[發明專利]一種石墨烯涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611116065.8
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN107033732B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 李光明;吳玉萍
• 申請（專利權）人: 李光明
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D7/61;C09D161/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;蔣尊龍

本發明公開了一種石墨烯涂料及其制備方法，石墨烯涂料的制備方法包括以下步驟：將水和樹脂制成混合液，按質量份，在每100份混合液中加入0.2～5份膨脹石墨，通過攪拌、研磨均勻后用超聲波細胞粉碎設備進行粉碎，再通過減壓蒸餾和冷凍干燥，制備成石墨烯涂料。這種方法還簡化了石墨烯類涂料的生產工藝，降低了生產成本；而且生產的石墨烯類涂料的各種性能均得以改善。

技術領域

本發明涉及一種石墨烯涂料及其制備方法。

背景技術

隨著各行各業的迅猛發展，對行業的要求越來越高。水利水電、航天航空、船舶碼頭等等對建筑物和設備的外表防水防腐抗磨蝕保護都有新的要求，所遇到的各種防護的工況都變的非常復雜。另外，高科技的發展向表面保護材料也提出了新的要求，如航天航空的、艦艇船舶、深海潛艇、深海鉆探與開發等等的飛速發展，也對表面保護涂裝材料的技術性能要求越來越高，有的要求耐熱，有的要求耐沖刷，耐磨，還有的要求在低溫或高溫下正常運行。因此，現有的涂裝材料遠遠滿足不了現在的涂裝工藝要求。作業環境也在不斷地發生變化，高溫高熱、強腐蝕等工程環境隨處可見。因此，需要一種安全、高效并能適應各種工況要求的各種復雜環境的涂料，以防止各類水環境、酸堿環境對構造物的腐蝕，還要能在高溫或低溫情況下使用。我們現在研制的樹脂基石墨烯，利用石墨烯特有的各種優越性能，解決了上訴的涂裝難題，可以利用各種樹脂本身的技術性能，生產出各種適應于各種工況的樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料，改善和提升了樹脂的性能，并具有很好的耐磨抗沖刷的技術性能，防水防腐效果非常好。

石墨烯是人們發現的第一種由單層原子構成的材料，碳原子之間相互連接成六角網格，導電性、機械性能都很優異，素來有“黑金子”之稱的石墨烯最先應用于移動設備、航空航天、新能源電池領域，由于高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出。石墨烯在可見光下透明，但不透氣，導電性強、可彎折、機械強度好，這些特點在保護涂層方面能發揮很大的優勢。作為石墨烯生產原料的石墨，在我國儲能豐富，我國最新的研究成果已成功突破了批量化生產和大尺寸生產這兩大難題。

另外，高性能的樹脂也發展迅速，耐高溫樹脂、耐低溫樹脂、耐磨樹脂、抗紫外線樹脂和耐各種腐蝕介質的樹脂的各項性能指標都有著極大的提高，這為我們利用這種高性能樹脂與石墨烯配合使用生產各種高性能的涂裝材料提供了更多的選擇范圍。

目前，國內研制的石墨烯類防腐抗磨蝕材料，主要是利用已經生產好的石墨烯與樹脂混合，生產出石墨烯類涂裝材料。它包括以下3種制備方法：(1)熔融共混。高溫下將聚合物與石墨烯熔融混合，可避免使用有機溶劑；(2)溶液共混。選擇合適的溶劑先溶解聚合物，再與石墨烯分散液均勻混合，最后除去溶劑；(3)原位聚合。將石墨烯分散到聚合物單體中，發生單體－單體間、單體－石墨烯－單體間聚合，原料通常為改性石墨烯，以提高兩者相容性。前兩種方法是使聚合物進入石墨烯內部形成插層復合物，第3種方法是使聚合物在石墨烯上生長。三者均存在有效地使石墨烯均勻分散、抱團的難題，影響了石墨烯類涂料的各種性能，而且工藝復雜，生產成本高，限制了石墨烯類涂料的發展。

發明內容

本發明的目的在于研究一種“一步法”的制造石墨烯類的防腐抗磨蝕涂料的方法，解決石墨烯在樹脂中難以完全均勻分布的難題，降低制造成本，制造廉價和各種高性能的石墨烯類防腐抗磨蝕涂料，以適用于各行各業的表面涂裝保護，使石墨烯這種高性能的材料在涂裝行業中得到充分的利用，減少能源消耗，為國民經濟的發展做出貢獻。

本發明的技術方案是，提供一種石墨烯涂料“一步法”的制備方法，將水和樹脂制成混合液，按質量份，在每100份混合液中加入0.2～5份膨脹石墨，通過攪拌、研磨均勻后用超聲波細胞粉碎設備進行粉碎，再通過減壓蒸餾和冷凍干燥，制備成石墨烯涂料。

優選地，所述混合液為水溶性樹脂的水溶液和/或乳化樹脂。

優選地，當混合液為水溶性樹脂的水溶液時，按質量份，每100份混合液由20～80份的水溶性樹脂和80～20份的水組成。