[發(fā)明專利]一種高熱穩(wěn)定性的石墨烯改性酚醛樹脂復(fù)合涂層及制法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110003926.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN112778868A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張茜茜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張茜茜
• 主分類號(hào): C09D161/06
• 分類號(hào): C09D161/06;C09D7/62
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本發(fā)明涉及酚醛樹脂技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種高熱穩(wěn)定性的石墨烯改性酚醛樹脂復(fù)合涂層，水楊酸與石墨烯進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到水楊酸改性石墨烯，水楊酸改性石墨烯與甲醛反應(yīng)，得到鄰羥甲基、間羥甲基水楊酸改性石墨烯中間體，使得甲醛和苯酚在石墨烯表面原位聚合，得到了高熱穩(wěn)定性的石墨烯改性酚醛樹脂復(fù)合涂層，以化學(xué)鍵的連接方式，使石墨烯均勻分散在酚醛樹脂中，對(duì)外力起到消散作用，石墨烯與酚醛樹脂接枝，提高了石墨烯與酚醛樹脂的界面親和性，石墨烯對(duì)酚醛樹脂鏈增長(zhǎng)具有導(dǎo)向作用，使生成的酚醛樹脂分子鏈有序排列，得到的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)規(guī)則，抑制復(fù)合材料的熱分解，有效提高了酚醛樹脂的綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及酚醛樹脂技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高熱穩(wěn)定性的石墨烯改性酚醛樹脂復(fù)合涂層及制法。

背景技術(shù)

石墨烯是一種重要的半導(dǎo)體材料，具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電和腐蝕防護(hù)性能，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，隨著石墨烯的優(yōu)勢(shì)被不斷發(fā)掘，將其用于聚合物改性，結(jié)合無機(jī)納米材料和聚合物的優(yōu)勢(shì)，提高聚合物的綜合性能而受到更加廣泛的研究，傳統(tǒng)的石墨烯片層上含有較多的含氧官能團(tuán)，因此親水性較好，能夠較好的分散在水溶液中，但是在丙烯酸樹脂、酚醛樹脂等聚合物中的分散較較差，因此需要對(duì)石墨烯進(jìn)行表面改性，提高石墨烯與酚醛樹脂等聚合物的界面相容性，減少石墨烯在酚醛樹脂等聚合物樹脂中的團(tuán)聚，從而有效地提高酚醛樹脂等聚合物綜合性能。

酚醛樹脂是一種綜合性能非常優(yōu)異的聚合材料，其加工簡(jiǎn)單、原料獲取容易使得其在軍事和航空航天領(lǐng)域具有非常巨大的研究?jī)r(jià)值，隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的酚醛樹脂力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能較差，已經(jīng)不能滿足人們的要求，因此需要對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行改性，在其基體中引入氧化鋯、石墨烯等納米無機(jī)物，將氧化鋯、石墨烯等納米無機(jī)物的優(yōu)勢(shì)與酚醛樹脂進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)一步提高酚醛樹脂的抗沖性和熱穩(wěn)定性等綜合性能，從而有效地?cái)U(kuò)大酚醛樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域。

(一)解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高熱穩(wěn)定性的石墨烯改性酚醛樹脂復(fù)合涂層及制法，解決了石墨烯分散性較差的問題，同時(shí)解決了酚醛樹脂抗沖性和熱穩(wěn)定性較差的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高熱穩(wěn)定性的石墨烯改性酚醛樹脂復(fù)合涂層，所述高熱穩(wěn)定性的石墨烯改性酚醛樹脂復(fù)合涂層制備方法包括以下步驟：

(1)向圓底燒瓶中加入去離子水、水楊酸、石墨烯和對(duì)甲苯磺酸，超聲震蕩20-40min后，加熱回流1-2h，得到水楊酸改性石墨烯；

(2)向圓底燒瓶中加入去離子水、苯酚、水楊酸和水楊酸改性石墨烯，超聲震蕩20-40min后，加熱回流1-2h，加入甲醛和醋酸鋅，在70-90℃下回流反應(yīng)后，轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾裝置中，進(jìn)行減壓蒸餾反應(yīng)，產(chǎn)物離心、洗滌并用索氏提取器提取純化，得到純化產(chǎn)物；

(3)向圓底燒瓶中加入正丁醇、(2)中純化產(chǎn)物和聚醚改性硅油消泡劑，超聲攪拌均勻并均勻涂覆在碳鋼表面，置于真空干燥箱中，在50-80℃下固化1-2h，得到高熱穩(wěn)定性的石墨烯改性酚醛樹脂復(fù)合涂層。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中的水楊酸、石墨烯和對(duì)甲苯磺酸的質(zhì)量比為100:2-4:0.2-0.5。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中的苯酚、水楊酸改性石墨烯、甲醛、醋酸鋅的質(zhì)量比為100:0.2-1:40-60:1.5-2.5。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中的真空干燥箱裝置包括電機(jī)，電機(jī)與轉(zhuǎn)軸活動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸活動(dòng)連接有吊桿，吊桿與鼓風(fēng)扇固定連接，真空干燥箱表面設(shè)置有控制面板和開關(guān)，真空干燥箱裝置下方設(shè)置有滾輪。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中的純化產(chǎn)物和聚醚改性硅油消泡劑的質(zhì)量比為100:0.5-1。

(三)有益的技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下實(shí)驗(yàn)原理和有益技術(shù)效果：