CN107815150A - 一种石墨烯隔热轻质涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种石墨烯隔热轻质涂料，由以下重量份数配比：碳酸钙7~10份、滑石粉3~5份、石膏粉3~5份、钛白粉15~25份、气相二氧化硅0.5~2份、石墨烯粉末2~4份、表面活性剂0.1~1份、消泡剂0.01~0.1份、成膜剂3~8份、杀菌防霉剂0.02～0.1份和水30~90份。以碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅、石墨烯为原料，配以其他辅料，制备得到一种新型石墨烯隔热轻质涂料，该涂料的石墨烯会在涂料中形成纳米网状架构，使涂料具有坚实性和牢固的骨架，隔热涂料的附着力更加牢固，更具有超耐久性，使得隔热性能佳。涂料自身选用的材料质量轻，运输和涂覆方便。

Description

一种石墨烯隔热轻质涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种涂料，更具体地，涉及一种石墨烯隔热轻质涂料及其制备 方法和应用。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体 表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液 为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的 粘稠液体。
目前，公知的涂料在建筑、车辆、军事、装饰、船舶行业用量大，与人们 的生活息息相关，但绝大多数涂料本身没隔热功能，且需要涂覆较厚的涂料， 涂覆和运输不便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种石墨烯隔热轻质涂 料及其制备方法和应用，以碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅、 石墨烯为原料，配以其他辅料，制备得到一种新型石墨烯隔热轻质涂料，该涂 料的石墨烯会在涂料中形成纳米网状架构，使涂料具有坚实性和牢固的骨架， 隔热涂料的附着力更加牢固，更具有超耐久性，使得隔热性能佳。涂料自身选 用的材料质量轻，运输和涂覆方便。
本发明的另一目的在于公开石墨烯隔热轻质涂料的制备方法及应用。
本发明提供一种石墨烯隔热轻质涂料，由以下重量份数配比：由以下重量 份数配比：碳酸钙7～10份、滑石粉3～5份、石膏粉3～5份、钛白粉15～25份、 气相二氧化硅0.5～2份、石墨烯粉末2～4份、表面活性剂0.1～1份、消泡剂0.01～0.1 份、成膜剂3～8份、杀菌防霉剂0.02～0.1份和水30～90份。
进一步优选地，由以下重量份数配比：碳酸钙8份、滑石粉5份、石膏粉5 份、钛白粉20份、气相二氧化硅1.2份、石墨烯粉末2份、表面活性剂0.5份、 消泡剂0.05份、成膜剂5份、杀菌防霉剂0.05份和水50份。
进一步地，所述表面活性剂为为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂， 阴离子表面活性剂为聚硅氧烷、LAS的任意一种；所述非离子表面活性剂为 CF-10、AEO-9的任意一种。
进一步地，所述消泡剂为聚丙烯酸钠、非硅酮有机酯碳氢化合物的至少一 种。
进一步地，所述杀菌防腐剂为5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮。
进一步地，所述成膜剂为乙酸锰、硅烷偶联剂中的一种或几种。
进一步地，所述轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅、 石墨烯粉末均为粉末状，粒径为20～40微米。
本发明的另一目的在于公开上述石墨烯隔热轻质涂料的制备方法，包括以 下步骤：
S1.将上述粒径的轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅混 合制得混合物料，搅拌均匀；备用；
S2.将表面活性剂、成膜剂、杀菌防腐剂、溶于去离子水中，搅拌至均一透 明；
S3.将S1所述的混合物料溶于步骤S2中，将石墨烯粉末、消泡剂依次加 入其中，搅拌10～30min。
