CN108864837A - 双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108864837A
CN108864837A CN201810594523.1A CN201810594523A CN108864837A CN 108864837 A CN108864837 A CN 108864837A CN 201810594523 A CN201810594523 A CN 201810594523A CN 108864837 A CN108864837 A CN 108864837A
Authority
CN
China
Prior art keywords
double bond
modified graphene
preparation
mixture
graphene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810594523.1A
Other languages
English (en)
Inventor
杨建军
谢中平
盛锡慧焘子
程传政
彭盼盼
吴庆云
吴明元
张建安
刘久逸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University
Original Assignee
Anhui University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University filed Critical Anhui University
Priority to CN201810594523.1A priority Critical patent/CN108864837A/zh
Publication of CN108864837A publication Critical patent/CN108864837A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/04Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C09D127/08Homopolymers or copolymers of vinylidene chloride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F214/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F214/02Monomers containing chlorine
    • C08F214/04Monomers containing two carbon atoms
    • C08F214/08Vinylidene chloride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/042Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08Anti-corrosive paints

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料的制备方法,涉及涂料技术领域,首先采用改进的Hummers法制得氧化石墨烯水分散液;然后利用含双键硅烷偶联剂改性氧化石墨烯,再用L‑抗坏血酸还原氧化石墨烯制得改性石墨烯水分散液;再以改性石墨烯水分散液与偏二氯乙烯和丙烯酸酯类单体进行原位乳液聚合,制得双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料;本发明制得的双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料中的无机和有机两个组分相容性较好,并且双键改性石墨烯对聚偏二氯乙烯乳液的改性增强了其抗静电性、耐盐雾腐蚀性、疏水性和力学性能。

