CN106554652A

CN106554652A - 改性石墨烯添加剂及其在地坪漆中的应用

Info

Publication number: CN106554652A
Application number: CN201510622903.8A
Authority: CN
Inventors: 吕艳红; 孟良; 董方伟; 王霄飞; 孙明娟; 侯士峰
Original assignee: Special Novel Material Science And Technology Ltd Of Qingdao Rayleigh
Current assignee: Special Novel Material Science And Technology Ltd Of Qingdao Rayleigh
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2017-04-05

Abstract

本发明属于化工涂料领域，涉及地坪漆，尤其涉及一种改性石墨烯添加剂及其在地坪漆中的应用。按照重量份数，所提供的改性石墨烯添加剂包括以下成份：石墨烯1份～10份；氧化铝5份～15份；二氧化钛1份～10份；分散剂0.1份～1.0份；去离子水50份～90份。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于,本发明利用石墨烯的特性，有效的隔绝腐蚀介质，最终提高了地坪漆的耐腐蚀性能，同时，石墨烯具有极大的比表面积和很强的吸附能力，从而提高了地坪漆的耐磨性，再者，将石墨烯以添加剂形式加入水性环氧树脂地坪漆中，能够充分结合环氧树脂两种材料的优良特性，使地坪漆具有优良的耐腐蚀特性。

Description

改性石墨烯添加剂及其在地坪漆中的应用

技术领域

本发明属于化工涂料领域，涉及地坪漆，尤其涉及一种改性石墨烯添加剂及其在地坪漆中的应用。

背景技术

地坪漆是一种用于装饰、防腐、耐磨以及防静电的涂料，具有亮丽、真实、美观、耐磨、防水、防腐、防静电等特点。目前，在地坪涂料领域中，溶剂型涂料仍占主导地位，传统的溶剂型地坪涂料和无溶剂型地坪涂料中存在着许多挥发性溶剂和改善黏度的活性稀释剂，对人体和环境存在不同程度的危害：1)涂料中含有大量的VOC，其在使用过程中会向外挥发出大量的有毒化学物质，其中、苯、甲醛、二甲苯都是有毒有害的化学气体；2)这些挥发到大气中的有机溶剂同时也造成了很严重的石油资源浪费；3)油性涂料属易燃易爆物品，在生产和使用过程中存在非常大的安全隐患；4)长期接触油性涂料的工人，其生命安全受到威胁。

近年来，随着国家环保和工人劳动保护的加强，以水取代有机溶剂的地坪涂料工艺已经成为地坪漆发展的重要方向。目前，水性地坪漆受到闪锈、水分挥发、耐磨性、防污性、防静电等一系列影响，性能方面无法与成熟的油性地坪漆相比。

发明内容

本发明针对上述的水性地坪漆相对于油性地坪漆的不足之处，提出一种配方合理、工艺简单且能够提高水性地坪漆性能的改性石墨烯添加剂及其在地坪漆中的应用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为,本发明提供一种改性石墨烯添加剂，按照重量份数包括以下成份：

作为优选，所述氧化铝为纳米级氧化铝。

作为优选，所述二氧化钛为纳米级二氧化钛。

作为优选，所述所述分散剂为聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸钠盐中的任意一种物质。

本发明还提供一种添加有上述改性石墨烯添加剂的地坪漆，包括A和B两组重要组份，其中，所述A组份按照重量份数包括以下成份：

所述B组份按照重量份数包括以下成份：

水性环氧树脂： 10份～20份；

助溶剂 0.8份～1.2份。

作为优选，所述地坪漆中A组份与B组份之间的质量比为4:1～6:1。

作为优选，所述成品助剂为分散剂，润湿剂，消泡剂，流平剂和流变剂中的至少一种物质；其中，各物质的优选添加量为：

所述填料为蜡粉和钛白粉，其中，各物质的优选添加量为：

蜡粉 1份～3份；

钛白粉 10份～50份。

作为优选，所述固化剂为水性环氧固化剂、可水溶性含异氰酸根的聚合物中的任意一种物质；所述分散剂为聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸钠盐中的任意一种物质；所述润湿剂为脂肪酸酯硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯改性剂中的至少一种物质；所述消泡剂为憎水型聚硅氧烷类消泡剂、矿物油、有机二氧化硅改性剂、硅酮类消泡剂中的任意一种物质；所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷；所述流变剂为缔合型丙烯酸酯、聚氨酯流变剂中的任意一种物质。

