CN105131680A - 一种石墨烯耐磨涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯耐磨涂料及其制备方法，其中该石墨烯耐磨涂料以石墨烯、聚酰亚胺、氮化铝、甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液、有机硅改性氟碳树脂、桉叶油、丙烯酸、2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚、二月桂酸二丁基锡、苯丙乳液、三聚磷酸钠、气相三氧化二铝、硅酸铝纤维、磷酸三异丙基苯酯、碳酸铵、钛白粉、增韧剂、凝固剂、稀释剂、铁粉和硅溶胶为原料，经过分步混合的方法，制备出一种耐腐蚀，耐磨，能够吸热的石墨烯耐磨涂料，适用于电力电网户外设备。

Description

一种石墨烯耐磨涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于耐磨涂料领域，特别涉及一种适用于电力电网户外设备的石墨烯耐磨涂料及其制备方法。

背景技术

电力设备(powersystem)主要包括以发电设备和供电设备两大类，发电设备主要是电站锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机、发电机、变压器等等，供电设备主要是各种电压等级的输电线路、互感器、接触器等等。

随着工业的发展，在电力电网户外设备用上，石墨烯耐磨涂料为主要的涂料所能起到的防腐、耐磨、耐酸碱作用越来越重要，目前，常见的石墨烯耐磨涂料易被腐蚀和老化，也不能起到自清洁、耐酸碱效果。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，研制出一种耐磨，耐腐蚀，能够吸热的石墨烯耐磨涂料以及该石墨烯耐磨涂料的制备方法，其中该石墨烯耐磨涂料适用于电力电网户外设备。

一种石墨烯耐磨涂料，该石墨烯耐磨涂料由如下重量份物质组成：石墨烯25-55份；聚酰亚胺25-55份；氮化铝25-55份；甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液25-55份；有机硅改性氟碳树脂25-55份；桉叶油25-55份；丙烯酸1-16份；2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚1-16份；二月桂酸二丁基锡1-16份；

苯丙乳液1-16份；三聚磷酸钠1-16份；气相三氧化二铝1-16份；硅酸铝纤维1-16份；磷酸三异丙基苯酯1-16份；碳酸铵1-16份；钛白粉1-16份；增韧剂1-16份；凝固剂1-16份；稀释剂1-16份；铁粉1-16份；硅溶胶1-16份。

作为本发明的优选方案，该石墨烯耐磨涂料由如下重量份物质组成：石墨烯35份；聚酰亚胺35份；

氮化铝35份；甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液35份；有机硅改性氟碳树脂35份；桉叶油35份；丙烯酸5份；2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚5份；二月桂酸二丁基锡5份；苯丙乳液5份；三聚磷酸钠5份；气相三氧化二铝5份；硅酸铝纤维5份；磷酸三异丙基苯酯5份；碳酸铵5份；钛白粉5份；增韧剂5份；凝固剂5份；稀释剂5份；铁粉5份；硅溶胶5份。

作为本发明的优选方案，所述石墨烯的粒径为25-60nm。

本发明还提供了一种石墨烯耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、按照石墨烯基耐磨涂料的组成进行配料；

(2)、按照配方量首先加入石墨烯、聚酰亚胺、氮化铝、甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液和有机硅改性氟碳树脂，研磨机研磨混合3min，随后再加入桉叶油，用高速搅拌机搅拌25min；

(3)、在45℃下再加入丙烯酸、2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚、二月桂酸二丁基锡、苯丙乳液、三聚磷酸钠、气相三氧化二铝、硅酸铝纤维、磷酸三异丙基苯酯、碳酸铵、钛白粉、增韧剂、凝固剂、稀释剂、铁粉和硅溶胶，并搅拌40min，得到石墨烯耐磨涂料。

通过上述技术手段的应用，本发明具有如下有益效果：

(1)、采用石墨烯、聚酰亚胺、氮化铝、甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液、有机硅改性氟碳树脂和桉叶油作为石墨烯耐磨涂料的主要成分，石墨烯作为涂料的主要成分，不仅能提高导电性或耐盐雾性能，同时还能进一步降低涂层厚度,增加对基材的附着力，提升涂料的耐磨性，而树脂与有机硅改性氟碳树脂的复合使用，将大大增强石墨烯耐磨涂料的耐磨、耐腐蚀以及耐酸碱的性能；而无机材料氮化铝以及甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液，由于自身对于涂料具有增强效果，作为主要成分使得该石墨烯耐磨涂料的耐磨性大大增强；桉叶油与其它几种原料的复合使用，不仅能够起到驱鸟的作用，还通过与树脂、甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液以及有机硅改性氟碳树脂的相容相交效果，促进各原料的协同作用。

