[發明專利]一種石墨烯基納米零價鋁系涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410706747.9
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104387912A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 鄧凌峰;劉小花;劉永正;王鐘民;張遠和;文建民
• 申請（專利權）人: 湖南東博墨烯科技有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D181/02;C09D5/10;C09D5/24;C09D7/12
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技術領域

本發明涉及一種涂料，尤其涉及一種石墨烯基納米零價鋁系涂料及其制備方法，屬于高新材料及其應用領域。

背景技術

隨著全球范圍內對環境問題和能源問題的日益重視，傳統的涂料已經無法滿足現實的需求，耐磨防腐耐高溫及環境友好等多功能涂料是目前世界各國努力發展的方向。為了促足涂料在航天航空航海、石油石化、冶金、電力、汽車、建筑、機械、電子電器、國防等領域得到廣泛應用，研究人員對涂料的耐磨防腐耐高溫等功能進行了改善措施：①提高涂層的耐熱性和耐候性類，如利用鋅鋁合金用來保護鐵金屬，合金起陰極保護的作用；另外，鋅鋁合金熱導率高，導熱性好，對光的反射頻率也比較高，能有效提高涂料的耐熱性和耐候性，但是，鋅鋁合金與成膜物質的相溶性也比較差，在涂層中的分散性也比較差。②加不銹鋼粉。不銹鋼粉在涂層中主要起到防銹、抗氧化性、抗高溫性、耐摩擦和耐化學藥品等性能的作用，但是從生產工藝上來看，不銹鋼粉的生產要求很高，而且生產成本也很高。③加超細顆粒子。超細微粒通常是指粒徑在0.001～1μm的微細顆粒，填料粒子的大小和分散性直接決定涂料的質量，填料粒子在超細化分散以后，能夠使涂料各種性能變得優良并且賦予涂料一些特殊功能。④物理隔絕，如加玻璃鱗片、云母片等。這類填料主要是通過將填料填充到涂料中來阻止腐蝕介質的浸入，起到物理屏蔽作用，但在實際使用過程中也存在一些問題，比如玻璃鱗片脆性高、導熱系數低、與樹脂類成膜物質相溶性差，對紫外線的吸收性也比較差等。

從上述的情況看，涂料的功能性改善還有待進一步改善。將為了克服傳統涂料存在的這些缺陷，很多科研工作者都致力于新的功能材料的研究。2004發現的石墨烯材料開啟了涂料的功能性改善的新篇章。石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，只有一個碳原子厚度的二維材料，是目前世界上最薄卻也是最堅硬的納米材料，具有巨大的比表面積、輕質、高強度、高彈性模量，且具有良好的樹脂兼容性，尤其是其硬度可與金剛石媲美，形成片層具有很強的覆蓋力，顯著提高涂層硬度和耐磨性。因此，石墨烯的出現為高性能耐磨涂料改性技術提供了一種理想的改性劑。迄今為止，已有石墨烯改性涂料的中國專利報道，如中國專利(一種石墨烯改性的達克羅涂料，公布號CN103740153A)、中國專利(一種耐高溫耐磨石墨烯涂料及其制備方法，公布號CN103555016A)、中國專利(一種石墨烯散熱涂料，公布號CN103468101)、中國專利(高性能水性石墨烯導電涂料及其制備方法，公布號CN?103131232?A)、中國專利(含石墨烯基納米復合畫布涂料，公布號CN104060467?A)、中國專利(新型石墨烯導熱涂料及其制備方法，公布號CN103627223?A)、中國專利(一種高性能石墨烯-針狀二氧化鈦導電涂料及其制備方法，公布號CN?103923552?A)、中國專利(一種基于石墨烯的耐高溫防腐涂料及其制備方法，公布號CN?103589281?A)、中國專利(一種耐高溫耐磨石墨烯涂料及其制備方法，公布號CN?103555016?A)和中國專利(一種云母和石墨烯共改性無機涂料及其使用方法，公布號CN?103319919?A)等，與現有無添加石墨烯涂料技術相比，添加石墨烯的涂料具有極佳的防水防腐蝕性、耐高溫、耐候性、耐堿性、耐沖擊和耐老化等優點。

目前公開有關添加石墨烯的相關涂料專利雖然以石墨烯為主要改性添加劑，但其制備方法中只是運用簡單的攪拌混合方式并不能使石墨烯與其它納米粒子完全均勻分散于涂料中，從而使石墨烯和其它納米粒子并沒有起到相互促進的防水防腐蝕性、耐高溫、耐候性、耐堿性、耐沖擊和耐老化等作用，沒有實現石墨烯和其它納米粒子的最佳作用，沒有發揮石墨烯和其它納米粒子的最佳性能，而且石墨烯在涂料中所起到的關鍵性作用也沒得到最大限度地發揮。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種石墨烯基納米零價鋁系涂料及其制備方法，從而解決上述背景技術中的問題。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種石墨烯基納米零價鋁系涂料，包括以下重量份的組分：石墨烯基納米零價鋁1～20份，石墨烯基納米零價鋅1～20份，石墨烯基納米二氧化鈦1～15份，石墨烯基納米二氧化硅1～15份，石墨烯基納米碳酸鈣1～15份，環氧樹脂5～60份、聚苯硫醚樹脂3～30份、氨基樹脂交聯劑1～15份，混合型有機醇溶劑3～50份，非離子型表面活性劑0.5～1.9份，分散劑0.8～1.6份，增稠劑0.5～1.5份，消泡劑0.1～0.3份，增塑劑0.1-5份，流平劑0.2-0.5份，顏料1～10份，填料0.5-1.0份。

本發明中，所述的環氧樹脂為有機硅環氧樹脂。