CN104060466A - 一种含石墨烯纳米复合画布涂料 - Google Patents

Abstract

一种含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于包括有如下重量配比的组分：

Description

一种含石墨烯纳米复合画布涂料

技术领域

本发明涉及一种可涂于画布表面的纳米复合画布涂料，具体涉及一种具有导电性能，且附着性能好的含石墨烯的纳米复合画布涂料。

背景技术

画布是绘画作品的最主要的载体，其使用记录可追溯至文艺复兴时期威尼斯派的画家。画家将灵感通过色彩、图案的形式表现在画布上，成就了一幅又一幅的旷世名作。而用于作画的涂层材料质量及涂层工艺的好坏是决定表现力及画作品质的关键所在，画布涂层材料要求对画布有较强的附着力，并具有抗渗油性、抗拉伸性、不龟裂、耐老化等特点，能使画布作品经过长时间的保存还能完好，留给后人观赏。

画布质量的认定：首先，画布表面涂层均匀，经、纬纱肌理排列整齐，手触涂层面柔和细腻，滑而不平，有明显的凹凸感；其次，附着力较强，油画颜料或丙稀类颜料附着后不会脱落；再次，具有较好的抗拉伸性和抗渗油性，画布经装订成画框或时间的推移涂层面不龟裂；最后，具有较好的弹性。

近年来，油画布的应用逐步向高端领域发展，国内外市场总规模达到数十亿美元，例如市场前景巨大的抗静电画布、黑色画布、喷油画布等领域，但这也对油画布的抗静电性能、耐老化性、附着力和抗龟裂性提出了更高的要求。为此，需要开发具有高电导率，附着力、耐温变性和稳定性优异的涂层胶取代传统的油画布涂层胶，以支撑油画布产业的未来发展。

申请号为200810059193.2的中国发明专利公开了一种纳米纳米复合画布涂 料，该涂料具有较好的附着力、抗渗油性、抗拉伸性、耐老化等优点，但在导电性及抗静电性方面有待提高，因此在这方面需要对画布涂料做出改进，以适应不断进步的市场需求。因此在这方面需要对画布涂料做出改进，以适应不断进步的市场需求。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种含石墨烯的纳米复合画布涂料，该画布涂料具有很好的导电性、抗静电性能与附着力，且耐老化抗龟裂。

本发明通过以下技术方案实现：

一种含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于包括有如下重量配比的组分：

其中，所述的成膜物高分子树脂乳液为两种以上组分组成时，每种组分的重量配比为5～15份，所述的纳米碳酸钙浆体中纳米碳酸钙重量百分比为48～52％，所述的白色填料为两种以上组分组成时，每种组分的重量配比为3～15份，所述的涂料助剂为两种以上组分组成时，每种组分重量配比为0.25～3份。

石墨烯具有优异的导电性能，同时其片状结构决定了电子能够在二维空间内传导，因此可以被视作理想的导电剂。在几何形状上，碳黑、碳纳米管和石墨烯可以抽象地看作点、线、面，它们与电极活性物质的导电接触界面必然不 同。显然，石墨烯与活性物质间的接触面积要显著大于碳纳米管和碳黑，因此对于提高导电率较碳纳米管和碳黑更有优势。

石墨烯因为其具有很高的电导率和独特的二维纳米结构，在很多领域中显示出巨大的应用前景。在画布涂料中添加石墨烯，能发挥石墨烯的导电性能，可以大幅改善画布涂料的导电性能与抗静电性能，并且相比于其他导电填料，石墨烯的用量更少，更能保持画布涂料本身的优良性质。而且石墨烯的添加可以提高油画布的耐摩擦、硬度和附着力等性能指标。

作为优选，所述的成膜高分子树脂乳液为苯丙乳液、微米级纯丙烯酸树脂乳液、紫外线自交联纯丙烯酸乳液中的一种或一种以上。

做为优选，所述的纳米碳酸钙浆体粘度为≤800mPa·s，PH值为7.5～9.0，纳米碳酸钙平均粒径≤60纳米。

作为优选，所述的白色填料包括碳酸钙、白垩粉、立德粉、钛白粉、白云石粉、滑石粉中的一种或一种以上。

作为优选，所述的涂料助剂包括分散剂、改性剂、流平剂、防霉杀菌剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂、渗透剂中的一种或一种以上。