本发明的另一目的在于公开上述石墨烯隔热轻质涂料的用途，用于墙面漆 或耐热墙漆。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明公开的石墨烯隔热轻质涂料选用常见的工业原料，通过科学地配比， 以碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅、石墨烯为原料，配以其 他辅料，制备得到一种新型石墨烯隔热轻质涂料，该涂料的石墨烯会在涂料中 形成纳米网状架构，使涂料具有坚实性和牢固的骨架，隔热涂料的附着力更加 牢固，更具有超耐久性，使得隔热性能佳。涂料自身选用的材料质量轻，运输 和涂覆方便。
本发明的涂料使用安全环保，制备工艺简单易于推广，制备成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。除非特别说明，本发明实施 例使用的各种原料均可以通过常规市购得到，或根据本领域的常规方法制备得 到，所用设备为实验常用设备。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专 业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1
(1)石墨烯隔热轻质涂料
本实施例的石墨烯隔热轻质涂料，由以下重量份数配比：碳酸钙7份、滑 石粉5份、石膏粉5份、钛白粉15份、气相二氧化硅2份、石墨烯粉末2份、 表面活性剂1份、消泡剂0.01份、成膜剂8份、杀菌防霉剂0.1份和水90份。
其中，表面活性剂为选阴离子表面活性剂聚硅氧烷，为聚丙烯酸钠，杀菌 防腐剂为5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮，成膜助剂为乙酸锰，消泡剂为非硅酮 有机酯碳氢化合物；轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅、 石墨烯粉末均为粉末状，粒径为20微米。
(2)石墨烯隔热轻质涂料的制备方法
本实施例的石墨烯隔热轻质涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1.将上述粒径的纳米二氧化钛、水泥、碳酸钙、氧化铁红、气相二氧化硅 进行混合制得混合物料，搅拌均匀；备用；
S2.将表面活性剂、成膜剂、杀菌防腐剂、溶于去离子水中，搅拌至均一透 明；
S3.将S1所述的混合物料溶于步骤S2中，将石墨烯粉末、消泡剂依次加 入其中，搅拌10min。
实施例2
(1)石墨烯隔热轻质涂料
本实施例的石墨烯隔热轻质涂料，由以下重量份数配比：碳酸钙10份、滑 石粉3份、石膏粉3份、钛白粉25份、气相二氧化硅0.5份、石墨烯粉末4份、 表面活性剂0.1份、消泡剂0.1份、成膜剂3份、杀菌防霉剂0.02份和水30份。
其中，表面活性剂为选阴离子表面活性剂聚硅氧烷，为LAS，杀菌防腐剂 为5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮，消泡剂为聚丙烯酸钠；成膜剂为乙酸锰、硅 烷偶联剂的两种按质量比1:2混合；轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气 相二氧化硅、石墨烯粉末均为粉末状，粒径为40微米。
(2)石墨烯隔热轻质涂料的制备方法
本实施例的石墨烯隔热轻质涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1.将上述粒径的轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅混 合制得混合物料，搅拌均匀；备用；
S2.将表面活性剂、成膜剂、杀菌防腐剂、溶于去离子水中，搅拌至均一透 明；
S3.将S1所述的混合物料溶于步骤S2中，将石墨烯粉末、消泡剂依次加 入其中，搅拌30min。
实施例3
(1)石墨烯隔热轻质涂料
本实施例的石墨烯隔热轻质涂料，由以下重量份数配比：由以下重量份数 配比：碳酸钙8份、滑石粉5份、石膏粉5份、钛白粉20份、气相二氧化硅1.2 份、石墨烯粉末2份、表面活性剂0.5份、消泡剂0.05份、成膜剂5份、杀菌 防霉剂0.05份和水50份。
其中，表面活性剂为选非离子表面活性剂聚硅氧烷，为CF-10，杀菌防腐剂 为5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮，消泡剂为聚丙烯酸钠；成膜剂为硅烷偶联剂， 轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅、石墨烯粉末均为粉末 状，粒径为30微米。
(2)石墨烯隔热轻质涂料的制备方法
本实施例的石墨烯隔热轻质涂料的制备方法，包括以下步骤：
