[发明专利]一种石墨烯不粘涂料

说明书

技术领域

本发明涉及不粘涂料生产技术领域，特别涉及一种石墨烯不粘涂料。

背景技术

不粘涂料是一种涂层表面不易被其他粘性物质所粘附或粘着后易被去除的特种涂料。此种涂料因此所形成涂层的表面能极低、摩擦系数小、易滑动等防粘性特点，被广泛应用于家用电器、烹饪厨具、汽车、机械、化工等行业。目前成功开发的不粘涂料主要为聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF) 以及带有官能团的各种含氟树脂。按照涂料的介质与状态不同，不粘涂料可分为水性、溶剂型和粉末等类型。水性不沾涂料由于所含有机溶剂少、安全性好，环境污染小广受用户欢迎，产量也最大。

不粘涂层由于采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等有机物作为不粘涂层，导热性极差，如聚四氟乙烯的本征热导率为0.24w/m·K，因此在加工及使用过程中，导热性能差，被加热物体升温慢，能耗高。通过添加导热性能好的填料如铝粉、氧化铝粉、碳化硅等，然而上述金属、合金或金属氧化物与溶剂的相容性差，金属或合金易于被氧化，采用导热性能优异、热稳定性高、易分散的纳米材料作为填料将是改善不粘涂层综合性能尤其是导热性能的理想材料。

CN101555384A的发明公开了一种具高耐热油特性的不粘涂料组合物，该组合物包括：(1)50-80WT%聚酰胺酸树脂，(2)3-20WT%氟碳聚合物，所述氟碳聚合物选自聚四氟乙烯、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)或其组合；(3)10-40WT%溶剂，和(4)1-10WT%着色用色粉。该不粘涂料仍存在导热性能差的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有不粘涂料存在的导热性能差导致能耗高的问题，提供一种石墨烯不粘涂料，制作成不粘涂层后，可显著提高不粘涂层的导热效果，节能降耗，且不影响不粘涂层其他各项指标如不粘性、附着力、耐热性、耐摩擦、耐腐性等。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种石墨烯不粘涂料，采用石墨烯改性不粘涂料而得，所述石墨烯的加入量占不粘涂料的质量百分比为0.1-5%。

石墨烯材料是一类具有单层或多层sp²杂化的六方碳材料，多层结构的层间以π键形式结合，由于该类电子在费米能附近为狄拉克电子，有效质量为零，因此电导率达到10⁶S/cm，是目前人类发现的导电性能最高的材料，热导率超过5000 w/m·K。采用化学法制备的石墨烯表面含有一定亲水基团，而六角结构则具有疏功效，因此化学法制备的石墨烯具有较强的亲水和疏水性能，适合于分散在水性和油性涂料中。此外石墨烯的热稳定性高，热分析表明，在常压、空气中烧结时，700度至800度时才开始出现失重，碳元素被氧化成二氧化碳。

本发明采用高导热、导电的石墨烯对不粘涂料进行改性，提高了不粘涂层的导热、导电性能，从而达到节能、环保的要求。

石墨烯的加入量应控制在0.1-5%，若石墨烯的加入量大于5%，则不粘涂层会变硬、变脆，且涂层的流平性不佳，涂料的成膜性不好；若石墨烯的加入量小于0.1%，则起不到增加导热性的效果。

作为优选，所述石墨烯的加入量占不粘涂料的质量百分比为0.5-3%。石墨烯的加入量应控制在0.5-3%，这样改性效果最佳，制作成不粘涂层后，可显著提高不粘涂层的导热效果，节能降耗，且不影响不粘涂层其他各项指标如不粘性、附着力、耐热性、耐摩擦、耐腐性等。作为优选，所述石墨烯不粘涂料在使用时的粘度调节为20-30mPa·s。石墨烯不粘涂料的粘度控制在20-30mPa·s，这样利于涂料的涂布应用。

作为优选，所述石墨烯为单层片状结构，或所述石墨烯为层数在2-50层，层内为碳原子以sp²杂化轨道组成六角形蜂巢状晶格、层间为碳原子以π键结合的薄片状。

作为优选，所述石墨烯以石墨烯粉或石墨烯浆料的形式添加。

作为优选，所述不粘涂料为水性聚四氟乙烯不粘涂料或改性硅树脂不粘涂料。

作为优选，所述不粘涂料按重量份计各组分如下：聚四氟乙烯树脂15-20份，聚酰亚胺8-10份，聚醚砜3-5份，颜填料10-15份，分散剂0.5-1份，流平剂1-2份，二甲基甲酰胺42-50份，二甲苯8-13份。

本发明的不粘涂料可以采用市售的不粘涂料，同时也可采用上述配方的不粘涂料。