[发明专利]一种高强度加热防腐石墨烯粉末材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高强度加热防腐石墨烯粉末材料的制备方法，包括如下步骤：(1)改性石墨烯纳米粉末的制备；(2)将步骤(1)制备的改性石墨烯粉末与氟碳树脂、安息香、二甲基硅油、亚甲基双环己烷胺加入搅拌容器中，加热至80‑100℃搅拌混合均匀；(3)在步骤(2)所得混合料中加入纳米氮化硅，继续搅拌混合30‑60min，然后送入双螺杆挤出机中挤出，压片，粉碎，研磨，筛分，即得所述高强度防腐石墨烯粉末涂料。本发明制备方法简单，反应条件易控制，生产成本低廉，且所制备的石墨烯粉末涂料具有良好的强度和耐腐蚀性，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于石墨烯材料的制备技术领域，具体涉及一种高强度加热防腐石墨烯粉末材料及其制备方法和应用。

背景技术

石墨烯是目前人类已知最硬、最薄的纳米新材料，是一种由碳原子以sp2杂化连接形成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，2004年由英国曼彻斯特大学物理学教授AndreGeim首次从石墨中成功分离出来。石墨烯具有十分优异的性能：(1)高机械强度-石墨烯厚度仅变0.335nm，杨氏模量高达1TPa，断裂强度高达130GPa；(2)高导电性-石墨烯电阻率仅10-6Ω·cm，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s；(3)高导热性-单层石墨烯的导热系数高达5300W/m·K,高于碳纳米管(3000～3500W/m·K)和金刚石(1000～2200W/m·K)；(4)高饱和电流密度-石墨烯可耐受1～2亿A/平方厘米的电流度，比铜高6个数量级(100-600A/平方厘米)。石墨烯的上述优异性能使得石墨烯的应用越来越广泛。

石墨烯作为新型层片状结构的二维纳米材料，将其添加到材料中从而改善材料的性能也得到了广泛研究。。发明专利CN104789028A公开了一种包含石墨烯碎片的防腐蚀材料，按质量百分比含量由以下组分组成：成膜剂20～80％，溶剂10～30％，石墨烯碎片0.1～20％，颜料1～10％，填料1～20％。该发明制得的材料具有工艺简单和成本低的特点，和防腐蚀效果好的优点。中国专利CN103265881A公开了一种包含聚芳基有机硅树脂的耐高温防腐材料，由以下成分按照重量比组成：聚芳基有机硅树脂40～50份，对羟基苯甲酸缩水甘油酯20～30份，丙烯酸树脂5～10份，云母粉10～15份，石墨烯10～15份，醋酸乙酯5～10份，稀释剂10～20份；稀释剂为丁醇或二甲苯。制成的防腐材料可以耐受温度达到400～500℃，同时具有良好的防腐效果。然而，上述现有技术研究的石墨烯材料有些综合性能还不够理想，有些由于石墨烯的分散性不足而导致材料的稳定性和涂刷性能也不够好，需要进一步进行改善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强度加热防腐石墨烯粉末材料及其制备方法，本发明所这被的石墨烯粉末材料一方面具有十分优异的强度和防腐蚀能力，另一方面其稳定性和涂装性能也十分优异。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高强度加热防腐石墨烯粉末材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)改性石墨烯纳米粉末的制备；

(2)将步骤(1)制备的改性石墨烯粉末与氟碳树脂、安息香、二甲基硅油、亚甲基双环己烷胺加入搅拌容器中，加热至80-100℃搅拌混合均匀；

(3)在步骤(2)所得混合料中加入纳米氮化硅，继续搅拌混合30-60min，然后是送入双螺杆挤出机中挤出，压片，粉碎，研磨，筛分，即得所述高强度加热防腐石墨烯粉末材料。

优选的，步骤(1)中改性石墨烯的制备方法为：将制备的氧化石墨烯加入到去离子水中，分散均匀，然后加入水合肼，在70℃下反应3h，再加入二环己基碳二亚胺和3-氨基丙基三乙氧基硅烷，超声波分散均匀，在100℃下搅拌反应16h，得到改性石墨烯纳米粉末。

优选的，以重量份计，步骤(2)中的改性石墨烯粉末为0.5-1份，氟碳树脂为50-80份、安息香1-2份、二甲基硅油2-4份、亚甲基双环己烷胺3-7份。