[发明专利]石墨烯改性水性环氧固化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性水性环氧固化剂及其制备方法，该固化剂包含如下成分：水性环氧固化剂；40‑50％；石墨烯；1‑3.5％，水性分散剂5‑7.5％，醇醚溶剂40‑50％。该固化剂制备方法包括如下步骤：将水性环氧固化剂加入到反应釜内，然后将醇醚溶剂加入到反应釜中速搅拌混合稀释均匀；将水性分散剂加入到反应釜内进行混合；将石墨烯加入到反应釜内，高速搅拌混合；混合均匀后的各物料经过研磨机研磨，直到预定细度，包装出料。通过将石墨烯先与固化剂混合，在醇醚溶剂中分散更均匀，使石墨烯在环氧产品中高效分散、稳定性好、运输保存方便、制备成本低效率高，促进石墨烯的广泛应用。

技术领域

本发明涉及环氧树脂技术领域，具体涉及一种石墨烯改性水性环氧固化剂及其制备方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

然而，由于石墨烯的超大比表面积，石墨烯的分散成为一大难点，从而限制了其在众多领域内的应用。另外，石墨烯微粒之间的范德华力导致石墨烯稳定性能比较差，非常容易发生团聚，储存困难，从而影响了后期的使用效能。

环氧树脂固化剂通常有水性和油性两种类型，而水性由于用水替代醇醚溶剂，避免了醇醚溶剂的挥发及易燃性，使用更加安全、储存运输都更加方便，因此，水性环氧树脂成为当前备受欢迎的节能环保的环氧树脂产品。通过石墨烯改性环氧树脂固化剂，使环氧树脂应用更加广泛，成为当前研究热点之一，然而，由于石墨烯在水中的溶解分散问题以及易于团聚的问题，阻碍了改性水性环氧树脂的研究进展。

现阶段石墨烯在水性涂料中的应用方法是：石墨烯添加到水性环氧树脂中，利用低速长时间搅拌或研磨进分散，然后制成石墨烯改性环氧树脂。该技术的不足之处：

1、石墨烯在水性环氧树脂中的润湿分散非常困难，耗费大量的时间和费用。

2、石墨烯分散后不能稳定保存，会发生沉降、返粗等现象，影响性能。

3、由于水性树脂的本体原因，该技术产品在存储运输等方面有诸多不便。

发明内容

有鉴于此，提供一种石墨烯高效分散、稳定性好、运输保存方便、制备成本低效率高的石墨烯改性水性环氧固化剂及其制备方法。

一种石墨烯改性水性环氧固化剂，以质量百分含量计，所述石墨烯改性水性环氧固化剂包括以下成分：

在本发明实施例的另一方面，提供一种石墨烯改性水性环氧固化剂制备方法，其包括如下步骤：

将水性环氧固化试剂加入到反应釜内，然后将醇醚溶剂加入到反应釜中速搅拌混合稀释均匀；

将水性分散剂加入到反应釜内进行混合；

将石墨烯加入到反应釜内，高速搅拌混合；

混合均匀后的各物料经过研磨机研磨，直到预定细度，包装出料；

以上各步骤中的各原料是按照前述的石墨烯改性水性环氧固化剂中各成分进行配比。