[发明专利]一种矿物涂料用石墨烯添加剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种矿物涂料用石墨烯添加剂的制备方法，具体步骤如下：将生物质碳源与造孔剂送入单螺杆挤出机中混合搅拌，进行碳化处理，形成具有多孔结构的碳源前驱物；将得到的碳源前驱物与改性壳聚糖溶液混合后，在60‑80℃、2000‑4000r/min的条件下高速搅拌分散35‑45min，形成壳聚糖改性的碳源分散浆料。本发明利用高温碳化的生物质碳源形成多孔碳源前驱体，通过改性壳聚糖改性处理得到碳前驱体分散浆料，利用微射流纳米均质机的高压剪切对碳前驱体剥离形成石墨烯，实现了石墨烯的快速机械剥离，减少了石墨烯表面的结构缺陷，提高了石墨烯的分散性和润滑性；本发明作为添加剂用于矿物涂料中，增强了涂料的强度和耐水性能。

技术领域

本发明涉及添加剂制备技术领域，具体是一种矿物涂料用石墨烯添加剂的制备方法。

背景技术

随着社会进步、科技发展以及人们环保意识的不断增强，人们对房屋装饰装修的要求也越来越高，不仅需要漂亮美观，更要求环保健康。然而，市面上的室内外装饰材料大多数为有机材料或者有机无机复合材料，它们含有大量挥发性有机物（VOC），如甲醛，受潮后容易褪色、泛黄、发霉、脱落，并存在易老化的问题和易燃的安全隐患。另外，近年来大火事故频繁发生，这些都给国家和人民带来了巨大的经济损失，因此研究安全、无毒、防火、装饰效果丰富、耐候性好、成本低廉的建筑装饰材料成为研究热点，大力发展此类建筑装饰材料是时代的需求和现实的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色环保、安全性好、成本低廉的矿物涂料用石墨烯添加剂的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种矿物涂料用石墨烯添加剂的制备方法，具体步骤如下：

（1）将100-120份重量份的生物质碳源与3-5重量份的造孔剂送入单螺杆挤出机中混合搅拌30-50min，设置碳化温度为350-450℃进行碳化处理，形成具有多孔结构的碳源前驱物；

（2）将得到的碳源前驱物与浓度为11-15mol/L的改性壳聚糖溶液按1：6-8的质量比混合后，在60-80℃、2000-4000r/min的条件下高速搅拌分散35-45min，形成壳聚糖改性的碳源分散浆料；

（3）将经壳聚糖改性的碳源分散浆料送入微射流纳米均质机中形成高压流体，设置均质压力为110-120Mpa，高压流体通过阀孔前后产生巨大的压力梯度，形成高速剪切作用使碳源粉碎破裂，粉碎破裂后的碳源浆料经阀孔后形成高速射流，与相反方向的射流进行高速碰撞达到碳源的剪切剥离，形成石墨烯浆料；

（4）将150-200份基础在油磁力搅拌水浴加热器中加热到70-90℃，再加入10-20份硼酸酯进行充分搅拌20-40min；

（5）将石墨烯浆料和含磷添加剂投入所述水浴加热器中，并使石墨烯浆料和含磷添加剂在70-90℃下分散于所述基础油中；

（6）再加入分散剂和抗氧剂，充分搅拌30-50min，使得分散剂和抗氧剂完全溶解于所述基础油中得到石墨烯添加剂成品。

作为本发明进一步的方案：

所述基础油为新戊醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、天然棕榈油、脱脂猪油、椰子油中一种，或几种的均相组合物。

作为本发明进一步的方案：

所述分散剂为吐温、油酸、亚胺类化合物、十二烷基苯磺酸钠、氢化苯乙烯-双烯共聚物及斯盘-80的一种或几种。

作为本发明进一步的方案：

所述抗氧剂选用屏蔽酚型抗氧剂或胺型抗氧剂中的至少一种。

作为本发明再进一步的方案：

所述含磷添加剂选用有机磷酸酯或酸性磷酸铵盐中的至少一种。