[發明專利]一種石墨烯改性酰肼固化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810904588.1
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109054484A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 王曉明;李辛庚;蘇建軍;姜波;吳亞平;米春旭;李文靜;宗立君;趙洺哲;樊志斌;閆風潔;郭凱;張振岳;王蝶
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司運行分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09D7/61;C09D7/65;C09D7/63;C09D127/12
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 韓百翠

本發明公開了一種石墨烯改性酰肼固化劑及其制備方法。該固化劑以石墨烯和酰肼作為原料，分散于聚丙烯酸乳液與水的混合液得到石墨烯改性酰肼固化劑。采用該固化劑交聯后的水性氟碳涂層具有優異的透氣性、附著力和柔韌性，且顯著的提升了氟碳涂層的耐蝕性能。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種用于水性氟碳涂料常溫固化的石墨烯改性酰肼固化劑及其制備方法。

背景技術

氟碳涂料的F-C鍵能高且極化率低，在光、熱條件下難以斷裂，顯示出優異的耐腐蝕性和耐候性。同時，由于含氟材料表面能小，使得氟碳涂層具有極低的表面能，顯示出極好的憎水、憎油性，具備良好的耐沖洗性、耐沾污性及施工方便的特點。因此，氟碳涂料在大型鋼結構、海上設施、海洋船舶以及高層建筑等重防腐領域的應用日益廣泛。

傳統的溶劑型氟碳涂料中含有大量的有機揮發物，這些有機揮發物大多數為易燃易爆的有毒物質以及致癌物。隨著人們環保意識的增強和政府對揮發性有機物排放的限制越來越嚴格，以有機溶液作為成膜介質的溶劑型氟碳涂料應用受到一定的限制，水性氟碳涂料替代傳統的溶劑型氟碳涂料已成為氟碳涂料發展的趨勢和走向。與溶劑型氟碳涂料相比，水性氟碳涂料的防腐蝕性能還有一定的差距。其中，固化劑是使水性氟碳涂料發生固化交聯反應，形成均勻、透明涂層，提高其耐蝕性的重要因素。

酰肼類固化劑是水性氟碳涂料常見的固化劑(參見：公麗萍，水性氟碳樹脂固化交聯性能研究，內蒙古石油化工，2009，1：6-7)，其固化原理是：氟碳乳液中活性官能團羰基與固化劑的酰肼發生交聯反應。酮肼交聯是酮基與肼基、酰肼脫水生成腙反應。由于酮羰基上的氧原子的電負性大于碳原子，氧原子吸電子的能力強，所以羰基上的碳帶有部份正電荷，能夠吸引富有電子肼發生親核加成反應，反應后脫出一個水分子，產生碳氮共價鍵，實現氟碳涂料交聯固化。酰肼類固化劑與水性氟碳涂料交聯性能較好，但是存在透氣性差的問題，柔韌性和附著力效果也一般。

針對現有的雙組份水性氟碳涂料透氣性不佳的問題，中國專利申請CN107523151A于2017年12月29日公開了一種雙組份水性氟碳涂料，其中固化劑包括3-5％的金紅石型鈦白粉和17-19％的甲階酚醛樹脂混合而成，它提高了水性氟碳涂料的耐候性和自潔性，透氣性也更佳。但該固化劑交聯后的水性氟碳涂層仍然沒有解決其柔韌性和附著力低的問題，易發生脆化、開裂，降低其使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯改性酰肼固化劑及制備方法，該固化劑以石墨烯和酰肼作為原料，分散于聚丙烯酸乳液與水的混合液得到石墨烯改性酰肼固化劑。采用該固化劑交聯后的水性氟碳涂層具有優異的透氣性、附著力和柔韌性，且顯著的提升了氟碳涂層的耐蝕性能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種石墨烯改性酰肼固化劑，其特征是，由下述重量份的原料制成：石墨烯1～1.5份，聚丙烯酸乳液與水混合液40～50份，酰肼50～60份。

其中聚丙烯酸乳液與水的混合液，聚丙烯酸乳液與水的質量比為1：1.8～2.2，優選1：2。

其中，聚丙烯酸乳液的固含量38％～42％。

其中，石墨烯優選采用改進Hummers制備的氧化石墨烯。

作為本發明進一步的方案：所述的酰肼為己二酸二酰肼、丙二酸二酰肼、癸二酸二酰肼中的一種或者多種。

制備方法：將聚丙烯酸乳液與水混合，攪拌均勻后再把石墨烯加入到混合液中，繼續攪拌混合均勻后，將其倒入酰肼中，再繼續攪拌均勻后，得到石墨烯改性酰肼固化劑。

制備方法優選為：將聚丙烯酸乳液與水混合，攪拌4～6分鐘后再把石墨烯加入到混合液中，繼續攪拌10～20分鐘后，將其倒入酰肼中，再繼續攪拌10～20分鐘后，得到石墨烯改性酰肼固化劑。

上述方法制備而成的石墨烯改性酰肼固化劑產品性能為：白色乳液，黏度＝60～80mPa·s，pH＝6～7。