[发明专利]一种石墨烯无机涂料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机涂料生产技术领域，特别涉及一种石墨烯无机涂料及其使用方法。

背景技术

无机涂料主要是指以硅酸盐和磷酸盐类化合物作为粘结剂， 加入各种颜、填料、助剂、固化剂配制而成的涂料，其中硅酸盐高分子化合物又可分为碱金属硅酸盐和硅溶胶。这种以无机粘结剂作为成膜物质的涂料具有成膜温度低、其涂膜具有优良的耐候性、在紫外光作用下非常稳定、良好的耐热性、遇火不燃、较好的耐污染性、不易吸灰、能保持明快的装饰效果、在制作与使用过程中无挥发性有机物产生、不会污染环境、原材料资源丰富、成本低廉等一系列优点， 因而得到了广阔的工业应用，其市场前景， 社会、经济效益十分诱人。无机涂料的制备工艺与有机涂料类似。先将颜、填料等固体物料经分散或研磨制成色浆, 然后把基料、色浆及其他辅助成分按配方规定混合, 再经过球磨、过滤、包装。如果是含有固化剂的涂料, 则须将固化剂与基料分开包装。配制涂料常用的颜填料有钛白粉、氧化锌、碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母粉、石英等（周锡荣等，新型无机涂料的制备及其应用，山东陶瓷，2004年2月，第27卷第1期，17-20）。

通常金属表面防护时，若采用无机涂料，则需要对金属表面进行粗糙化处理，如喷砂处理，然后喷涂无机涂料，如此方能使无机涂层牢固附着于金属表面。然而对于大型建筑及装备，对金属表面进行喷砂处理难度较大，因此寻找合适的材料，提高无机涂料在金属表面的附着力意义重大。

为提高无机涂料在金属表面的附着力问题，人们通常在无机涂料中加入有机涂料，或在金属表面预先涂覆黏胶层。此外，对金属表面进行腐蚀，达到表面粗糙化处理的效果，也是提高无机涂料附着力的有效方法。

然而含有机物的涂层存在耐高温效果差的问题，金属表面预腐蚀存在与喷砂一样的难操作的困难，寻找新的材料，以求突破现有工艺的困难，非常重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有无机涂料在金属表面存在的附着力差的问题，提供一种石墨烯无机涂料，通过石墨烯改性现有无机涂料，大大提高了无机涂料在金属表面的附着力，达到与金属表面经过喷砂处理或进行腐蚀粗糙化处理后提高无机涂料附着力相同的效果。

本发明还提供了一种石墨烯无机涂料的使用方法，无需对金属表面喷砂处理或进行腐蚀粗糙化处理，即能达到与金属表面经过喷砂处理或进行腐蚀粗糙化处理后提高无机涂料附着力相同的效果，大大简化了施工难度。此外，对金属表面喷砂处理或进行腐蚀粗糙化处理后再使用本发明的石墨烯无机涂料，无机涂料与金属的附着力明显高于现有无机涂料与金属表面经过喷砂处理或进行腐蚀粗糙化处理后的金属的附着力，为实现优质施工质量提供了新的途径。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

 一种石墨烯无机涂料，采用石墨烯改性无机涂料而得，所述石墨烯的加入量占无机涂料的质量百分比为0.001%-5%。

石墨烯具有柔软、平面状结构、强度高等特征，均匀分散在无机物中时，平面状结构的石墨烯可提高吸附能力，石墨烯的柔软性可抑制无机物在干燥及外加热场作用下的收缩性，从而抑制龟裂，石墨烯沿平面方向的高强度特性可增加无机物成膜后的整体强度。

本发明采用石墨烯改性现有的无机涂料，能大大提高无机涂料在金属表面的附着力，达到与金属表面经过喷砂处理或进行腐蚀粗糙化处理后提高无机涂料附着力相同的效果。无需对金属表面喷砂处理或进行腐蚀粗糙化处理，大大简化了施工难度。

控制石墨烯的加入量异常关键，若石墨烯的加入量低于0.001%，则无法起到提高现有无机涂料在金属表面的附着力的效果，若石墨烯的加入量高于5%，则会影响现有无机涂料的成膜性能，降低现有无机涂料的成膜质量。

作为优选，所述石墨烯的加入量占无机涂料的质量百分比为0.1%-1%。

控制石墨烯的加入量在0.1%-1%，这样改性的效果最佳。

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。

作为优选，所述石墨烯中，碳元素与非碳元素质量比大于4:1，非碳元素选自氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中一种或几种。通常的石墨烯都采用化学法制备，因此，不可避免的会带入一些杂质元素如氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘等。碳元素与非碳元素质量比大于4:1，保证了石墨烯能起到良好的提高无机涂料在金属表面附着力的改性效果。

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。