[发明专利]一种石墨烯环氧树脂涂料的制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种石墨烯环氧树脂涂料的制备方法，首先用砂磨机和改性剂对石墨烯进行改性，通过喷雾干燥的方式得到改性石墨烯，在搅拌的情况下将改性石墨烯加入到环氧树脂中，利用砂磨的方式得到混合均匀的石墨烯/环氧树脂涂料，最后通过喷涂的方式得到石墨烯/环氧树脂涂层，本发明得到的涂层具有良好的物理性能和机械性能，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子功能技术领域，具体领域为一种石墨烯环氧树脂涂料的制备方法。

背景技术

石墨烯具有很好的机械性能，能够提高涂层的机械性能，但是石墨烯容易发生自团聚，在基体中的分散性很差，导致涂层的性能很难提升。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种石墨烯环氧树脂涂料的制备方法，该方法的操作简单安全而且成本低，将其应用于涂料涂层中，可以提高涂层的物理性能和机械性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯环氧树脂涂料的制备方法，其步骤为：

（1）石墨烯的表面改性：

（1.1）称取定量改性剂于烧杯中，加入溶剂溶解得到改性液；

（1.2）称取原料石墨烯于混料桶中，加入改性液，加入去离子水；

（1.3）然后进行搅拌和磨砂，磨砂一定时间后喷雾干燥得到改性石墨烯；

（2）石墨烯/环氧树脂涂层的制备：

（2.1）称取定量环氧树脂置于分散机内，并启动分散机在400-600rpm转速下转动搅拌；

（2.2）然后加入改性石墨烯，并在加料完成后提高分散机转速，并依次加入稀释剂、消泡剂、流平剂、分散剂；

（2.3）加入完成后持续搅拌15-25 min；然后通过砂磨使改性石墨烯在基体中均匀分散，得到组份A；

（2.4）用稀释剂将固化剂酚醛胺稀释得到组份B，称取定量组份B投入组份A，在800-1200 rpm转速下搅拌2-4min得到涂料；

（2.5）将涂料刷到基材上，将基材放到温度为23℃和相对湿度为50%的恒温恒湿室内干燥6-8天，即可得到石墨烯/环氧树脂涂层。

优选的，步骤（1.1）中改性剂为（E）-环辛-2-烯-1-基（4-硝基苯基）碳酸酯、PEDOT、戊基三氯硼酸钾、NP-40、正丁基硫代磷酸三胺、氨基三亚甲基膦酸、抗氧剂350、3,3’-二硫代双（丙烷-1-醇）、亚甲基二磷酸四异丙酯中的一种或几种的混合液。

优选的，步骤（1.2）中改性液与去离子水的质量比为0.3/3~2.0/3，砂磨转速为800~1100 rpm。

优选的，步骤（2.3）中砂磨转速为1600~2100 rpm，时间为25~45 min。

优选的，步骤（2.5）中涂层的厚度为20μm~100μm。

优选的，步骤（2.2）中改性石墨烯的用量为0.3%~0.6%。

优选的，步骤（2.4）中组份B的稀释剂与固化剂质量比为0.5~0.9。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：对石墨烯表面改性，可以降低石墨烯的表面能，减少石墨烯团聚现象；在石墨烯表面接枝能与基体结合的基团，能够提高改性石墨烯与环氧树脂的相容性，砂磨混合的方法能够大大提高涂料与填料间的混合程度，使石墨烯的优异性能能够更好的发挥。

通过砂磨方式，以改性剂为桥梁，可以提高石墨烯与水性丙烯酸树脂的相容性，增加石墨烯在基体中的分散，得到高耐水性石墨烯/环氧树脂涂层。

本发明所得到的涂层具有良好的物理性能和机械性能，具有较好的应用前景。

具体实施方式