作为优选，所述的分散剂为磷酸盐、硅酸盐、六偏磷酸纳、聚丙烯酸盐类、聚异丁烯顺二酸盐类或丙烯酸共聚物铵盐；所述的改性剂为非离子聚氨酯缔合型改性剂；所述的流平剂为碱溶胀乳液型流平剂；所述的防霉杀菌剂为取代芳烃类、杂环化合物、胺类化合物或有机金属化合物类杀菌剂；所述的消泡剂为磷酸酯类消泡剂、矿物油类消泡剂或有机硅类消泡剂；所述的成膜助剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、己二醇、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、丙二醇乙醚、甲基苄醇、一缩乙二醇或乙二醇丁醚醋酸酯；所述的增稠剂为纤维素醚、聚丙烯酸酯、缔合型增稠剂或无机增稠剂；所述的渗透剂为聚氧乙烯醚类化合物、椰油 酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠或水溶性的非离子型低泡表面湿润活性剂。

作为优选，所述的防霉杀菌剂为[5-氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮]LXE杀菌剂。

作为优选，所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠。

作为优选，所述一种含石墨烯纳米复合画布涂料还包括重量配比为0.1～2份的纳米氧化银。纳米氧化银的添加能进一步提高画布涂料的导电性能与抗静电性能，同时提供抗菌性能。

作为优选，所述的含石墨烯纳米复合画布涂料还包括重量配比为1～3份的纳米氧化锌。纳米氧化锌对紫外线吸收能力强，有利于画布的长久保存，增强画布的抗老化能力。

本发明的一种含石墨烯纳米复合画布涂料，制备工艺如下：按重量配方比选取白色填料、部分涂料助剂、稀释剂水进行混合、搅拌；接着按重量配方比选取碳酸钙纳米浆体、石墨烯、纳米氧化银、纳米氧化锌于上述混合液中，搅拌均匀；然后加入成膜物高分子树脂溶液、剩余部分涂料助剂继续搅拌，直至粒子在体系中均匀分散即制得本发明的纳米复合画布涂料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的含石墨烯纳米复合画布涂料出了具备画布涂料基本的性能外，还具有很好的导电性能与抗静电性能，且能提高油画布的耐摩擦、硬度和附着力等性能指标，而且石墨烯的用量少。同时具有一定的抗菌能力与抗老化能力，有利于画布的长久保存。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

一种含石墨烯纳米复合画布涂料的制备方法如下：用普通变频双轴抽真空 搅拌机按配方将白色填料、分散剂、防霉杀菌剂、稀释剂水的混合溶剂中，搅拌5个小时后，用搅拌机按配方高速分散碳酸钙纳米浆体、石墨烯、纳米氧化银、纳米氧化锌于混合溶剂中，用转速为500转/分的速度分散搅拌1个小时，然后加入成膜物高分子树脂溶液、剩余其他涂料助剂用转速为300转/分的速度继续搅拌，直至粒子在体系中均匀分散即制得本发明的纳米复合画布涂料。为改善分散效果，本实施例中采用美国罗斯高速真空搅拌机，并对石墨烯采用预混工艺进行分散，预混时先低速搅拌，使石墨烯被溶剂浸润，防止石墨烯团聚和浮于表面；再高速搅拌，使石墨烯与胶体均匀分散在涂料中。

其中，石墨烯购自宁波墨西科技有限公司，纳米氧化银、纳米氧化锌均购自宇瑞(上海)化学有限公司，纳米碳酸钙浆体中纳米碳酸钙重量百分比为48～52％，纳米碳酸钙浆体粘度为≤800mPa.s，pH值为7.5～9.0，纳米碳酸钙平均粒径≤60纳米。

