[发明专利]一种耐高温石墨烯涂料其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种耐高温石墨烯涂料，所述耐高温石墨烯涂料按重量百分比计由以下组份组成：改性石墨烯0.5％‑10％，有机硅树脂10％‑15％，氟碳树脂10％‑15％，陶瓷微粉5％‑10％，云母片5％‑10％，空心玻璃微球5％‑10％，助剂1％‑3％，有机溶剂30％‑50％，其中，所述改性石墨烯为氨基改性石墨烯。本发明公开的耐高温石墨烯涂料具有良好的耐高温特性，其应用可以覆盖电子、电器、航空、石油化工等行业，适用范围广泛，此外，本发明公开的耐高温石墨烯涂料的制备方法简单，易于实施。

技术领域

本发明属于高分子及其应用领域，具体来讲，本发明涉及一种耐高温石墨烯涂料、其制备方法和应用。

背景技术

石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，其中碳原子呈蜂巢晶格排列，石墨烯的蜂巢结构非常稳定。当施加外力与石墨烯时，碳原子层会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s，电子的运动速度达到了光速的1/300，比碳纳米管或硅晶体高。而且电阻率只有约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前电阻率最小的材料。由于石墨烯具有以上优异的性能，只需添加少量就能很大程度上改善浆料的导电性能。

另外石墨烯具有的特殊片层状结构，可以像鳞片状的云母、铝粉、玻璃薄片等作为填料应用于防腐涂层中。石墨烯的片层状结构，可以增加腐蚀介质在涂层中的渗透流程，从而达到对金属材料的防腐功能，这一过程被称为石墨烯的“迷宫效应”。石墨烯具有稳定的sp2杂化结构，使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层，阻止扩散渗透的进行。有研究报道石墨烯制备的微小密封“气球”能有效阻碍气体分子通过，即使H原子也很难通过。而且，石墨烯具有良好的热稳定性和化学稳定性，在高温600℃或具有腐蚀性的环境中也能保持相对稳定。

以上介绍石墨烯的特性可以用来制备导电涂料和防腐涂料，但是石墨烯本身特性使其在复合材料中极易团聚，因此如何解决石墨烯在涂料中的分散性是制备石墨烯涂料的关键问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的一方面提供了一种耐高温石墨烯涂料，所述耐高温石墨烯涂料按重量百分比计由以下组份组成：

其中，所述改性石墨烯为氨基石墨烯。

在优选的实施方式中，所述改性石墨烯为氨基改性石墨烯。

在优选的实施方式中，所述有机硅树脂选自甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷中的至少一种。

在优选的实施方式中，所述氟碳树脂选自乙基乙烯基醚(PEVE)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)中的至少一种。

在优选的实施方式中，所述陶瓷微粉的粒度为500目～2000目；优选地，所述陶瓷微粉选自氧化铝、氧化锆或氧化镁中的至少一种。

在优选的实施方式中，所述云母片的目数为500目～2000目。更优选地，所述云母片的粒度为500目～1000目。

在优选的实施方式中，所述空心玻璃微球粒度为500目～2000目。

可选地，所述有机溶剂选自乙二醇、二甲基甲酰胺、乙二醇单甲醚、乙二醇苯醚六甲基亚磷酰三胺、六乙基亚磷酰三胺、三甘醇、二甘醇、甘油、二甲苯等中的至少一种。所述有机溶剂具有耐高温的特性，可以在150℃～250℃保持其化学特性。

在优选的实施方式中，所述助剂选自消泡剂、流平剂或增稠剂中的至少一种。

本发明的另一方面提供了上述耐高温石墨烯涂料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：