CN108192388A - 一种石墨烯分子筛涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种石墨烯分子筛涂层，其由石墨烯母液50‑70份、分子筛20‑35份、填料5‑15份及粘合剂3‑10份组成，按重量份数计，该涂层使用寿命长、耐腐蚀性好、附着力强、延展性好，再加工性能好且提高了铝箔的导电率，其还具有加工后仍然能保持较好的散热、防腐性能的优点。
Description
技术领域
本发明涉及涂层材料领域，尤其涉及一种石墨烯分子筛涂层及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展，散热、防腐在各个领域都有着极大的需求。铝质材料具有散热重量轻、散热性能好，节能效果好可再生利用等特点。在散热、保温、外装饰等领域因其优越的性能被广泛应用于 ：机械、汽车、风力发电、工程机械、空压机、铁路机车、家用电器等行业领域。
但是，由于铝箔具有较高的化学活性，在空气中容易腐蚀 , 在一般场合使用寿命很短，为了克服铝箔自身的缺陷，同时还保留铝箔的原有性能，通过在铝箔上涂布功能性涂料，而更进一步拓展铝箔的用途是目前大家努力的方向。
目前采取最多的方法是在铝箔表面涂覆一涂层。石墨烯作为新型的二维材料，具有良好的导电性、导热性、机械性能，低电阻率等特点，目前已成为研究热点，被广泛应用。将石墨烯溶于溶剂后制备成浆料涂覆于铝基表面，能够起到保护铝基的作用，并且提高电导率。但是石墨烯涂层在固化后由于具有较高的比表面积，而铝箔为光滑金属表面，普通的粘结剂很难将两者进行牢固粘合，使涂层容易脱落，且防腐性能差，再者由于涂层与铝基连接不牢固，导致截面接触不够紧密，间接影响到了导电性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种石墨烯分子筛涂层，同时提出该石墨烯分子筛涂层的制备方法；该涂层使用寿命长、耐腐蚀性好、附着力强、延展性好，再加工性能好且提高了铝的导电率，其还具有加工后仍然能保持较好的散热、防腐性能的优点。
为解决上述技术问题，本发明一种石墨烯分子筛涂层，由下列成份组成，按重量份数计：
石墨烯母液 50-70份
分子筛 20-35份
填料 5-15份
粘合剂 3-10份。
上述的一种石墨烯分子筛涂层，其中，所述石墨烯母液由纳米级石墨烯及分散剂组成，纳米级石墨烯：分散剂为0.5：2，按重量比计；所述分散剂由聚丙烯酰胺、苯并三氮唑、丙烯酸、乙醇、二乙醇胺及水组成，聚丙烯酰胺：苯并三氮唑：丙烯酸：乙醇：二乙醇胺：水为1：0.8：1.5：2：1，按重量比计。
上述的一种石墨烯分子筛涂层，其中，所述填料由二氧化硅、膨润土、氧化铝、硅藻土及矿粉组成；二氧化硅：膨润土：氧化铝：矿粉为1：1.5：0.8：1.2：0.6，按重量比计。
上述的一种石墨烯分子筛涂层，其中，所述分子筛选用上海久宙化学品有限公司生产的活化分子筛。
上述的一种石墨烯分子筛涂层，其中，所述粘合剂由聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、水及乙酸乙酯 组成，聚甲基丙烯酸酯：聚乙烯醇：二苯基甲烷二异氰酸酯：水：乙酸乙酯为1：0.8：0.8：1.5：1，按重量比计。
上述的一种石墨烯分子筛涂层的制备方法，其包括如下步骤 ：
步骤一，制备石墨烯母液，在纳米级石墨烯加入分散剂，进行超声波震荡形成母液，超声波频率为 10 ～ 30kHZ，震荡时间 0.5-3 小时；纳米级石墨烯：分散剂为0.5：2，按重量比计；所述分散剂由聚丙烯酰胺、苯并三氮唑、丙烯酸、乙醇、二乙醇胺及水组成，聚丙烯酰胺：苯并三氮唑：丙烯酸：乙醇：二乙醇胺：水为1：0.8：1.5：2：1，按重量比计；
步骤二，将聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、水及乙酸乙酯混合搅拌均匀，形成粘合剂；聚甲基丙烯酸酯：聚乙烯醇：二苯基甲烷二异氰酸酯：水：乙酸乙酯为1：0.8：0.8：1.5：1，按重量比计；
步骤三，将二氧化硅、膨润土、氧化铝、硅藻土及矿粉混合搅拌均匀，然后加热至 500℃后保温 1h 使其活化，冷却至常温后，再将其冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为此小时，再放入碾磨设备中进行超细粉碎至颗粒在100nm以下，碾磨时通入氮气，再搅拌均匀，形成填料；
