CN106118365B - 一种基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料及其制备方法 - Google Patents

一种基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料及其制备方法。该基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括环氧树脂50～70份、酚醛型乙烯基酯树脂30～40份、聚乙烯醇5～8份、聚四氟乙烯乳液4～8份、分散剂5～10份、消泡剂2～6份、防腐剂1～5份、填料20～50份、石墨烯粉体0.3～1.2份、去离子水50～60份。本发明涂料中添加环氧树脂、酚醛型乙烯基酯树脂、聚乙烯醇和聚四氟乙烯乳液，使得涂料具有良好的抗冲击、耐寒和防腐性能，另外增加石墨烯粉体，进一步提高了其综合性能，尤其是抗冲击和耐寒性能。

Description

一种基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及抗冲击耐寒涂料领域，尤其涉及一种基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料及其制备方法。
背景技术
涂料，指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料，涂料工业属于近代工业，但涂料本身却有着悠久的历史。中国是世界上使用天然树脂作为成膜物质的涂料大漆最早的国家。早期的画家使用的矿物颜，是水的悬浮液或是用水或清蛋白来调配的，这就是最早的水性涂料。
中国专利公布号104327670A公开了一种抗冲击耐寒防腐涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂50-55份，氨基树脂20-24份，醇酸树脂11-15份，丁腈橡胶270712-15份，改性石墨烯21-28份，碳酸钙12-15份，氧化锌5-8份，硅烷偶联剂KH-7921.1-1.5份，防腐剂0.2-0.5份，消泡剂1.6-2份，流平剂1.5-1.8份，防霉剂0.8-1.1份，分散剂1.1-1.4份，成膜助剂1.6-1.8份，防老剂OD1.2-1.5份，羟乙基纤维素1-3份，溶剂60-64份，该涂料配方种类繁多，制备工艺复杂，制得的涂料附着力较差，抗冲击性能、耐寒性和防腐虽有所提高，但仍需进一步改进。
发明内容
有鉴于此，本发明目的之一在于提供一种基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料，该基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料解决了涂料抗冲击性、耐寒性、防腐性和附着力较差的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括以下组分：
本发明中环氧树脂可以为50份、52份、55份、58份、60份、63份、65份、68份或70份等，酚醛型乙烯基酯树脂可以为30份、32份、34份、36份、、38份或40份，聚乙烯醇5～8份；聚四氟乙烯乳液4～8份；分散剂5～10份；消泡剂2～6份；防腐剂1～5份；填料20～50份；石墨烯粉体0.3～1.2份；去离子水可以为50份、52份、54份、56份、58份或60份等。
本发明中充分利用各物质的特性和之间的协同作用，并对各物质组分进行优化处理，环氧树脂具有优异的粘接强度、介电性能良好、变形收缩率小和耐酸碱；酚醛型乙烯基酯树脂具有优良的耐腐蚀性，特别对含氯溶液或有机溶剂耐腐蚀性好；聚乙烯醇具有独特的粘结性和成膜性；聚四氟乙烯乳液具有良好的耐腐蚀性能、耐高低温性能；石墨烯粉体是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体，为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。本发明涂料中添加环氧树脂、酚醛型乙烯基酯树脂、聚乙烯醇、聚四氟乙烯乳液填料和防腐剂，使得涂料具有良好的抗冲击、耐寒和防腐性能，另外增加石墨烯粉体，进一步提高了其综合性能，尤其是抗冲击和耐寒性能。
其中，按质量份计，还包括固化剂0.5～4份，例如可以为0.5份、0.6份、、0.8份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份或4份等；
优选地，所述抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括以下组分：
其中，所述分散剂选自三聚磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或至少两种的混合物，优选十二烷基硫酸钠和/或聚丙烯酰胺。
其中，所述消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的一种或至少两种的混合物，优选聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的一种或至少两种的混合物。
其中，所述防腐剂选自苯甲酸钠、脱氢乙酸、山梨酸、对羟苯甲酸或丙酸钙中的一种或至少两种的混合物，优选苯甲酸钠、脱氢乙酸或丙酸钙中的一种或至少两种的混合物。
其中，所述固化剂选自乙二胺、过氧化甲乙酮、间苯二胺、二氨基二苯基砜或三甲基六亚甲基二胺中的一种或至少两种的混合物，优选过氧化甲乙酮、间苯二胺或二氨基二苯基砜。
其中，所述填料选自纳米二氧化硅、钛白粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或纤维素纳米晶须中的一种或至少两种的混合物，优选纳米二氧化硅、钛白粉、或纤维素纳米晶须中的一种或至少两种的混合物。
本发明的目的之二在于提供一种上述基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料的制备方法，该制备方法解决了涂料制备工艺复杂，过程繁琐的问题。
一种上述基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按所述质量份，将环氧树脂、聚乙烯醇、聚四氟乙烯乳液、分散剂、消泡剂、防腐剂加入到去离子水中进行加热搅拌，制得混合液；
(2)向所述混合液中加入酚醛型乙烯基酯树脂、任选的固化剂、石墨烯粉体和填料搅拌，制得基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料。
其中，所述步骤(1)中加热温度为40～60℃，例如可以为40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，搅拌时间为6～60min，例如可以为6min、10min、15min、20min、30min、40min、50min、55min或60min等。
其中，所述步骤(2)中搅拌时间为6～20min。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明涂料中添加环氧树脂、酚醛型乙烯基酯树脂、聚乙烯醇和聚四氟乙烯乳液，使得涂料具有良好的抗冲击、耐寒和防腐性能，另外增加石墨烯粉体，进一步提高了其综合性能，尤其是抗冲击和耐寒性能。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：本实施例基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括以下组分：
上述基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料的制备方法如下：
按所述质量份，将环氧树脂、聚乙烯醇、聚四氟乙烯乳液、分散剂、消泡剂、防腐剂加入到去离子水中进行加热至50℃搅拌20min，制得混合液；
向所述混合液中加入酚醛型乙烯基酯树脂、石墨烯粉体和填料搅拌10min，制得基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料。
实施例2：本实施例基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括以下组分：
本实施例基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料的制备方法与实施例1相同。
实施例3：本实施例基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括以下组分：
本实施例基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料的制备方法与实施例1相同。
实施例4：本实施例基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括以下组分：
本实施例基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例1：本对比例抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括以下组分：
本对比例抗冲击耐寒涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例2：本对比例的抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括以下组分：
本实施例抗冲击耐寒涂料，按质量份计，包括以下组分：
本对比例抗冲击耐寒涂料的制备方法与实施例1相同。
将实施例1～4和对比例1～2制得的抗冲击耐寒涂料进行性能测试，其中，耐寒性测试条件为：在1.5mm厚、7cm*15cm的铁板上涂装2mm厚的涂料，保养7天，放入-25℃3h，取出，常温1h，循环10次，观察有无变化，结果如下表所示：
通过测试结果可以看出，本发明中添加石墨烯粉体对涂料的抗冲击性能、耐寒和防腐均有一定的增强作用；聚四氟乙烯乳液对涂料的抗冲击性和防腐性能具有一定的积极作用。
本发明涂料中添加环氧树脂、酚醛型乙烯基酯树脂、聚乙烯醇和聚四氟乙烯乳液，使得涂料具有良好的抗冲击、耐寒和防腐性能，另外增加石墨烯粉体，进一步提高了其综合性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征以及施工方法，但本发明并不局限于上述详细结构特征以及施工方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征以及施工方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (14)

