CN107325668A - 含石墨烯的丙烯颜料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含石墨烯的丙烯颜料，其包含以下重量份的各组分：一种含石墨烯的丙烯颜料，其包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液15～30份；颜料粉2～15份；石墨烯浆料5～15份；乳化剂1～10份；填料10～35份；分散剂0.5～3.5份；消泡剂0.1～1.5份，水1～10份。本发明还提供一种含石墨烯的丙烯颜料的制备方法。

Description

含石墨烯的丙烯颜料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种含石墨烯的丙烯颜料及其制备方法。
背景技术
丙烯画颜料是二十世纪发现的新型绘画材料。二战期间，美国一批画家发现丙烯具有耐光、耐晒、抗雨水冲刷的优点，便将具有广泛工业用途的丙烯用来调制颜料，绘制街头墙体大型壁画。之后，水溶性的丙烯颜料出现，它即可象油画一样厚涂堆塑，又可以象水彩一样极度稀释，并同时保持浓艳漂亮的色彩。
随着丙烯颜料的应用市场逐步走向高端领域，对丙烯颜料的性能提出了更高的要求，比如颜料的抗静电性、耐老化性、附着力、柔韧性、放霉变性等。为此，需要开发具有综合高性能的丙烯颜料。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种含石墨烯的丙烯颜料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
本发明提供一种含石墨烯的丙烯颜料，其包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液15～30份；颜料粉2～15份；石墨烯浆料5～15份；乳化剂1～10份；填料10～35份；分散剂0.5～3.5份；消泡剂0.1～1.5份，水1～10份。
本发明提供一种上述的含石墨烯的丙烯颜料的制备方法，其包括以下步骤：
(a)将石墨烯材料与画布主体胶进行混合，得到混合物；
(b)向所述混合物加入碳酸钙、助剂、滑石粉、钛白粉、超细硅酸铝、交联剂以及溶剂，并混合均匀，得到所述石墨烯涂层胶(a)将丙烯酸酯乳液、颜料粉、分散剂、一部分的水混合并研磨，得到第一浆料；
(b)向所述第一浆料加入填料、乳化剂、以及余量的水，并混合均匀，得到第二浆料；以及
(c)向所述第二浆料加入石墨烯浆料、消泡剂并混合均匀，得到含石墨烯的丙烯颜料。
本发明所述含石墨烯的丙烯颜料及其制备方法具有以下优点：第一，由于添加了石墨烯浆料，石墨烯浆料中的石墨烯材料具有优异的导电性能，石墨烯材料均匀分散于所述丙烯酸酯乳液中，而形成较好的导电网络，从而可将静电迅速传导，使得含石墨烯的丙烯颜料的抗静电性大大增强，而具有良好的应用前景；第二，所述石墨烯材料具有独特的片层结构，比表面积大，能够提高所述含石墨烯的丙烯颜料干燥后的柔韧性、抗渗透性及附着性；第三，石墨烯材料具有抗菌性能，因此，所述含石墨烯的丙烯颜料也具有抗菌性、不易生霉变质，利于颜料的长期保存。
所述含石墨烯的丙烯颜料的制备方法具有工艺简单、对操作者要求低的优点，易于产业化。
具体实施方式
下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种含石墨烯的丙烯颜料。所述含石墨烯的丙烯颜料包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液15～30份；颜料粉2～15份；石墨烯浆料5～15份；乳化剂1～10份；填料10～35份；分散剂0.5～3.5份；消泡剂0.1～1.5份，水1～10份。
优选的，所述含石墨烯的丙烯颜料包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液20～25份；颜料粉5～10份；石墨烯浆料8～12份；乳化剂5～8份；填料15～30份；分散剂1.5～2.5份；消泡剂0.5～1.0份，水3～8份。
所述石墨烯浆料为石墨烯材料与水的混合物。即，将石墨烯材料分散于水得到的浆料。由于石墨烯浆料中不含挥发性有机溶剂，因此所述石墨烯浆料的制备过程绿色环保，并且进一步得到的含石墨烯的丙烯颜料也不含有挥发性的有机溶剂，对人体伤害较小。所述石墨烯浆料中石墨烯材料的含量为5％，该石墨烯材料的含量的选择，是既考虑到当少于5％的含量时，石墨烯材料的导电性能及抗菌性能在丙烯颜料中体现并不明显；又考虑到大于5％的含量时，石墨烯材料难以有效分散的因素。换句话说，所述石墨烯浆料中石墨烯材料的含量选择为5％，兼顾了丙烯颜料的综合性能以及石墨烯材料的分散性的双重考虑。
所述石墨烯材料为单层石墨烯或者层数为2～100的多层石墨烯。所述石墨烯材料为本征态的石墨烯、改性石墨烯、氧化石墨烯中的至少一种，所述改性石墨烯为带有官能团的石墨烯，所述官能团为羟基、羧基、羰基、氨基、巯基中的至少一种。石墨烯材料为市售产品，购自宁波墨西科技有限公司。
所述填料、乳化剂、分散剂、及消泡剂的选择为本领域的常规选择。具体的，所述填料为纳米硫酸钡、纳米氧化钙、纳米锌钡白中的至少一种。所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的至少一种。所述分散剂为烷基酚聚乙烯醚、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基酚基醚中的至少一种。所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂和矿物油消泡剂中的至少一种。
丙烯酸酯乳液为市售本领域所用的产品，也可参考公开专利文件或论文中公开的配方制得。
本发明还提供一种含石墨烯的丙烯颜料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(a)将丙烯酸酯乳液、颜料粉、分散剂、一部分的水混合并研磨，得到第一浆料；