作为优选，所述钛白粉为金红石型钛白粉，所述蜡粉为聚四氟乙烯。

作为优选，所述助溶剂为异丙醇、乙二醇、丙三醇中的任意一种物质。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于,

1、本发明利用石墨烯的特性，有效的隔绝腐蚀介质，最终提高了地坪漆的耐腐蚀性能，同时，石墨烯具有极大的比表面积和很强的吸附能力，从而提高了地坪漆的耐磨性，再者，将石墨烯以添加剂形式加入水性环氧树脂地坪漆中，能够充分结合环氧树脂两种材料的优良特性，使地坪漆具有优良的耐腐蚀特性。

2、本发明利用石墨烯良好的导电特性，提高了地坪漆导静电性能的目的，其表面电阻为10³～10⁵Ω，在生产车间使用地坪漆领域具有广泛的用途。

3、本发明提供的地坪漆可替代油性产品，有机溶剂使用和排放大大减少，对施工人员的身体损害大大降低，达到降低VOC排放的目的，绿色、环保；同时，本发明具备较强的耐磨、耐污性能，施工性提高，表面更易清洁，不留水渍，使用成本与油性产品相当，具有很好的市场价值。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1,本实施例所述使用改性石墨烯添加剂的水性耐磨防腐地坪漆以其制备方法，包括以下步骤：

(1)改性石墨烯添加剂：石墨烯2份，纳米氧化铝5份，纳米二氧化钛8份，分散剂0.3份，去离子水80份，利用机械化学效应原理(借助外界剪切力或撞击力等机械能使物质在介质中充分分散。通过对分散体系施加机械力引起体系内物理、化学性质变化以及伴随的一系列化学反应，达到分散的目的)，形成均匀的改性石墨烯添加剂备用。

(2)制备水性地坪漆

水性环氧固化剂15份，聚羧酸钠盐1份，脂肪酸酯硫酸盐1份，憎水型聚硅氧烷类消泡剂0.3份，聚四氟乙烯1份，金红石钛白粉15份，有机改性聚二甲基硅氧烷0.2份，缔合型丙烯酸酯0.2份，去离子水20份，将上述物质高速分散、研磨后，再在搅拌状态下缓慢加入改性石墨烯添加剂10份，制成A组份分备用。

将水性环氧树脂12份与异丙醇0.8份分散均匀，制成B组份备用。

将A组分与B组分按照质量比4:1的比例混合，搅拌均匀，即制得成品。

表1：实施例1提供的水性地坪漆与传统油性地坪漆的试验对比

实施例2、本实施例提供一种使用改性石墨烯添加剂的水性耐磨防腐地坪漆以其制备方法，包括以下步骤：

(1)改性石墨烯添加剂：石墨烯5份，纳米氧化铝5份，纳米二氧化钛10份，聚丙烯酸钾盐0.4份，去离子水85份，利用机械化学效应原理(借助外界剪切力或撞击力等机械能使物质在介质中充分分散。通过对分散体系施加机械力引起体系内物理、化学性质变化以及伴随的一系列化学反应，达到分散的目的)，形成均匀的改性石墨烯添加剂备用。

(2)制备水性地坪漆

水性环氧固化剂20份，聚丙烯酸钾盐1.5份，烷基酚聚氧乙烯醚1.5份，硅酮类消泡剂0.4份，聚四氟乙烯1.2份，金红石钛白粉15份，有机改性聚二甲基硅氧烷0.3份，聚氨酯流变剂0.3份，去离子水25份，将上述组分高速分散、研磨后，再在搅拌状态下缓慢加入石墨烯添加剂5份，制成A组分备用。