1.一种基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，按质量份计，由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述分散剂选自三聚磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或至少两种的混合物。
3.根据权利要求2所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述分散剂选自十二烷基硫酸钠和/或聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求4所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的一种或至少两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述防腐剂选自苯甲酸钠、脱氢乙酸、山梨酸、对羟苯甲酸或丙酸钙中的一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求6所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述防腐剂选自苯甲酸钠、脱氢乙酸或丙酸钙中的一种或至少两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述固化剂选自乙二胺、过氧化甲乙酮、间苯二胺、二氨基二苯基砜或三甲基六亚甲基二胺中的一种或至少两种的混合物。
9.根据权利要求8所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述固化剂选自过氧化甲乙酮、间苯二胺或二氨基二苯基砜。
10.根据权利要求1所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述填料选自纳米二氧化硅、钛白粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或纤维素纳米晶须中的一种或至少两种的混合物。
11.根据权利要求10所述的抗冲击耐寒涂料，其特征在于，所述填料选自纳米二氧化硅、钛白粉或纤维素纳米晶须中的一种或至少两种的混合物。
12.一种如权利要求1～11任一所述抗冲击耐寒涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所述质量份，将环氧树脂、聚乙烯醇、聚四氟乙烯乳液、分散剂、消泡剂、防腐剂加入到去离子水中进行加热搅拌，制得混合液；
(2)向所述混合液中加入酚醛型乙烯基酯树脂、固化剂、石墨烯粉体和填料搅拌，制得基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中加热温度为40～60℃，搅拌时间为6～60min。
14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌时间为6～20min。
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