(b)向所述第一浆料加入填料、乳化剂、以及余量的水，并混合均匀，得到第二浆料；以及
(c)向所述第二浆料加入石墨烯浆料、消泡剂并混合均匀，得到含石墨烯的丙烯颜料。
上述制备方法中各组分的配比请参考上述含石墨烯的丙烯颜料中个组分的配比。
以下通过多个实施例做进一步的说明。
以下实施例中，石墨烯浆料为市售产品，购自宁波墨西科技有限公司。所使用的纳米硫酸钡、纳米氧化钙、纳米锌钡白均为纳米级颗粒，平均粒径小于1μm。
实施例1：
一种含石墨烯的丙烯颜料，包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液20份；颜料粉5份；石墨烯浆料8份；聚氧丙烯甘油醚2份；纳米硫酸钡20份；分散剂BYK-191 1份；乳化硅油0.5份，水8份。
制备方法如下：将丙烯酸酯乳液、颜料粉、分散剂投入搅拌机中进行混合搅拌，搅拌均匀后投入三辊机中进行研磨，得到第一浆料。再将第一浆料与乳化剂、纳米硫酸钡、分散剂、水在行星分散机中进行混合搅拌，得到第二浆料。最后将第二浆料与石墨烯浆料、消泡剂混合搅拌，得到含石墨烯的丙烯颜料。
实施例2：
一种含石墨烯的丙烯颜料，包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液25份；颜料粉5份；石墨烯浆料10份；聚氧丙烯甘油醚2份；纳米硫酸钡15份；BYK-191 0.8份；乳化硅油1份，水5份。制备方法同实施例1。
实施例3：
一种含石墨烯的丙烯颜料，包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液20份；颜料粉5份；石墨烯浆料8份；聚氧丙烯甘油醚3份；纳米氧化钙20份；BYK-191 0.5份；乳化硅油0.5份，水8份。
制备方法同实施例1。
实施例4：
一种含石墨烯的丙烯颜料，包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液25份；颜料粉5份；石墨烯浆料10份；聚氧丙烯甘油醚2份；纳米氧化钙15份；BYK-191 0.8份；乳化硅油1份，水5份。
制备方法同实施例1。
实施例5：
一种含石墨烯的丙烯颜料，包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液20份；颜料粉5份；石墨烯浆料10份；聚氧丙烯甘油醚3份；纳米锌钡白20份；BYK-191 0.5份；乳化硅油1份，水8份。制备方法同实施例1。
对实施例1～5所制备的含石墨烯的丙烯颜料进行以下性能测试，测试结果见表1。
(1)表面电阻率：按照GB/T 1410-2006标准进行测试。
(2)耐摩擦色牢度：按照GB/T 3920-2008标准进行测试。
(3)附着力等级：按照GB/T 9286-1998标准进行测试。
(4)防霉变：按照GB/T 21866-2008标准进行测试。
表1
由表1可知，本发明的含石墨烯的丙烯颜料具有优异的导电性和附着力，耐摩擦色牢度性能良好，且能够防霉变、环保，所述含石墨烯的丙烯颜料综合性能优异。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种含石墨烯的丙烯颜料，其特征在于，其包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液15～30份；颜料粉2～15份；石墨烯浆料5～15份；乳化剂1～10份；填料10～35份；分散剂0.5～3.5份；消泡剂0.1～1.5份，水1～10份。
2.一种如权利要求1所述的含石墨烯的丙烯颜料，其特征在于，其包含以下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液20～25份；颜料粉5～10份；石墨烯浆料8～12份；乳化剂5～8份；填料15～30份；分散剂1.5～2.5份；消泡剂0.5～1.0份，水3～8份。
3.一种如权利要求2所述的含石墨烯的丙烯颜料，其特征在于，所述石墨烯浆料为石墨烯材料与水的混合物，所述石墨烯浆料中石墨烯材料的含量为5％。
4.一种如权利要求1所述的含石墨烯的丙烯颜料，其特征在于，所述石墨烯材料为单层石墨烯或者层数为2～100的多层石墨烯。
5.一种如权利要求1所述的含石墨烯的丙烯颜料，其特征在于，所述石墨烯材料为本征态的石墨烯、改性石墨烯、氧化石墨烯中的至少一种，所述改性石墨烯为带有官能团的石墨烯，所述官能团为羟基、羧基、羰基、氨基、巯基中的至少一种。
6.一种如权利要求1所述的含石墨烯的丙烯颜料，其特征在于，所述填料为纳米硫酸钡、纳米氧化钙、纳米锌钡白中的至少一种。
7.一种如权利要求1所述的含石墨烯的丙烯颜料，其特征在于，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的至少一种，所述分散剂为烷基酚聚乙烯醚、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基酚基醚中的至少一种，所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂和矿物油消泡剂中的至少一种。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的含石墨烯的丙烯颜料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(a)将丙烯酸酯乳液、颜料粉、分散剂、一部分的水混合并研磨，得到第一浆料；
(b)向所述第一浆料加入填料、乳化剂、以及余量的水，并混合均匀，得到第二浆料；以及
(c)向所述第二浆料加入石墨烯浆料、消泡剂并混合均匀，得到含石墨烯的丙烯颜料。
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