[发明专利]一种石墨烯改性的氟树脂涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种提高氟树脂涂料的强度，与基材的附着力、耐摩擦性能、耐冲击性能、耐腐蚀性能、提高导热率的石墨烯改性的氟树脂涂料。

 

背景技术

氟树脂涂料是指以氟树脂为主要成膜物质的涂料，又称氟碳漆、氟涂料等。在各种涂料中，氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性较传统涂料由较大的提升。经过几十年的发展，氟涂料在建筑、化学工业、电气电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品的各个领域得到广泛应用，成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料之后，综合性能最好的涂料。但是氟树脂涂料的强度较低，与基材的附着力、耐冲击性能较差而限制了氟树脂涂料的应用。

2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离高定向石墨获得了独立存在的二维石墨烯（Gra-phene，GN）晶体以来，石墨烯已经成为材料科学领域极受关注的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。

石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，至吸收2.3%的光，导热系数高达5300W/m·k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。

中国专利公告号CN103059665A，公告日2013年4月24日，名称为聚四氟乙烯涂料，该申请案公开了一种聚四氟乙烯涂料，包括填料、助剂，所述填料与助剂的质量比为8-9:1，所述填料为无机填料：二氧化二铬或者青铜粉，所述填料为有机填料：聚苯硫醚树脂，所述助剂为钛酸酯偶联剂、消泡剂和流平剂。还包括成膜剂醇酯十二。其不足之处在于，该配方虽然提高了氟树脂涂料的强度与附着力，但是其耐冲击性能较差。

 

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有氟树脂涂料的强度较低，与基材的附着力、耐冲击性能较差的缺陷而提供一种提高氟树脂涂料的强度，与基材的附着力、耐摩擦性能、耐冲击性能、耐腐蚀性能、提高导热率的石墨烯改性的氟树脂涂料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

   一种石墨烯改性的氟树脂涂料，所述氟树脂涂料包括成膜物、常用助剂与溶剂，氟树脂涂料中加入石墨烯，所述石墨烯的加入量占氟树脂涂料的质量百分比为0.001-10%，所述氟树脂涂料中还加入了第一添加剂与第二添加剂，第一添加剂与第二添加剂的加入量占氟树脂涂料的质量百分比为0-3.5%。

在本技术方案中，石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，它的机械强度是不锈钢的100倍，其热导率可以达到铜的十倍，石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点；在现有的氟树脂涂料中加入石墨烯用以改性涂料的强度、耐摩擦性能、硬度与抗冲击性，石墨烯的高导热性也可以提高氟树脂涂料的导热率。

作为优选，所述石墨烯的加入量占氟树脂涂料的质量百分比为0.01-5%。

作为优选，所述石墨烯的加入量占氟树脂涂料的质量百分比为0.01-0.5%。

作为优选，第一添加剂为纳米Al₂O₃，纳米TiO₂，纳米ZnO，钛酸钾中的一种或几种，第二添加剂为云母粉、膨润土、贝壳粉与纤维素的组合物，第一添加剂与第二添加剂的质量比为1：1-3。

在本技术方案中，纳米Al₂O₃，纳米TiO₂，纳米ZnO，钛酸钾的加入使得氟树脂涂料的耐磨性能提高，在涂料中加入云母粉与贝壳粉用以提高耐冲击性能，增加涂料的耐酸、碱和电绝缘性能，提高涂料的抗冻性、抗腐蚀性、坚韧性和密实性、降低涂料的透气性，防止斑点和龟裂；纤维素为木质纤维素，不溶于水、弱酸和碱性溶液，可提高抗腐蚀性；比重小、比表面积大，具有优良的保温、隔热、隔声、绝缘和透气性能，具有优良的柔韧性及分散性，同时也具有很强的防冻和防热能力，在涂料中加入纤维素，进一步增加涂料的韧性，提高涂料的耐冲击性能，提高抗裂性能与耐热性能；膨润土可以防止涂料中的颜色沉淀结块，增强涂膜的抗水性、耐酸性，提高涂膜强度，提高油、水浮液稳定。

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。