(2)、选择丙烯酸、2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚、二月桂酸二丁基锡、苯丙乳液、三聚磷酸钠、气相三氧化二铝、硅酸铝纤维、磷酸三异丙基苯酯、碳酸铵、钛白粉、增韧剂、凝固剂、稀释剂、铁粉和硅溶胶为辅助成分，不仅使得该石墨烯耐磨涂料的耐磨、耐腐蚀、耐酸碱性能得到提高，还是使得该石墨烯耐磨涂料具有较好的疏水性能、并且由于添加了太阳能选择性吸收功能铁粉和硅溶胶组合，使得该石墨烯耐磨涂料能够用于太阳能相关的电力电网户外设备。

(3)、该石墨烯耐磨涂料制备工艺简单，易于工业化，原料来源广泛，非常适合应用于生产。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

本实施例所提供的石墨烯耐磨涂料由如下重量份物质组成：石墨烯35份；聚酰亚胺35份；氮化铝35份；甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液35份；有机硅改性氟碳树脂35份；桉叶油35份；丙烯酸5份；2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚5份；二月桂酸二丁基锡5份；苯丙乳液5份；三聚磷酸钠5份；气相三氧化二铝5份；硅酸铝纤维5份；磷酸三异丙基苯酯5份；碳酸铵5份；钛白粉5份；增韧剂5份；凝固剂5份；稀释剂5份；铁粉5份；硅溶胶5份。其中所述石墨烯的粒径为30nm。

本实施例的石墨烯耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)、按照石墨烯耐磨涂料的组成进行配料；(2)、按照配方量首先加入石墨烯、聚酰亚胺、氮化铝、甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液和有机硅改性氟碳树脂，研磨机研磨混合3min，随后再加入桉叶油，用高速搅拌机搅拌25min；(3)、在45℃下再加入丙烯酸、2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚、二月桂酸二丁基锡、苯丙乳液、三聚磷酸钠、气相三氧化二铝、硅酸铝纤维、磷酸三异丙基苯酯、碳酸铵、钛白粉、增韧剂、凝固剂、稀释剂、铁粉和硅溶胶，并搅拌40min，得到石墨烯耐磨涂料。

实施例2

本实施例所提供的石墨烯耐磨涂料由如下重量份物质组成：石墨烯46份；聚酰亚胺46份；氮化铝46份；甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液46份；有机硅改性氟碳树脂46份；桉叶油46份；丙烯酸6份；2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚6份；二月桂酸二丁基锡6份；苯丙乳液6份；三聚磷酸钠6份；气相三氧化二铝6份；硅酸铝纤维6份；磷酸三异丙基苯酯6份；碳酸铵6份；钛白粉6份；增韧剂6份；凝固剂6份；稀释剂6份；铁粉6份；硅溶胶6份。其中所述石墨烯的粒径为30nm。

本实施例的石墨烯耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)、按照石墨烯耐磨涂料的组成进行配料；(2)、按照配方量首先加入石墨烯、聚酰亚胺、氮化铝、甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液和有机硅改性氟碳树脂，研磨机研磨混合3min，随后再加入桉叶油，用高速搅拌机搅拌25min；(3)、在45℃下再加入丙烯酸、2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚、二月桂酸二丁基锡、苯丙乳液、三聚磷酸钠、气相三氧化二铝、硅酸铝纤维、磷酸三异丙基苯酯、碳酸铵、钛白粉、增韧剂、凝固剂、稀释剂、铁粉和硅溶胶，并搅拌40min，得到电力电网户外设备用石墨烯耐磨涂料。

实施例3

本实施例所提供的石墨烯耐磨涂料由如下重量份物质组成：石墨烯30份；聚酰亚胺30份；氮化铝30份；甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液30份；有机硅改性氟碳树脂30份；桉叶油30份；丙烯酸1份；2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚1份；二月桂酸二丁基锡1份；苯丙乳液1份；三聚磷酸钠1份；气相三氧化二铝1份；硅酸铝纤维1份；磷酸三异丙基苯酯1份；碳酸铵1份；钛白粉1份；增韧剂1份；凝固剂1份；稀释剂1份；铁粉1份；硅溶胶1份；其中所述石墨烯的粒径为40nm。