通过上述的制备方法，组成七个实施例，具体见下表：

以上实施例中，自实施例1至实施例7，分散剂依次为磷酸盐、磷酸盐、硅酸盐、六偏磷酸纳、聚丙烯酸盐类、聚异丁烯顺二酸盐类、丙烯酸共聚物铵盐；防霉杀菌剂依次为取代芳烃类杀菌剂、取代芳烃类杀菌剂、[5-氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮]LXE杀菌剂、[5-氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮]LXE杀菌剂、胺类化合物杀菌剂、胺类化合物杀菌剂、有机金属化合物类杀菌剂；消泡剂依次为磷酸酯类消泡剂、磷酸酯类消泡剂、磷酸酯类消泡剂、矿物油类消泡剂、矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂、有机硅类消泡剂；成膜助剂依次为乙二醇、丙三醇、乙二醇丁醚、丙二醇乙醚、甲基苄醇、一缩乙二醇、乙二醇丁醚醋酸酯；增稠剂依次为纤维素醚、聚丙烯酸酯、缔合型增稠剂、无机增稠剂、纤维素醚、聚丙烯酸酯、纤维素醚；渗透剂依次为脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、水溶性的非 离子型低泡表面湿润活性剂。

从表中数据可以看出，本发明的含石墨烯纳米复合画布涂料具有很好的导电性和附着力，耐磨性能优异。随着石墨烯添加量的增多，画布涂料的导电性逐步增强且附着力等级都稳定在0级，即切割边缘完全平滑，且无脱落。

同时做了对比实验，对比实验数据见下表：

从以上对比数据中可以看出，本发明的含石墨烯纳米复合画布涂料因为添 加有石墨烯，其导电性能、吸附性能与耐磨性能与未添加石墨烯的画布涂料相比，有显著的提升。

最后，委托相关涂料产品质量监督检验站对本发明中实施例4的含石墨烯纳米复合画布涂料的基本性能进行测定，测试结果如下表：

从测试结果中可以看出，石墨烯、纳米氧化银、纳米氧化锌的添加，并没有影响画布涂料的基本性能，而且其抗拉强度很高，一般未添加石墨烯的画布涂料的抗拉强度在2.0MPa左右。

Claims (10)

1.一种含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于包括有如下重量配比的组分：

其中，所述的成膜物高分子树脂乳液为两种以上组分组成时，每种组分的重量配比为5～15份，所述的纳米碳酸钙浆体中纳米碳酸钙重量百分比为48～52％，所述的白色填料为两种以上组分组成时，每种组分的重量配比为3～15份，所述的涂料助剂为两种以上组分组成时，每种组分重量配比为0.25～3份。

2.根据权利要求1所述的一种含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于所述的成膜高分子树脂乳液为苯丙乳液、微米级纯丙烯酸树脂乳液、紫外线自交联纯丙烯酸乳液中的一种或一种以上。

3.根据权利要求1所述的一种含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于所述的纳米碳酸钙浆体粘度为≤800mPa·s，PH值为7.5～9.0，纳米碳酸钙平均粒径≤60纳米。

4.根据权利要求1所述的一种含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于所述的白色填料包括碳酸钙、白垩粉、立德粉、钛白粉、白云石粉、滑石粉中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1所述的一种含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于所述的涂料助剂包括分散剂、改性剂、流平剂、防霉杀菌剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂、渗透剂中的一种或一种以上。

6.根据权利要求1所述的一种含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于所述的分散剂为磷酸盐、硅酸盐、六偏磷酸纳、聚丙烯酸盐类、聚异丁烯顺二酸盐类或丙烯酸共聚物铵盐；

所述的改性剂为非离子聚氨酯缔合型改性剂；

所述的流平剂为碱溶胀乳液型流平剂；

所述的防霉杀菌剂为取代芳烃类、杂环化合物、胺类化合物或有机金属化合物类杀菌剂；

所述的消泡剂为磷酸酯类消泡剂、矿物油类消泡剂或有机硅类消泡剂；

所述的成膜助剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、己二醇、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、丙二醇乙醚、甲基苄醇、一缩乙二醇或乙二醇丁醚醋酸酯；

所述的增稠剂为纤维素醚、聚丙烯酸酯、缔合型增稠剂或无机增稠剂；

所述的渗透剂为聚氧乙烯醚类化合物、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠或水溶性的非离子型低泡表面湿润活性剂。

7.根据权利要求6所述的含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于所述的防霉杀菌剂为[5-氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮]LXE杀菌剂。

8.根据权利要求6所述的含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠。

9.根据权利要求1至8任一项所述的含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于还包括重量配比为0.1～2份的纳米氧化银。

10.根据权利要求9所述的含石墨烯纳米复合画布涂料，其特征在于还包括重量配比为1～3份的纳米氧化锌。