一种石墨烯涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料领域，具体是一种石墨烯涂料及其制备方法。

背景技术：

1、石墨烯是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面结构，是形成零维富勒烯、一维碳纳米管以及三维石墨的基本组成单元。石墨烯这种特殊的结构使其具有许多优异的理化性质，如强抗拉强度、高载流子迁移率、高热导率及低电阻率等，目前，石墨烯以特殊的结构和优异的性能应用于新能源电池、纳米复合材料、生物传感器以及催化剂载体等领域，同时石墨烯的这些优点能使其在涂料领域具有良好的应用前景。但是石墨烯在水中以及有机溶剂中的分散性并不好，而且分散均匀性对涂料性能的影响较大，因此，如何改善石墨烯在涂料中的分散性，值得研究。

技术实现思路

1、本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种石墨烯涂料及其制备方法。

2、本发明的技术解决方案如下：

3、一种石墨烯涂料，包括以下重量份数的原料：

4、50-60份环氧树脂、3-10份石墨烯、20-30份锌粉、5-10份助剂、20-35份溶剂以及5-10份分散液，

5、所述分散液包括以下原料：酸液、离子液体以及改性剂。

6、作为本发明的优选方案，所述酸液、离子液体以及改性剂的质量比为1-3:1-3:1-5。

7、作为本发明的优选方案，所述离子液体为咪唑类化合物。

8、作为本发明的优选方案，所述改性剂为氯化3-氯烯丙基六亚甲基四胺的水溶液。

9、作为本发明的优选方案，所述改性剂的浓度为10-20wt％。

10、作为本发明的优选方案，所述溶剂选自乙醇、丙酮、二甲苯、环己烷、环己酮与乙酸乙酯中的一种或者多种。

11、作为本发明的优选方案，所述助剂为丙二醇醚、二丙酮醇、四氢呋喃中的至少一种。

12、作为本发明的优选方案，所述酸液为马来酸。

13、本发明还公开了一种石墨烯涂料的制备方法，取石墨烯，进行微波辐射处理，然后放入酸液中超声浸渍，得到氧化石墨烯；

14、将氧化石墨烯加入改性剂和离子液体中，得到混合溶液，然后依序加入环氧树脂、锌粉、助剂和溶剂，搅拌均匀，制得。

15、作为本发明的优选方案，所述超声浸渍30-60min。

16、需要说明的是：voc是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。

17、本发明的有益效果是：

18、(1)本发明利用石墨烯的优异特性：形成稳定的导电网格，激活涂料中的锌粉使之产生协同效应，从而使漆膜具有优异的防腐性能。

19、(2)本发明的方法能够减少漆膜中的锌粉用量、节约资源。

20、(3)本发明由于石墨烯具有较高的比表面积及超薄的片状结构等特性、能够形成致密度较高的涂层，从而大大提高涂膜的抗渗透性。

21、(4)本发明制得的涂料具有附着力强、耐冲击等特点。

22、(5)本发明涂料属高固含厚浆型类产品，voc含量低，属于节能环保型的产品。

23、(6)本发明采用微波辐射反应方式将石墨烯内外加热，提高石墨烯内外的热运动，增加酸化效率与酸化效果，同时对石墨烯加入改性剂和离子液体进行处理，使其在溶剂中分散的非常均匀，减少了石墨烯团聚的可能性，从而提高了涂料的性能。

技术特征：

1.一种石墨烯涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯涂料，其特征在于，所述酸液、离子液体以及改性剂的质量比为1-3:1-3:1-5。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯涂料，其特征在于，所述离子液体为咪唑类化合物。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯涂料，其特征在于，所述改性剂为氯化3-氯烯丙基六亚甲基四胺的水溶液。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯涂料，其特征在于，所述改性剂的浓度为10-20wt％。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯涂料，其特征在于，所述溶剂选自乙醇、丙酮、二甲苯、环己烷、环己酮与乙酸乙酯中的一种或者多种。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯涂料，其特征在于，所述助剂为丙二醇醚、二丙酮醇、四氢呋喃中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯涂料，其特征在于，所述酸液为马来酸。

9.一种石墨烯涂料的制备方法，其特征在于，取石墨烯，进行微波辐射处理，然后放入酸液中超声浸渍，得到氧化石墨烯；

10.根据权利要求9所述的一种石墨烯涂料的制备方法，其特征在于，所述超声浸渍30-60min。

技术总结
本发明公开了一种石墨烯涂料及其制备方法，涉及涂料领域，包括以下重量份数的原料：50‑60份环氧树脂、3‑10份石墨烯、20‑30份锌粉、5‑10份助剂、20‑35份溶剂以及5‑10份分散液，所述分散液包括以下原料：酸液、离子液体以及改性剂。本发明采用微波反应方式将石墨烯内外加热，提高石墨烯内外的热运动，增加酸化效率与酸化效果，同时对石墨烯进行改性，使其在溶剂中分散的非常均匀，减少了石墨烯团聚的可能性，从而提高了涂料的性能。

技术研发人员：裴锋,贾蕗路,胡家元,刘欣,李冠华,田旭,徐凯,柳森
受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13