本实施例的石墨烯耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)、按照石墨烯耐磨涂料的组成进行配料；(2)、按照配方量首先加入石墨烯、聚酰亚胺、氮化铝、甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液和有机硅改性氟碳树脂，研磨机研磨混合3min，随后再加入桉叶油，用高速搅拌机搅拌25min；(3)、在45℃下再加入丙烯酸、2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚、二月桂酸二丁基锡、苯丙乳液、三聚磷酸钠、气相三氧化二铝、硅酸铝纤维、磷酸三异丙基苯酯、碳酸铵、钛白粉、增韧剂、凝固剂、稀释剂、铁粉和硅溶胶，并搅拌40min，得到石墨烯耐磨涂料。

实施例4

本实施例所提供的石墨烯耐磨涂料由如下重量份物质组成：石墨烯25份；聚酰亚胺25份；氮化铝25份；甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液25份；有机硅改性氟碳树脂25份；桉叶油25份；丙烯酸16份；2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚16份；二月桂酸二丁基锡16份；苯丙乳液16份；三聚磷酸钠16份；气相三氧化二铝16份；硅酸铝纤维16份；磷酸三异丙基苯酯16份；碳酸铵16份；钛白粉16份；增韧剂16份；凝固剂16份；稀释剂16份；铁粉16份；硅溶胶16份。其中所述石墨烯的粒径为40nm。

本实施例的石墨烯耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)、按照石墨烯耐磨涂料的组成进行配料；(2)、按照配方量首先加入石墨烯、聚酰亚胺、氮化铝、甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液和有机硅改性氟碳树脂，研磨机研磨混合3min，随后再加入桉叶油，用高速搅拌机搅拌25min；(3)、在45℃下再加入丙烯酸、2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚、二月桂酸二丁基锡、苯丙乳液、三聚磷酸钠、气相三氧化二铝、硅酸铝纤维、磷酸三异丙基苯酯、碳酸铵、钛白粉、增韧剂、凝固剂、稀释剂、铁粉和硅溶胶，并搅拌40min，得到石墨烯耐磨涂料。

对实施例1-4所制备的石墨烯耐磨涂料涂覆在电力电网户外设备上并进行盐雾试验以及划伤性能结果，结果如下：

	耐腐蚀性(盐雾试验)	划伤性
			实施例1	645小时	0
实施例2	644小时	0
			实施例3	656小时	0
实施例4	651小时	0

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种石墨烯耐磨涂料，其特征在于：该石墨烯耐磨涂料由如下重量份物质组成：石墨烯25-55份；聚酰亚胺25-55份；氮化铝25-55份；甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液25-55份；有机硅改性氟碳树脂25-55份；桉叶油25-55份；丙烯酸1-16份；2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚1-16份；二月桂酸二丁基锡1-16份；苯丙乳液1-16份；三聚磷酸钠1-16份；气相三氧化二铝1-16份；硅酸铝纤维1-16份；磷酸三异丙基苯酯1-16份；碳酸铵1-16份；钛白粉1-16份；增韧剂1-16份；凝固剂1-16份；稀释剂1-16份；铁粉1-16份；硅溶胶1-16份。

2.根据权利要求1所述的石墨烯耐磨涂料，其特征在于：该石墨烯耐磨涂料由如下重量份物质组成：石墨烯35份；聚酰亚胺35份；氮化铝35份；甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液35份；有机硅改性氟碳树脂35份；桉叶油35份；丙烯酸5份；2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚5份；二月桂酸二丁基锡5份；苯丙乳液5份；三聚磷酸钠5份；气相三氧化二铝5份；硅酸铝纤维5份；磷酸三异丙基苯酯5份；碳酸铵5份；钛白粉5份；增韧剂5份；凝固剂5份；稀释剂5份；铁粉5份；硅溶胶5份。

3.根据权利要求1或3所述的石墨烯耐磨涂料，其特征在于：所述石墨烯的粒径为25-60nm。

4.一种制备如权利要求1所述的石墨烯耐磨涂料的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、按照石墨烯基耐磨涂料的组成进行配料；

(2)、按照配方量首先加入石墨烯、聚酰亚胺、氮化铝、甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚物乳液和有机硅改性氟碳树脂，研磨机研磨混合3min，随后再加入桉叶油，用高速搅拌机搅拌25min；

(3)、在45℃下再加入丙烯酸、2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚、二月桂酸二丁基锡、苯丙乳液、三聚磷酸钠、气相三氧化二铝、硅酸铝纤维、磷酸三异丙基苯酯、碳酸铵、钛白粉、增韧剂、凝固剂、稀释剂、铁粉和硅溶胶，并搅拌40min，得到石墨烯耐磨涂料。