步骤四、将石墨烯母液、分子筛、填料及粘合剂混合搅拌均匀即可。
本发明的有益效果 ：该涂层使用寿命长、耐腐蚀性好、附着力强、延展性好，再加工性能好，应用在铝箔表面，大大提高了铝箔的导电率，其还具有加工后仍然能保持较好的散热、防腐性能的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐明。
实施例1
一种石墨烯分子筛涂层，步骤一，制备石墨烯母液，在纳米级石墨烯加入分散剂，进行超声波震荡形成母液，超声波频率为 10 HZ，震荡时间 0.5 小时；纳米级石墨烯：分散剂为0.5：2，按重量比计；所述分散剂由聚丙烯酰胺、苯并三氮唑、丙烯酸、乙醇、二乙醇胺及水组成，聚丙烯酰胺：苯并三氮唑：丙烯酸：乙醇：二乙醇胺：水为1：0.8：1.5：2：1，按重量比计；步骤二，将聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、水及乙酸乙酯混合搅拌均匀，形成粘合剂；聚甲基丙烯酸酯：聚乙烯醇：二苯基甲烷二异氰酸酯：水：乙酸乙酯为1：0.8：0.8：1.5：1，按重量比计；步骤三，将二氧化硅、膨润土、氧化铝、硅藻土及矿粉混合搅拌均匀，然后加热至 500℃后保温 1h 使其活化，冷却至常温后，再将其冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为此小时，再放入碾磨设备中进行超细粉碎至颗粒在100nm以下，碾磨时通入氮气，再搅拌均匀，形成填料；步骤四、将石墨烯母液50份、分子筛20份、填料5份及粘合剂3份混合搅拌均匀即可。
实施例2
一种石墨烯分子筛涂层，步骤一，制备石墨烯母液，在纳米级石墨烯加入分散剂，进行超声波震荡形成母液，超声波频率为 15kHZ，震荡时间3 小时；纳米级石墨烯：分散剂为0.5：2，按重量比计；所述分散剂由聚丙烯酰胺、苯并三氮唑、丙烯酸、乙醇、二乙醇胺及水组成，聚丙烯酰胺：苯并三氮唑：丙烯酸：乙醇：二乙醇胺：水为1：0.8：1.5：2：1，按重量比计；步骤二，将聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、水及乙酸乙酯混合搅拌均匀，形成粘合剂；聚甲基丙烯酸酯：聚乙烯醇：二苯基甲烷二异氰酸酯：水：乙酸乙酯为1：0.8：0.8：1.5：1，按重量比计；步骤三，将二氧化硅、膨润土、氧化铝、硅藻土及矿粉混合搅拌均匀，然后加热至 500℃后保温 1h 使其活化，冷却至常温后，再将其冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为此小时，再放入碾磨设备中进行超细粉碎至颗粒在100nm以下，碾磨时通入氮气，再搅拌均匀，形成填料；步骤四、将石墨烯母液55份、分子筛25份、填料8份及粘合剂6份混合搅拌均匀即可。
实施例3
一种石墨烯分子筛涂层，步骤一，制备石墨烯母液，在纳米级石墨烯加入分散剂，进行超声波震荡形成母液，超声波频率为 20kHZ，震荡时间2.5 小时；纳米级石墨烯：分散剂为0.5：2，按重量比计；所述分散剂由聚丙烯酰胺、苯并三氮唑、丙烯酸、乙醇、二乙醇胺及水组成，聚丙烯酰胺：苯并三氮唑：丙烯酸：乙醇：二乙醇胺：水为1：0.8：1.5：2：1，按重量比计；步骤二，将聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、水及乙酸乙酯混合搅拌均匀，形成粘合剂；聚甲基丙烯酸酯：聚乙烯醇：二苯基甲烷二异氰酸酯：水：乙酸乙酯为1：0.8：0.8：1.5：1，按重量比计；步骤三，将二氧化硅、膨润土、氧化铝、硅藻土及矿粉混合搅拌均匀，然后加热至 500℃后保温 1h 使其活化，冷却至常温后，再将其冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为此小时，再放入碾磨设备中进行超细粉碎至颗粒在100nm以下，碾磨时通入氮气，再搅拌均匀，形成填料；步骤四、将石墨烯母液60份、分子筛25份、填料10份及粘合剂8份混合搅拌均匀即可。
实施例4
