[发明专利]一种石墨烯改性阴极聚氨酯电泳树脂及其电泳漆组合物

说明书

本发明公开了一种石墨烯改性阴极聚氨酯电泳树脂及其电泳漆组合物，该石墨烯改性阴极聚氨酯电泳树脂，按重量百分数计的包括如下组分：石墨烯0.05‑0.5％、低聚物多元醇12.09‑12.14％、异氰酸酯48.27‑48.46％、三羟甲基丙烷1.070‑1.087％、亲水剂14.68‑14.74％、扩链剂16.02‑16.08％、中和成盐剂7.38‑10.51％。本发明将石墨烯二维片层粒子应用于聚氨酯电泳树脂的纳米改性，制备出性能优异的石墨烯纳米片层粒子改性的聚氨酯电泳树脂，得到的聚氨酯电泳漆膜表现出优异的防腐涂饰性能和较好的导电性，非常适合金属电极材料的涂装，大大降低电极材料的成本，延长电极在电解质中的使用寿命。

技术领域

本发明涉及涂装的技术领域，具体涉及一种石墨烯改性阴极聚氨酯电泳树脂及其电泳漆组合物。

背景技术

聚氨酯涂装材料涉及溶剂型聚氨酯涂料和水性聚氨酯涂料，由于环保生态发展的压力，水基聚氨酯涂料得到快速发展。由于水基聚氨酯合成技术的限制，水基聚氨酯的分子量较低，往往导致水基聚氨酯的性能与溶剂聚氨酯涂料存在差距。为了改善水基聚氨酯涂料的性能，采用水基聚氨酯的结构改性与纳米粒子杂化复合的技术成为科技工作者的研究热点。

片层硅酸盐粒子如纳米蒙脱土对聚氨酯改性的文献已有很多报道，片层硅酸盐粒子纳米复合聚氨酯电泳树脂的专利也得到受理公开，相关文献也公开发表。硅酸盐片层粒子纳米复合的聚氨酯电泳漆虽然性能优异，但不具有导电性。

石墨烯的共轭结构使之具有很高的电子迁移率和优异的电学性能，这是人们最希望可以利用的性能。传统的导电涂料通过加入导电性物质作为添加剂来达到涂膜导电的目的，导电性添加剂通常为金属或金属氧化物颗粒(如银粉、铜粉、氧化锌等)，以应用较为广泛的银粉为例，其用量、粒径和形态都对涂料的导电性能有很大影响。相比银粉，石墨烯除了有很好的导电性能外，还具备优异的机械性能及热性能，是极佳的导电涂料添加剂。石墨烯具有优异的热性能、力学性能以及电学性能，石墨烯应用于涂料中表现出独特的作用。石墨烯用于涂料中可显著提升聚合物的性能，因此石墨烯复合涂料成为石墨烯的重要应用研究领域。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的就是要提供一种石墨烯改性阴极聚氨酯电泳树脂及其电泳漆组合物，本发明将石墨烯二维片层粒子应用于聚氨酯电泳树脂的纳米改性，制备出性能优异的石墨烯纳米片层粒子改性的聚氨酯电泳树脂，得到的聚氨酯电泳漆膜表现出优异的防腐涂饰性能和较好的导电性，非常适合金属电极材料的涂装，大大降低电极材料的成本，延长电极在电解质中的使用寿命。

为实现此目的，本发明所提供的一种石墨烯改性阴极聚氨酯电泳树脂，按重量百分数计的包括如下组分：石墨烯0.01-1.0％、低聚物多元醇10-14％、异氰酸酯40-50％、三羟甲基丙烷0.8-1.2％、亲水剂10-18％、扩链剂10-18％、中和成盐剂3-11％。

优选地，一种石墨烯改性阴极聚氨酯电泳树脂，按重量百分数计的包括如下组分：石墨烯0.01-0.6％、低聚物多元醇10-12％、异氰酸酯47-49％、三羟甲基丙烷0.9-1.1％、亲水剂10-14％、扩链剂12-17％、中和成盐剂5-11％。

优选地，一种石墨烯改性阴极聚氨酯电泳树脂，按重量百分数计的包括如下组分：石墨烯0.05-0.5％、低聚物多元醇12.09-12.14％、异氰酸酯48.27-48.46％、三羟甲基丙烷1.070-1.087％、亲水剂14.68-14.74％、扩链剂16.02-16.08％、中和成盐剂7.38-10.51％。

进一步地，所述石墨烯的制备方法包括如下步骤：

1)将95-97mL浓硫酸、1.5-2.5g NaNO₃、3.5-4.5g氧化石墨置于三口烧瓶中，在温度为5-15℃的条件下反应0.5-1h，得到混合溶液；