[发明专利]一种石墨烯水性工业涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，涉及一种涂料及其制备方法，尤其涉及一 种石墨烯水性工业涂料及其制备方法。

背景技术

物件暴露在大气之中，受到氧气、水分等的侵蚀，容易造成金属 锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象，而在物件表面涂以涂料，形 成一层保护膜，能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展，使各种 材料的使用寿命延长，涂料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面， 形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。但当下，环保问题 正在成为涂料行业面临的“大问题”。涂料涂刷过程释放出的挥发性 有机物，是大气污染物的来源之一，有的企业已经开始进行生产环节 的改造升级，使用水性工业涂料取代传统油漆，也被业内认为是解决 涂料企业污染的根本途径。但水性工业涂料在有的性能上还远远比不 上传统的油漆，所以在此领域进展缓慢。

最早的水性工业涂料以丙烯酸为主要原料，其优点是耐水、耐候 性好。其缺点是综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较 差),硬度、耐磨度等物理指标较低，这也是大多数人认为水性工业涂 料不好的原因所在。水性工业涂料有环保漆膜效果好等优点，水性工 业涂料包括单组分水性工业涂料和双组分水性工业涂料两种，单组分 水性工业涂料在硬度和耐高温等性能上不如双组分涂料；而双组分水 性工业涂料与单组分水性工业涂料相比加工成本较高。两者各有优缺 点，但相对来说最根本的还是水性工业涂料各方面综合性能有待于进 一步提高。之后的水性工业涂料以丙烯酸和水性聚氨酯的复合物为主 要原料，不但继承了丙烯酸产品耐候性、施工宽容度好的优点，同时 也提高了水性工业涂料的硬度，但是化学性能和柔韧性等仍然没有很 好地解决。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种新型的石墨烯水性工业涂料 及其制备方法。为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种石墨烯水性工业涂料，按照重量成分包括以下物质：

所述乳液为聚乙烯乙酸乳液、丙烯酸酯苯乙烯改性的丙烯酸酯乳 液、丁苯乳液、水性醇酸树脂、丙苯乳液、水性聚酯树脂中的任意一 种或两种；所述氨中和剂为多功能胺助剂；所述消泡剂为矿物碳氢化 合物类消泡剂和/或非离子型烷基共聚物消泡剂；所述润湿剂为烷基芳 基聚醚、玻珀酸二异辛酯酸酸盐中的任意一种物质；所述流平剂为为 聚二甲基硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、氟改性丙烯酸酯中的任意一 种；所述增稠剂为缔合型碱溶胀增稠剂和/或聚氨酯增稠剂。

一种制备所述石墨烯水性工业涂料的方法，包括以下步骤：

(1)将乳液、石墨烯水分散液加入混合釜中搅拌至混合均匀，得 到混合物a；

(2)依次向步骤(1)中的混合物a中加入消泡剂、润湿剂、流 平剂、色浆，继续搅拌至混合均匀，得到混合物b；

(3)缓慢向步骤(2)中的混合物b中加入水、氨中和剂和增稠 剂，并搅拌均匀，得到石墨烯水性工业涂料成品c。

作为优选，所述(1)步骤中，搅拌时间为30-40min，搅拌转速 为600-800转/min。

作为优选，所述(2)步骤中，搅拌时间为30-40min，搅拌转速 为600-800转/min。

作为优选，所述(3)步骤中搅拌时间为30-40min，搅拌转速为 600-800转/min，pH控制在7.5-8.5之间。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

(1)在单组分水性工业涂料方面，由于根据不同的使用需求可选 择不同的乳液，如聚乙烯乙酸乳液提高韧性、丙烯酸酯乳液提高耐水 耐候性、丁苯乳液提高耐磨耐热耐老化性能、水性醇酸树脂提高耐磨 耐候性、丙苯乳液提高硬度和耐热性。因此，根据使用条件确定乳液 种类后，在水性工业涂料中通过添加超声方法制得的石墨烯水分散液， 利用石墨烯巨大的比表面积和特殊的二维结构，将石墨烯有效的分散 到水性工业涂料的整个体系中，与树脂成分结合，通过石墨烯本身的 高稳定性和高强度能力，从而提高整个体系的耐磨能力和硬度。同时， 由于石墨烯具有优异的导电性，能够有效的缓解电化学腐蚀，再加上 其结构特点，能够形成保护膜，进一步提高水性工业涂料的耐腐能力。