[發(fā)明專利]一種添加石墨烯的涂料助劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510211546.6
• 申請(qǐng)日: 2015-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105086571A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慧波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C09D7/12
• 分類號(hào): C09D7/12
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種涂料助劑，尤其涉及一種提高涂料的強(qiáng)度，韌性、耐熱性和耐磨性的添加石墨烯的涂料助劑。

背景技術(shù)

2004年英國(guó)曼徹斯頓大學(xué)的Geim和Novoselov通過(guò)膠帶剝離高定向石墨獲得了獨(dú)立存在的二維石墨烯（Gra-phene，GN）晶體以來(lái)，石墨烯已經(jīng)成為材料科學(xué)領(lǐng)域極受關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一。石墨烯，實(shí)際上就是單原子層的石墨，它擁有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)、熱力學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性能。

石墨烯是目前世界上最薄卻也是最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，至吸收2.3%的光，導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m·k，高于碳納米管和金剛石。石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，具有強(qiáng)度高，比表面積大，高化學(xué)反應(yīng)活性，高填充性的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為了解決現(xiàn)有涂料低溫和干態(tài)沖擊性能差、缺口沖擊強(qiáng)度低的缺陷而提供一種提高涂料的強(qiáng)度，韌性、耐熱性和耐磨性的添加石墨烯的涂料助劑。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種添加石墨烯的涂料助劑，涂料助劑包括主添加劑與輔添加劑，主添加劑為石墨烯，主添加劑與輔添加劑的質(zhì)量比為1:3.5-5.74。在本技術(shù)方案中，石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，具有強(qiáng)度高，比表面積大，高化學(xué)反應(yīng)活性，高填充性的特點(diǎn)；在現(xiàn)有的涂料中加入涂料助劑，用以改性涂料的強(qiáng)度，提高韌性和耐熱性、耐摩性能。

作為優(yōu)選，所述石墨烯為單層片狀結(jié)構(gòu)，或所述石墨烯為層數(shù)在2-50層，層內(nèi)為碳原子sp²雜化軌道組成六角形蜂巢狀晶格、層間為碳原子以π鍵結(jié)合。

作為優(yōu)選，所述石墨烯以粉末或漿料的形式添加。

作為優(yōu)選，輔添加劑選自貝殼粉、納米級(jí)蒙脫土、滑石粉、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸鉀、鋁鈦酸酯、對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺、聚甲亞胺、玻璃纖維、玻璃微珠、納米氧化硅或骨膠中的一種或幾種。在本技術(shù)方案中，貝殼粉與骨膠的加入提高了韌性與黏結(jié)性，進(jìn)一步提高其耐磨性能；納米氧化硅可以做成親但惰性的表面，可以大幅度提高其耐溫性、耐磨性能與耐水性能；輔添加劑中還有增強(qiáng)劑、偶聯(lián)劑、增韌劑、復(fù)合材料用以進(jìn)一步增強(qiáng)的機(jī)械性能與穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選，所述石墨烯中，碳元素與非碳元素質(zhì)量比大于4:1，非碳元素選自氟、氮、氧、硫、氫、氯、溴、碘中一種或幾種。

作為優(yōu)選，所述石墨烯還包含有各種官能團(tuán)的改性石墨烯，如羥基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一種或幾種。

作為優(yōu)選，石墨烯與輔添加劑混合后，在磁場(chǎng)強(qiáng)度5000-5250GS，同時(shí)超聲波條件下超聲分散30-45min。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用石墨烯對(duì)涂料進(jìn)行改性，在現(xiàn)有的涂料中加入涂料助劑，使得涂料的性價(jià)比高，具有耐磨性好，高強(qiáng)度，高韌性和高耐熱性；無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度提高4.9-10倍，摩擦系數(shù)降低30.7-76.1%，成本低。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋：

本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的，下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。

貝殼粉為市售材料。

納米氧化硅購(gòu)自泉州斯達(dá)納米科技發(fā)展有限公司。

骨膠購(gòu)自浙江蘭溪興發(fā)膠業(yè)有限公司。

石墨烯原料，石墨烯粉、石墨烯漿料為市售，購(gòu)自寧波墨西科技有限公司。

石墨烯為單層片狀結(jié)構(gòu)，或所述石墨烯為層數(shù)在2-50層，層內(nèi)為碳原子sp²雜化軌道組成六角形蜂巢狀晶格、層間為碳原子以π鍵結(jié)合；碳元素與非碳元素質(zhì)量比大于4:1，非碳元素選自氟、氮、氧、硫、氫、氯、溴、碘中一種或幾種；所述石墨烯還包含有各種官能團(tuán)的改性石墨烯，如羥基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一種或幾種。

本發(fā)明產(chǎn)品可適用于無(wú)機(jī)涂料，有機(jī)涂料，建筑涂料。

實(shí)施例1

石墨烯輔添加劑的質(zhì)量比為1:3.5，石墨烯與輔添加劑均勻混合，然后在磁場(chǎng)強(qiáng)度5000GS，同時(shí)超聲波條件下超聲分散30min。其中輔添加劑為貝殼粉、納米氧化硅與骨膠，貝殼粉、納米氧化硅與骨膠的質(zhì)量比為1：1：3，貝殼粉的粒徑大小為300目，骨膠的粒徑大小為1cm。

實(shí)施例2