[發明專利]一種改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201711006948.8
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107652817A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 盛鑫鑫;張力;譚劍波;莫銳彬;王宿才
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C09D133/12
• 分類號: C09D133/12;C09D133/08;C09D5/08;C09D5/24;C08F120/14;C08F2/44;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及復合涂層領域，尤其涉及一種改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合涂層及其制備方法。

背景技術

聚丙烯酸酯乳液由于其具有良好的粘附性、成膜性和耐擦洗性等優點，廣泛應用于涂層、涂料和膠黏劑領域。然而，目前公開的聚丙烯酸酯乳液在涂層領域應用時，普遍存在硬度低，耐水性差、耐候性差、功能性單一等缺點，嚴重限制了聚丙烯酸酯在涂層領域的應用。

因此亟需開發出一種性能優異的聚丙烯酸酯功能涂層，以滿足實際應用的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題在于提一種改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合涂層及其制備方法，本發明提供的復合涂層耐磨性、耐溶劑性均很好。

本發明提供了一種改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合涂層，以重量份數計，包括：

其中，所述改性氧化石墨烯按照以下方法制備得到：

將0.25-5重量份氧化石墨烯粉末、溶劑和0.05-2.5重量份硅烷偶聯劑混合反應，得到改性氧化石墨烯。

優選的，所述硅烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三異丁氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。

優選的，所述溶劑為甲醇、乙醇和去離子水中的一種或幾種。

優選的，所述丙烯酸類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸和丙烯酸中的一種或幾種。

優選的，所述引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種或幾種。

優選的，所述助穩定劑為十六烷、十六醇、十二烷基硫醇和正戊醇中的一種或幾種。

優選的，所述乳化劑為油酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫80、吐溫20和聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯中的一種或幾種。

優選的，所述水性聚氨酯固化劑為三井化學WB-3021、三井化學WD-726、愛斯可G254和愛斯可G265中的一種或幾種。

本發明還提供了一種改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合涂層的制備方法，包括：

1)將0.25-5重量份改性氧化石墨烯、20-50重量份丙烯酸酯類單體、1-2重量份助穩定劑和0.1-0.4重量份引發劑混合，得到A相；

其中，所述的改性氧化石墨烯按照以下方法制備得到：

將0.25-5重量份氧化石墨烯粉末、溶劑和0.05-2.5重量份硅烷偶聯劑混合反應，得到改性氧化石墨烯；

將0.6-1.2重量份乳化劑和40-80重量份去離子水混合得到B相；

2)將A相和B相混合反應，得到第一反應液；

3)向步驟2)得到的反應液中加入0.5-20重量份檸檬酸鈉反應，得到第二反應液；

4)將第二反應液與1～5重量份水性聚氨酯固化劑混合，得到改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合涂層。

優選的，所述步驟2)的混合為超聲混合。

與現有技術相比，本發明提供了一種改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合涂層，包括：0.25-5重量份改性氧化石墨烯、20-50重量份丙烯酸酯類單體、0.1-0.4重量份引發劑、1.0-2.0重量份助穩定劑、0.6-1.2重量份乳化劑、40-80重量份去離子水、0.5-20重量份檸檬酸鈉和1-5重量份水性聚氨酯固化劑；其中，本發明通過選擇特定方法制備的改性氧化石墨烯對聚丙烯酸酯乳液進行改性，進而使得得到的復合乳液中改性氧化石墨烯和聚丙烯酸酯乳膠粒連接良好，且改性氧化石墨烯在涂層中呈現良好的剝離狀態，且該復合涂層具有很好的耐水性、耐堿性性和耐磨性，且氧氣滲透系數低，電導率高。

附圖說明

圖1為氧化石墨烯的SEM圖；

圖2為氧化石墨烯的TEM圖；

圖3為實施例1制備的改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合乳膠粒子的TEM圖。

具體實施方式

本發明提供了一種改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合涂層，以重量份數計，包括：

其中，所述改性氧化石墨烯按照以下方法制備得到：

將0.25-5重量份氧化石墨烯粉末、溶劑和0.05-2.5重量份硅烷偶聯劑混合反應，得到改性氧化石墨烯。