[发明专利]核壳结构有机改性石墨烯的制备方法、防腐粉末涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳结构有机改性石墨烯的制备方法、防腐粉末涂料及其制备方法，核壳结构有机改性石墨烯的制备方法中包含：将石墨烯、聚酰胺蜡与聚乙烯蜡溶于二甲苯和乙酸乙酯的混合溶液中，搅拌均匀后，采用冷冻干燥的方式得到一次改性石墨烯；将一次改性石墨烯加入聚四氟乙烯乳液中，采用冷冻干燥的方式，得到核壳结构有机改性石墨烯。本发明的核壳结构有机改性石墨烯的制备方法可以对石墨烯进行两次有机改性，形成核壳结构，所制备的核壳结构有机改性石墨烯应用于防腐粉末涂料，有效提高涂层的耐腐蚀性能、耐候性及机械性能。

技术领域

本发明涉及一种核壳结构有机改性石墨烯的制备方法、防腐粉末涂料及其制备方法。

背景技术

金属在国民生活中有广泛的应用，但其面临着腐蚀的难题，据相关报道，每年因腐蚀对国民经济带来相当严重的损失，且对环境也造成一定的危害。涂料是卓有成效的防护手段和最具广泛应用基础的防腐技术手段之一。在户外使用时对粉末涂料而言，聚酯树脂时常用的涂料树脂之一，具有优异的性能，被广泛应用于户外粉末涂料中，但其本身的防腐性能欠佳且耐候性也有定的缺陷，无法满足客户更高的需求。

石墨烯具有优异的导电性和防腐性能，使用在涂料中可大大提升涂层的防腐性能和耐候性能。石墨烯虽然具有这种优势，但因其改性较为困难，无法实现与粉末涂料完美的融合。在使用过程中，石墨烯在涂层中分布不均匀且杂乱无章，不仅降低粉末涂料的一次上粉率，同时也降低了粉末涂料的二次上粉率。不仅影响涂层的性能同时也降低了客户的使用体验，本发明解决了上述难题。

中国专利CN 107141967A公开了一种石墨烯/聚苯胺复合填料粉末涂料。在溶剂中，加入氧化剂、石墨烯和苯胺，在5～50℃反映2～48小时，再经沉淀和十二烷基苯磺酸的稀溶液冲洗，干燥后得石墨烯/聚苯胺复合填料；成膜物为环氧树脂，经双螺杆挤出，压片，粉碎，过筛，得到石墨烯/聚苯胺复合填料的粉末涂料，其防腐性能优于单纯的聚苯胺粉末涂料。但其也未根本解决石墨烯片层在涂层中无法二次排布的问题。

中国专利CN 104194585A公开了一种石墨烯改性的树脂粉末涂料及其生产工艺，按质量百分比含量由以下组份组成：树脂(聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、氟树脂)50～80份；填料0～40份；助剂5～7份；颜料0.2～3份；石墨烯0.005～30份。该发明在传统树脂粉末涂料的基础之上适量加入石墨烯，大大提高了树脂粉末涂料的机械性、导电性、导热性、阻燃性、防腐性及耐候性，但是石墨烯添加在树脂中，限制了其运用的广度，且也未考虑到石墨烯在涂层中二次排布的问题，且熔融挤出等工序之后导致石墨烯蜷缩等弊病，在高温固化后，石墨烯不能平铺于图层中，从而降低石墨烯粉末涂料的防腐剂机械性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种核壳结构有机改性石墨烯的制备方法，它对石墨烯进行两次有机改性，形成核壳结构，所制备的核壳结构有机改性石墨烯应用于防腐粉末涂料，有效提高涂层的耐腐蚀性能、耐候性及机械性能。涂层的测试方法皆按照HG/T2006-2006。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种核壳结构有机改性石墨烯的制备方法，制备方法中包含：

将石墨烯、聚酰胺蜡与聚乙烯蜡溶于二甲苯和乙酸乙酯的混合溶液中，搅拌均匀后，采用冷冻干燥的方式得到一次改性石墨烯；其中，一次改性石墨烯为聚酰胺和聚乙烯包覆的石墨烯；

将一次改性石墨烯加入聚四氟乙烯乳液中，采用冷冻干燥的方式，得到二次有机改性石墨烯；其中，二次有机改性石墨烯为核壳结构有机改性石墨烯。

进一步，制备方法中具体包含：

(1)混合溶液的制备：在室温下将二甲苯加入到混料罐中，分散，转速为1500r/min，将乙酸乙酯缓慢倒入二甲苯中，搅拌均匀；

(2)混合蜡浆的制备：将聚酰胺蜡和聚乙烯蜡缓慢加入混合溶液中，分散，直至完全溶解，得到蜡浆；