[发明专利]一种石墨烯基纳米零价铝系涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种石墨烯基纳米零价铝系涂料及其制备方法，属于高新材料及其应用领域。

背景技术

随着全球范围内对环境问题和能源问题的日益重视，传统的涂料已经无法满足现实的需求，耐磨防腐耐高温及环境友好等多功能涂料是目前世界各国努力发展的方向。为了促足涂料在航天航空航海、石油石化、冶金、电力、汽车、建筑、机械、电子电器、国防等领域得到广泛应用，研究人员对涂料的耐磨防腐耐高温等功能进行了改善措施：①提高涂层的耐热性和耐候性类，如利用锌铝合金用来保护铁金属，合金起阴极保护的作用；另外，锌铝合金热导率高，导热性好，对光的反射频率也比较高，能有效提高涂料的耐热性和耐候性，但是，锌铝合金与成膜物质的相溶性也比较差，在涂层中的分散性也比较差。②加不锈钢粉。不锈钢粉在涂层中主要起到防锈、抗氧化性、抗高温性、耐摩擦和耐化学药品等性能的作用，但是从生产工艺上来看，不锈钢粉的生产要求很高，而且生产成本也很高。③加超细颗粒子。超细微粒通常是指粒径在0.001～1μm的微细颗粒，填料粒子的大小和分散性直接决定涂料的质量，填料粒子在超细化分散以后，能够使涂料各种性能变得优良并且赋予涂料一些特殊功能。④物理隔绝，如加玻璃鳞片、云母片等。这类填料主要是通过将填料填充到涂料中来阻止腐蚀介质的浸入，起到物理屏蔽作用，但在实际使用过程中也存在一些问题，比如玻璃鳞片脆性高、导热系数低、与树脂类成膜物质相溶性差，对紫外线的吸收性也比较差等。

从上述的情况看，涂料的功能性改善还有待进一步改善。将为了克服传统涂料存在的这些缺陷，很多科研工作者都致力于新的功能材料的研究。2004发现的石墨烯材料开启了涂料的功能性改善的新篇章。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，只有一个碳原子厚度的二维材料，是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，具有巨大的比表面积、轻质、高强度、高弹性模量，且具有良好的树脂兼容性，尤其是其硬度可与金刚石媲美，形成片层具有很强的覆盖力，显著提高涂层硬度和耐磨性。因此，石墨烯的出现为高性能耐磨涂料改性技术提供了一种理想的改性剂。迄今为止，已有石墨烯改性涂料的中国专利报道，如中国专利(一种石墨烯改性的达克罗涂料，公布号CN103740153A)、中国专利(一种耐高温耐磨石墨烯涂料及其制备方法，公布号CN103555016A)、中国专利(一种石墨烯散热涂料，公布号CN103468101)、中国专利(高性能水性石墨烯导电涂料及其制备方法，公布号CN 103131232 A)、中国专利(含石墨烯基纳米复合画布涂料，公布号CN104060467 A)、中国专利(新型石墨烯导热涂料及其制备方法，公布号CN103627223 A)、中国专利(一种高性能石墨烯-针状二氧化钛导电涂料及其制备方法，公布号CN 103923552 A)、中国专利(一种基于石墨烯的耐高温防腐涂料及其制备方法，公布号CN 103589281 A)、中国专利(一种耐高温耐磨石墨烯涂料及其制备方法，公布号CN 103555016 A)和中国专利(一种云母和石墨烯共改性无机涂料及其使用方法，公布号CN 103319919 A)等，与现有无添加石墨烯涂料技术相比，添加石墨烯的涂料具有极佳的防水防腐蚀性、耐高温、耐候性、耐碱性、耐冲击和耐老化等优点。

目前公开有关添加石墨烯的相关涂料专利虽然以石墨烯为主要改性添加剂，但其制备方法中只是运用简单的搅拌混合方式并不能使石墨烯与其它纳米粒子完全均匀分散于涂料中，从而使石墨烯和其它纳米粒子并没有起到相互促进的防水防腐蚀性、耐高温、耐候性、耐碱性、耐冲击和耐老化等作用，没有实现石墨烯和其它纳米粒子的最佳作用，没有发挥石墨烯和其它纳米粒子的最佳性能，而且石墨烯在涂料中所起到的关键性作用也没得到最大限度地发挥。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种石墨烯基纳米零价铝系涂料及其制备方法，从而解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种石墨烯基纳米零价铝系涂料，包括以下重量份的组分：石墨烯基纳米零价铝1～20份，石墨烯基纳米零价锌1～20份，石墨烯基纳米二氧化钛1～15份，石墨烯基纳米二氧化硅1～15份，石墨烯基纳米碳酸钙1～15份，环氧树脂5～60份、聚苯硫醚树脂3～30份、氨基树脂交联剂1～15份，混合型有机醇溶剂3～50份，非离子型表面活性剂0.5～1.9份，分散剂0.8～1.6份，增稠剂0.5～1.5份，消泡剂0.1～0.3份，增塑剂0.1-5份，流平剂0.2-0.5份，颜料1～10份，填料0.5-1.0份。

本发明中，所述的环氧树脂为有机硅环氧树脂。