[发明专利]一种耐候性氧化石墨烯/聚四氟乙烯建筑涂料及制备方法

说明书

本发明提供了一种耐候性氧化石墨烯/聚四氟乙烯建筑涂料及制备方法。将氧化石墨烯、1‑（3‑氨丁基）‑3‑甲基咪唑氯、酸催化剂、超支化单体加入四氢呋喃中，制得氨基化氧化石墨烯，然后加入聚四氟乙烯涂料乳液中制得混合乳液，将环氧树脂溶于丙酮中制得A胶，将均苯四甲酸酐溶于γ‑丁内酯中制得B胶，混合后加入混合乳液中，即得氧化石墨烯/聚四氟乙烯建筑涂料。该方法通过制得氨基化的氧化石墨烯并进一步得到超支化聚合物，使得均匀稳定分散在涂料的氧化石墨烯片层可有效吸收紫外线，提高了涂料的抗紫外线能力，同时斥水性会降低水和氧对涂层的渗透，从而减少水和氧对涂层的破坏，具有优异的耐候性。

技术领域

本发明涉及建筑涂料领域，具体涉及耐候性涂料的制备，特别是涉及一种耐候性氧化石墨烯/聚四氟乙烯建筑涂料及制备方法。

背景技术

涂料在人们的日常生活、工农业生产制造和国防建设等领域内发挥着重要作用，涂层制件长期暴露在空气中其紫外线腐蚀问题给个人、集体及国家的生产活动带来重大的危害。和其他的高分子材料相比，氟树脂具有优异的耐化学性、不沾性、低摩擦系数、高温热稳定性和低温时一定的韧性，聚四氟乙烯在氟树脂中占据主导地位，被广泛应用于石化、航天、电子、机械、建筑工程、纺织和医药等领域。紫外线能导致有机高分子链段的断裂，氧化的可溶性产物在水存在下会往涂层中渗入，环境变干燥时则又会渗出，渗入-渗出的交替会产生毛细压，从而导致涂层鼓泡破坏。因此，抗紫外线性能的涂料的研究受到广泛重视。

为了降低涂层的耐紫外线性能，涂料配方中一般加入紫外线吸收剂，但是紫外线吸收剂在吸收紫外线保护涂层降解的同时，也会逐渐损耗。早在2010年，麻省理工学院的研究人员就对石墨烯对涂层耐候性的提高进行了系统研究。石墨烯是单层碳原子以sp²杂化轨道构成的二维片状材料，具有优异的屏蔽性能、导热性能和导电性能，同时还具有高强度、高耐磨等特点，被认为是涂料理想的封闭填料。其特殊结构使其在吸收大部分的入射光，保护涂层降解的同时，自身不容易破坏。此外，石墨烯的斥水性会降低水和氧对涂层的渗透，减少水对涂层的加速作用破坏。目前，石墨烯的分散是石墨烯耐候涂料制备的关键技术之一。

中国发明专利申请号201710043306.9公开了一种散热器用石墨烯粉末涂料及其制备工艺，该涂料具有如下组分：酚醛改性环氧树脂，羟基饱和聚酯树脂，固化促进剂，金红石氧化钛，聚丙烯酸丁酯，抗黄安息香，聚硅氧烷消泡剂，交联剂，氨基化石墨烯，羧基化纳米聚四氟乙烯和氢化蓖麻油。

中国发明专利申请号201710998889.0公开了一种耐候性环保防腐涂料的制备方法。通过将聚乙烯亚胺溶液处理后的聚四氟乙烯乳液以静电吸附的方式与氧化石墨烯结合，然后还原氧化石墨烯并氨基功能化后接枝水性环氧树脂，从而将三者以化学键的方式结合为一个整体，有效提高了AGP在水性环氧树脂基体中的分散性和相容性，并增加了树脂基体的交联度，有效改善水性基体涂料的阻隔性，大大改善了涂层的耐候性和防腐性。

中国发明专利申请号201711408889.7公开了一种纳米级耐磨耐候改性涂料及其制备方法，包括如下原料：改性环氧树脂/氟碳树脂、石墨烯、二氧化硅、纳米蒙脱土、纳米高岭土、纳米氧化铝、成膜助剂、分散剂、流平剂和去离子水，经研磨、混合、乳化、分散制得，其中，改性环氧树脂/氟碳树脂为改性环氧树脂和氟碳树脂的混合物，改性环氧树脂基于表面改性的六方氮化硼制得。

中国发明专利申请号201711363731.2公开了一种抗紫外线涂料，按重量份计，包括如下组分：紫外线吸收剂1~3份、水玻璃10~20份、丙烯酸树脂10~20份、石墨烯5~10份、氢氧化镁3~5份、蒙脱土3~5份、成膜剂1~3份、阻燃剂1~3份、分散剂1~3份、去离子水50~60份、纳米二氧化钛1~3份。