将上述粒径的轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅混合 制得混合物料，搅拌均匀；备用；
S2.将表面活性剂、成膜剂、杀菌防腐剂、溶于去离子水中，搅拌至均一透 明；
S3.将S1所述的混合物料溶于步骤S2中，将石墨烯粉末、消泡剂依次加 入其中，搅拌20min。
实施例4
(1)石墨烯隔热轻质涂料
本实施例的石墨烯隔热轻质涂料，由以下重量份数配比：由以下重量份数 配比：碳酸钙8份、滑石粉4份、石膏粉3份、钛白粉20份、气相二氧化硅1.5 份、石墨烯粉末3份、表面活性剂0.5份、消泡剂0.05份、成膜剂6份、杀菌 防霉剂0.08份和水60份。
其中，表面活性剂为AEO-9，消泡剂为非硅酮有机酯碳氢化合物，杀菌防 腐剂为5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮，成膜剂为乙酸锰；纳米二氧化钛、水泥、 碳酸钙、氧化铁红、气相二氧化硅、石墨烯粉末均为粉末状，粒径为30微米。
(2)石墨烯隔热轻质涂料的制备方法
本实施例的石墨烯隔热轻质涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1.将上述粒径的轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅混 合制得混合物料，搅拌均匀；备用；
S2.将表面活性剂、成膜剂、杀菌防腐剂、溶于去离子水中，搅拌至均一透 明；
S3.将S1所述的混合物料溶于步骤S2中，将石墨烯粉末、消泡剂依次加 入其中，搅拌25min。
将实施例1～实施例4制备得到的石墨烯隔热轻质涂料进行涂覆厚度、导热 系数和耐火时间，其结果见表1.
由实施例1～实施例4制备得到的石墨烯隔热轻质涂料用于墙内乳胶漆或耐 热墙漆。
表1
涂层厚度(mm) 导热系数(W/m.K) 耐火时间(h)
实施例1 7 0.036 3.0
实施例2 7 0.030 2.9
实施例3 7 0.021 3.5
实施例4 7 0.025 3.3

Claims (9)

1.一种石墨烯隔热轻质涂料，其特征在于，由以下重量份数配比：碳酸钙7~10份、滑石粉3~5份、石膏粉3~5份、钛白粉15~25份、气相二氧化硅0.5~2份、石墨烯粉末2~4份、表面活性剂0.1~1份、消泡剂0.01~0.1份、成膜剂3~8份、杀菌防霉剂0.02～0.1份和水30~90份。
2.根据权利要求1所述石墨烯隔热轻质涂料，其特征在于，由以下重量份数配比：碳酸钙8份、滑石粉5份、石膏粉5份、钛白粉20份、气相二氧化硅1.2份、石墨烯粉末2份、表面活性剂0.5份、消泡剂0.05份、成膜剂5份、杀菌防霉剂0.05份和水50份。
3.根据权利要求1所述石墨烯隔热轻质涂料，其特征在于，所述表面活性剂为选阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂为聚硅氧烷、LAS的任意一种；所述非离子表面活性剂为CF-10、AEO-9的任意一种。
4.根据权利要求1所述石墨烯隔热轻质涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚丙烯酸钠、非硅酮有机酯碳氢化合物的至少一种。
5.根据权利要求1所述石墨烯隔热轻质涂料，其特征在于，所述杀菌防腐剂为5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮。
6.根据权利要求1所述石墨烯隔热轻质涂料，其特征在于，所述轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅、石墨烯粉末均为粉末状，粒径为20~40微米。
7.根据权利要求1或2所述石墨烯隔热轻质涂料，其特征在于，所述成膜剂为乙酸锰、硅烷偶联剂中的一种或几种。
8.一种根据权利要求1~7任意一项所述石墨烯隔热轻质涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将上述粒径的轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、气相二氧化硅混合制得混合物料，搅拌均匀；备用；
S2. 将表面活性剂、成膜剂、杀菌防腐剂、溶于去离子水中，搅拌至均一透明；
S3. 将S1所述的混合物料溶于步骤S2中，将石墨烯粉末、消泡剂依次加入其中，搅拌10~30min。
9.根据权利要求1~8任意一项所述石墨烯隔热轻质涂料用于墙面漆或耐热墙漆。
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