[发明专利]一种含石墨烯基复合材料的耐候性涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含石墨烯基复合材料的耐候性涂料及其制备方法，所述的耐候性涂料中包括有石墨烯，所述的石墨烯经过含芘偶氮化合物改性。制备方法包括如下步骤：1)合成含芘偶氮化合物：2)石墨烯纳米片和含芘偶氮化合物质量比为1:0.5‑2，适量无水乙醇，超声分散1‑3h，室温反应20h‑48h，过滤干燥之后，得到含芘偶氮化合物改性石墨烯复合材料；3)将含芘偶氮化合物改性石墨烯复合材料添加至醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶液中，超声分散0.5‑1h，将聚氨酯A组分加入到石墨烯基复合材料混合液中，搅拌0.5‑1h，加入B组分固化剂，搅拌5‑20min，得到含石墨烯基复合材料的聚氨酯耐候性涂料。本发明的涂料能够显著提高聚氨酯的耐候性能。

技术领域

本发明涉及涂料领域。

背景技术

随着多功能聚合物涂料的发展，聚合物涂料广泛用于建筑涂料、汽车涂料、飞机涂料、桥梁涂料等方方面面，涂料迅猛发展的同时，也出现了很多问题影响涂料的性能效果。聚合物涂层在户外环境下会逐渐风化降解，导致涂层的物理、化学和机械性能发生变化，从而导致涂层光泽度、颜色、耐腐蚀性、附着力等性能降低，涂层变脆出现裂纹和缺陷，涂层的阻隔性能大大降低。从提高涂层对环境影响因子的阻隔性方向来提高涂层的耐候性，已成为研究热点。

聚氨酯涂料具有很多优点，如高拉伸强度，硬度范围广、撕裂强度好、耐化学性好、热封性好、优异的附着力、比大多数聚合物涂料耐水性能高，良好的耐磨性等，广泛用于表面保护涂料、建筑涂料、汽车面漆等领域。但是聚氨酯对氧气、氮气、二氧化碳、水和有机蒸气的阻隔性差，在长期使用中，会受到环境因素如紫外线、水、氧气、温度等的影响而使结构发生变化，进而使得聚氨酯涂料的性能受到很大的影响。改善聚氨酯的阻隔性主要是：一、通过选择合适的化合物、组成和合成条件，对聚氨酯进行化学改性或改变其形态；二、向聚氨酯中掺入不可渗透的片或者纳米片，如有高长径比的粘土或石墨的填料，使得渗透因子在聚氨酯基体中的扩散路径更曲折更长。石墨烯由于其特殊的结构和优异的性能，将其添加到聚合物涂料基质中，不仅可以改善聚合物的机械性能和电学性能，而且可以在紫外区进行光子吸收；又由于石墨烯的小尺寸效应、抗渗透性和高长径比，使得渗透因子在聚合物涂料中渗透路径更加曲折更长，可有效提高聚合物涂料的阻隔性能。因此，石墨烯在提高涂料的耐候性方面有很大的应用前景。但是石墨烯的具有大π-π键的结构，使其在范德华力的作用下很容易在溶剂和聚合物中聚集，大大影响涂料的性能效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种兼具有防腐蚀性能和耐候性能的新型耐候涂料。

本发明的技术方案如下：

一种含石墨烯基复合材料的耐候性涂料，其特征在于：所述的耐候性涂料中包括有石墨烯，所述的石墨烯经过如下结构的含芘偶氮化合物改性：

本发明的另一目的，在于提供所述的一种含石墨烯基复合材料的耐候性涂料的制备方法，包括如下步骤：

1)合成式1中的含芘偶氮化合物；

2)石墨烯纳米片和含芘偶氮化合物质量比为1:0.5-2，适量无水乙醇，超声分散1-3h，室温反应20h-48h，过滤干燥之后，得到含芘偶氮化合物改性石墨烯复合材料；

3)将含芘偶氮化合物改性石墨烯复合材料添加至醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶液中，超声分散0.5-1h，将聚氨酯A组分加入到石墨烯基复合材料混合液中，搅拌0.5-1h，加入B组分固化剂，搅拌5-20min，得到含石墨烯基复合材料的聚氨酯耐候性涂料。