂料和油墨以及用于皮革涂飾。由于納米石墨烯具有超高的導電導熱性以及良好的自潤滑性，它的添加將使涂層的耐摩擦性能大幅度提高。由于石墨烯薄片在蠟顆粒表面的聚集以及蠟顆粒在涂層表面的聚集，形成雙逾越，涂層表面導電性大幅提高，從而為涂層的靜電消除以及電磁波阻隔起著重要作用。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明加以詳細描述。

實施例

為了方便納米石墨烯在涂料以及油墨中的添加并避免在貯存和使用過程石墨烯顆粒聚集，本實施例將粒徑為20-40nm超細納米石墨烯顆粒負載在粒徑200-800nm的蠟的顆粒上形成分散體。蠟漿分為油性和水性蠟漿兩種。

本實施例負載納米石墨烯油性和水性蠟漿按如下步驟制備：

一、?????載體蠟漿的制備

用于制備載體蠟漿分油性和水性蠟漿，本實施例油性蠟漿采用混有20%聚四氟乙烯蠟的聚乙烯蠟，水性蠟漿采用酸值為18mgKOH/g，針入度為1.5mm的氧化聚乙烯蠟。

1.1油性蠟漿的制備

本實施例用于制備油性蠟漿的分散液采用芳烴溶劑油、二甲苯、乙酸乙酯1：1：1的混合物。

溶融析出法制備油性蠟漿：在按比例配制的有機溶劑中，取1/2溶劑加入按重量比5-10%的蠟粉體，加熱溶解，待蠟粉完全溶解成透明溶液后，在緩緩攪拌和超聲振蕩條件下快捷加入另外的1/2冷溶劑中，蠟從冷卻的溶劑中析出，控制蠟粒徑200-400nm之間。待蠟液完全冷卻之后，將其置于離心機濃縮至固含量5-20%。