将水性环氧树脂15份与乙二醇1份分散均匀，制成B组分备用。

将A组分与B组分按照质量比6:1的比例混合，搅拌均匀，即制得成品。

表2：实施例2提供的水性地坪漆与传统油性地坪漆的试验对比

实施例3、本实施例提供一种使用改性石墨烯添加剂的水性耐磨防腐地坪漆以其制备方法，包括以下步骤：

(1)改性石墨烯添加剂：石墨烯5份，纳米氧化6份，纳米二氧化15份，分散剂0.4份，去离子水90份，利用机械化学效应原理(借助外界剪切力或撞击力等机械能使物质在介质中充分分散。通过对分散体系施加机械力引起体系内物理、化学性质变化以及伴随的一系列化学反应，达到分散的目的)，形成均匀的石墨烯添加剂备用。

(2)制备水性地坪漆

可水溶性含异氰酸根的聚合物25份，聚丙烯酸钠盐1.8份，脂肪酸酯硫酸盐1.5份，憎水型聚硅氧烷类消泡剂0.4份，聚四氟乙烯1.2份，金红石钛白粉20份，有机改性聚二甲基硅氧烷0.3份，缔合型丙烯酸酯0.3份，去离子水30份，将上述组分高速分散、研磨后，再在搅拌状态下缓慢加入石墨烯添加剂20份，制成A组分备用。

将水性环氧树脂18份与丙三醇1份分散均匀，制成B组分备用。

将A组分与B组分按照质量比5.5:1的比例混合，搅拌均匀，即制得成品。

表3：实施例3提供的水性地坪漆与传统油性地坪漆的试验对比

通过表1、表2、表3的试验结果可知，本发明提供的技术方案能够使水性地坪漆的性能参数完全达到油性地坪漆的性能参数，并且，大多数性能参数均超过油性地坪漆的性能参数，使用本发明提供的水性地坪漆能够完全替代现有的油性地坪漆，达到环保、安全的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种改性石墨烯添加剂，其特征在于,按照重量份数包括以下成份：

2.根据权利要求1所述的改性石墨烯添加剂，其特征在于,所述氧化铝为纳米级氧化铝。

3.根据权利要求1所述的改性石墨烯添加剂，其特征在于,所述二氧化钛为纳米级二氧化钛。

4.根据权利要求1所述的改性石墨烯添加剂，其特征在于,所述分散剂为聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸钠盐中的任意一种物质。

5.一种添加上述权利要求1～4任一项所述的改性石墨烯添加剂的地坪漆，其特征在于，包括A和B两组重要组份，其中，所述A组份按照重量份数包括以下成份：

所述B组份按照重量份数包括以下成份：

水性环氧树脂： 10份～20份；

助溶剂 0.8份～1.2份。

6.根据权利要求5所述的地坪漆，其特征在于，所述地坪漆中A组份与B组份之间的质量比为4:1～6:1。

7.根据权利要求6所述的地坪漆，其特征在于，其特征在于，所述成品助剂为分散剂，润湿剂，消泡剂，流平剂和流变剂中的至少一种物质；所述填料为蜡粉和钛白粉。

8.根据权利要求7所述的地坪漆，其特征在于，所述固化剂为水性环氧固化剂、可水溶性含异氰酸根的聚合物中的任意一种物质；所述分散剂为聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸钠盐中的任意一种物质；所述润湿剂为脂肪酸酯硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯改性剂中的至少一种物质；所述消泡剂为憎水型聚硅氧烷类消泡剂、矿物油、有机二氧化硅改性剂、硅酮类消泡剂中的任意一种物质；所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷；所述流变剂为缔合型丙烯酸酯、聚氨酯流变剂中的任意一种物质。

9.根据权利要求7所述的地坪漆，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉，所述蜡粉为聚四氟乙烯。

10.根据权利要求5所述的地坪漆，其特征在于，所述助溶剂为异丙醇、乙二醇、丙三醇中的任意一种物质。