一种石墨烯分子筛涂层，步骤一，制备石墨烯母液，在纳米级石墨烯加入分散剂，进行超声波震荡形成母液，超声波频率为30kHZ，震荡时间3 小时；纳米级石墨烯：分散剂为0.5：2，按重量比计；所述分散剂由聚丙烯酰胺、苯并三氮唑、丙烯酸、乙醇、二乙醇胺及水组成，聚丙烯酰胺：苯并三氮唑：丙烯酸：乙醇：二乙醇胺：水为1：0.8：1.5：2：1，按重量比计；步骤二，将聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、水及乙酸乙酯混合搅拌均匀，形成粘合剂；聚甲基丙烯酸酯：聚乙烯醇：二苯基甲烷二异氰酸酯：水：乙酸乙酯为1：0.8：0.8：1.5：1，按重量比计；步骤三，将二氧化硅、膨润土、氧化铝、硅藻土及矿粉混合搅拌均匀，然后加热至 500℃后保温 1h 使其活化，冷却至常温后，再将其冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为此小时，再放入碾磨设备中进行超细粉碎至颗粒在100nm以下，碾磨时通入氮气，再搅拌均匀，形成填料；步骤四、将石墨烯母液70份、分子筛35份、填料15份及粘合剂10份混合搅拌均匀即可。
本发明可用于制作铝箔。本发明制得的石墨烯涂层电导率为3 .4×104，铝箔的导电性能能够提升45%，附着力≥三级，耐 75％乙醇≥ 48小时，耐 5%NaOH ≥ 55 小时、耐5%H2SO4 ≥ 50小时 , 耐 15％食盐水≥ 65 小 时，硬度为3.5H，耐磨指数在 4500 转以上。
本发明通过对铝基和石墨烯涂层料分别进行特殊工艺再加工，使得本发明附着力强，延展性好，再加工性能好，其还具有加工后仍然能保持较好的散热、防腐性能的优点。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种石墨烯分子筛涂层，其特征在于，由下列成份组成，按重量份数计：
石墨烯母液 50-70份
分子筛 20-35份
填料 5-15份
粘合剂 3-10份。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯分子筛涂层，其特征在于，所述石墨烯母液由纳米级石墨烯及分散剂组成 ，纳米级石墨烯：分散剂为0.5：2，按重量比计；所述分散剂由聚丙烯酰胺、苯并三氮唑、丙烯酸、乙醇、二乙醇胺及水组成，聚丙烯酰胺：苯并三氮唑：丙烯酸：乙醇：二乙醇胺：水为1：0.8：1.5：2：1，按重量比计。
3.如权利要求1或2所述的一种石墨烯分子筛涂层，其特征在于，所述填料由二氧化硅、膨润土、氧化铝、硅藻土及矿粉组成；二氧化硅：膨润土：氧化铝：矿粉为1：1.5：0.8：1.2：0.6，按重量比计。
4.如权利要求1或2所述的一种石墨烯分子筛涂层，其特征在于，所述粘合剂由聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、水及乙酸乙酯 组成，聚甲基丙烯酸酯：聚乙烯醇：二苯基甲烷二异氰酸酯：水：乙酸乙酯为1：0.8：0.8：1.5：1，按重量比计。
5.如权利要求1所述的一种石墨烯分子筛涂层，其特征在于，所述分子筛选用上海久宙化学品有限公司生产的活化分子筛。
6.如权利要求1所述的一种石墨烯分子筛涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，制备石墨烯母液，在纳米级石墨烯加入分散剂，进行超声波震荡形成母液，超声波频率为 10 ～ 30kHZ，震荡时间 0.5-3 小时；纳米级石墨烯：分散剂为0.5：2，按重量比计；所述分散剂由聚丙烯酰胺、苯并三氮唑、丙烯酸、乙醇、二乙醇胺及水组成，聚丙烯酰胺：苯并三氮唑：丙烯酸：乙醇：二乙醇胺：水为1：0.8：1.5：2：1，按重量比计；
步骤二，将聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、水及乙酸乙酯混合搅拌均匀，形成粘合剂；聚甲基丙烯酸酯：聚乙烯醇：二苯基甲烷二异氰酸酯：水：乙酸乙酯为1：0.8：0.8：1.5：1，按重量比计；
步骤三，将二氧化硅、膨润土、氧化铝、硅藻土及矿粉混合搅拌均匀，然后加热至 500℃后保温 1h 使其活化，冷却至常温后，再将其冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为此小时，再放入碾磨设备中进行超细粉碎至颗粒在100nm以下，碾磨时通入氮气，再搅拌均匀，形成填料；
步骤四、将石墨烯母液、分子筛、填料及粘合剂混合搅拌均匀即可。
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