[发明专利]一种功能性石墨烯增韧改性环氧树脂地坪漆及其制备方法

说明书

本发明涉及新材料技术领域，且公开了一种功能性石墨烯增韧改性环氧树脂地坪漆，氧化石墨烯与六氯环三磷腈反应，生成环三磷腈基石墨烯，环三磷腈基石墨烯在碳酸钾的作用下与对硝基苯酚反应，生成对硝基环三磷腈基石墨烯，通过水合肼将其还原成对氨基环三磷腈基石墨烯，进一步与而油酸酰氯反应，得到油酸酯‑环三磷腈基石墨烯，其结构中的亚氨基含有活泼氢，可以参与环氧树脂的固化，有利于石墨烯的分散，石墨烯以其优异的机械性能，提高了环氧树脂的抗冲性等性能，而油酸酯基团可以增加环氧树脂链段的柔顺性，能够提升环氧树脂的拉伸强度，且环三磷腈基团能够提升环氧树脂的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体为一种功能性石墨烯增韧改性环氧树脂地坪漆及其制备方法。

背景技术

地坪漆是一种由不同物质经混合、分解、分散等许多道生产工艺制造而成的，具有亮丽、耐磨、防水、防腐等优异性能的地坪涂料，传统的地坪漆按用途可以分为装饰性地坪漆、重防腐地坪漆和耐重载地坪漆等，按照成分来分一般可以分为聚氨酯树脂地坪漆、丙烯酸树脂和环氧树脂地坪漆，而环氧树脂地坪漆具有耐油污、耐重压、表面光洁和优良的附着力，越来越受到民众的喜爱，随着素质教育的不断普及，人们的防火意识也逐渐开始提高，而传统的环氧树脂地坪漆不具有抗静电效果，容易发生由静电引起的火灾，而且传统的环氧树脂地坪漆抗冲击强度和拉伸强度等力学性能较差，在时代发展迅速的今天，这些缺点也逐渐受到人们的重视，也逐渐开始限制环氧树脂地坪漆的进一步应用，因此对传统环氧树脂地坪漆的改性迫在眉睫，随着研究的深入，人们发现在环氧树脂基体中添加二氧化硅、石墨烯等无机纳米材料，通过结合无机纳米材料的优势，可以有效地提高环氧树脂的力学、热稳定性等综合性能，并通过改善环氧树脂的性能，来提高环氧树脂地坪漆的综合性能，来进一步提高环氧树脂地坪漆的应用领域。

石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层蜂窝状晶格结构的纳米材料，拥有优异的光学、电学和力学等特性，目前已经在能源、生物医学和药物传递等领域展现出巨大的应用前景，被认为是未来革命性的纳米材料，因此以石墨烯作为功能性补强填料，填充进聚苯乙烯、环氧树脂等有机高分子材料中，以达到对高分子材料的改性效果，在专利CN107384134中，提供了一种新型石墨烯地坪漆的制备方法，以环氧树脂作为基体，通过添加石墨烯，来提高地坪漆内部的固化程度和均一性，提高了基体的机械性能，但无机纳米粒子由于尺寸小很容易发生团聚，单纯通过混合的方法不能很好的提高均一性，难以达到理想的改性效果，然而石墨烯的分散性较差，极易发生团聚，难以在有机高分子材料中和形成稳定的分散体系，因此在实际应用中往往达不到理想的改性效果，因此需要对石墨烯进行改性，石墨烯经氧化后，表面会含有羟基、羧基等含氧官能团，通过这些活性含氧官能团，可以在石墨烯表面共价接枝阻燃、增韧等小分子官能团，通过结合石墨烯和小分子官能团的优势，提高石墨烯作为功能性补强填料的功能性，并进一步提高环氧树脂的应用领域。

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种功能性石墨烯增韧改性环氧树脂地坪漆及其制备方法，解决了石墨烯分散性较差的问题，同时解决了传统环氧树脂地坪漆抗冲击等机械性能和热稳定性较差的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种功能性石墨烯增韧改性环氧树脂地坪漆，所述功能性石墨烯增韧改性环氧树脂地坪漆的制法包括以下步骤：

（1）向2-300mL的四氢呋喃中加入0.012-1.5g的氧化石墨烯和0.2-25g的三乙胺，超声分散后，在氮气氛围下，氧化石墨烯在三乙胺的作用下，与六氯环三磷腈反应，20-40℃中反应10-30h，离心分离、丙酮和乙醇洗涤，生成环三磷腈基石墨烯；

（2）向四氢呋喃溶剂中加入环三磷腈基石墨烯，超声分散均匀后，加入对硝基苯酚和碳酸钾，转移至油浴锅中进行反应，反应结束后离心、洗涤、干燥，得到对硝基环三磷腈基石墨烯；