Description

双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,特别是一种防腐涂料的制备方法。
背景技术
聚偏二氯乙烯(PVDC)是以偏二氯乙烯(VDC)单体为主要成分的共聚物,因具有优异的耐油、耐腐蚀、保味以及隔氧防潮和防霉性能,在阻隔性塑料包装行业异军突起,被公认为综合阻隔性能最好的塑料包装材料,现已被广泛应用于食品、医药、纸张、化妆品以及军用品等各种需要隔氧防腐、隔水防潮、隔油防透等阻隔要求高的产品包装领域。PVDC均聚物的结晶度高,熔体粘度大,加工温度与降解温度非常相近,且与加工中常用的增塑剂相容性较差,加工困难,无实用价值,因此加工时通常加入其他单体共聚以提高其加工性能。目前市场中使用的PVDC材料大都为VDC单体与氯乙烯(VC)单体的共聚物,少量使用VDC单体和丙烯酸酯类共聚物。根据加工方法的不同,PVDC树脂分为两种类型:一类是挤出、注塑成型用的树脂;二是涂覆膜用的胶乳。
2004年,英国曼彻斯特大学的物理学家Geim首次成功地从石墨中分离出石墨烯,从而证实它是可以单独稳定存在的一种碳质新材料。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构,以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格状的平面薄膜。石墨烯的制备方法主要包括微机械剥离法、化学气相沉积法、取向附生法-晶膜生长、加热SiC的方法、氧化-化学还原法和化学解离法。石墨烯因其原料易得、价格低廉、柔韧性好、比表面积高且具有良好的机械性能、热传导性、导电性等受到科学界的普遍关注。
中国专利CN 107141662A和中国专利CN 107033499A采用氯乙烯作为单体制备了聚偏二氯乙烯组合物,这种方法反应时间较长且氯乙烯毒性较大。中国专利CN 101033276和中国专利CN 102250275A采用乳液聚合的方式制备了聚偏二氯乙烯-丙烯酸酯共聚物,这些专利未加入石墨烯,未赋予复合材料更好的电性能、耐盐雾性能和机械性能。中国专利CN
105252841A采用物理共混的方法制备了石墨烯/聚偏二氯乙烯复合材料,该专利采用的物理共混的方法使复合材料的稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料及其制备方法,以解决现有技术中物理共混方法制备成品的稳定性较差、复合材料电性能和机械性能较差等问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明提供一种双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料,防腐涂料由如下重量分的组分组成:
本发明还提供一种上述的双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料的制备方法,该方法包括以下步骤:
步骤一、制备氧化石墨烯
(1.1)在冰水浴的条件下,将石墨粉、浓硫酸和硝酸钠混合均匀后,缓慢加入高锰酸钾,其中石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾的质量比为1:0.5~1.5:3~9,浓硫酸体积与所述石墨粉质量的比例为20~35mL/g,冰水浴下搅拌反应0.5h,然后升温至35℃搅拌反应24h,获得反应液A;
(1.2)在冰水浴下向反应液A中滴加蒸馏水搅拌0.5h,此处所加蒸馏水的体积与所述石墨粉的质量的比例为30~50mL/g;然后再加入蒸馏水二次稀释,此处所加蒸馏水的体积与所述石墨粉的质量比为300~600mL/g,之后滴加双氧水直到混合液呈金黄色后,滴加盐酸溶液,获得反应液B,盐酸溶液的浓度为0.5~1.5mol/L,添加量为60~100mL/g石墨粉;
(1.3)静置沉降反应液B分离出含氧化石墨的混合物与上层清液,倒掉上层清液,并对含氧化石墨的混合物进行离心洗涤以除去过量的酸及副产物直至pH值为5~7,获得反应液C;
(1.4)对反应液C进行超声剥离,使团聚堆叠的氧化石墨烯变成片层状,制得氧化石墨烯水分散液;
(1.5)对氧化石墨烯水分散液冷冻干燥后获得氧化石墨烯;
步骤二、制备双键改性石墨烯
(2.1)将步骤(1.5)制备所得的氧化石墨烯与硅烷偶联剂分散在乙醇-水溶液中,获得混合物A;所述氧化石墨烯与硅烷偶联剂的质量比为1:0.5~1.5,所述乙醇的体积与氧化石墨烯的质量比为0.5~1mL/g,所述水的体积与氧化石墨烯的质量比为0.25~0.5mL/g;
(2.2)混合物A超声分散1~3h,再50~70℃冷凝回流恒温反应5~7h,对所得产物抽滤后留下混合物B,然后用丙酮洗涤混合物B,获得洗去未反应的硅烷偶联剂的含双键改性氧化石墨烯的混合物C;
(2.3)然后向混合物C内加入L-抗坏血酸(L-AA),再加碱调节pH至8~12,在
70~90℃加热反应2~6h,用蒸馏水洗涤至中性,制得双键改性石墨烯;
步骤三、制备双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料
(3.1)按照权利要求1所述重量组分的组成准备所述偏二氯乙烯、丙烯酸酯类单体、双键改性石墨烯、引发剂和乳化剂,其中所述改性石墨烯通过步骤1和2制备,然后将准备的乳化剂的70%溶解于去离子水中,获得乳化剂水分散液,所述去离子水与乳化剂的比为1~5mL/g;
(3.2)向乳化剂水分散液中加入步骤(3.1)中准备的全部的双键改性石墨烯、偏二氯乙烯和丙烯酸酯类单体,快速搅拌形成预乳液;
(3.2)在不锈钢压力反应釜中加入步骤(3.1)中准备引发剂的30%和剩余的乳化剂,且将反应釜内的混合物用去离子水溶解;
(3.3)将分别装有预乳液和剩余引发剂的计量泵加装到压力反应釜上,通氮气排尽釜内空气,密封装置后加压至0.1MPa~0.3MPa并加热至55℃~60℃;
(3.4)开启装有乳化液的计量泵向反应釜内加入预乳液总量的5~20%,待反应釜内预乳液泛蓝光,均匀滴加剩余预乳液和引发剂,控制两者在55℃~65℃下6~9h内匀速滴加完毕,升温至60℃~65℃保温40min,然后降温卸压后过滤掉固体残渣,出料,即制得双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料。
进一步,步骤(1.4)中所述超声剥离是以10000r/min的转速高速剪切0.5h后再于30℃以下,以50~100Hz超声剥离1~2h,然后用透析袋透析7~10d。
进一步,步骤(2.1)中所述的硅烷偶联剂为3-丁烯三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷或烯丙基三乙氧基硅烷中一种或几种的混合物。
进一步,步骤(2.3)中所述碱为三乙胺、氨水、氢氧化钾或氢氧化钠。
进一步,步骤(3.1)中所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种混合物。
进一步,步骤(3.1)中所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、乙氧基化烷基硫酸铵和烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵中的一种或几种的混合物。
进一步,步骤(3.1)中所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、2,2′-偶氮(2-脒基丙烷)二氯化氢、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁腈的一种或几种的混合物。
进一步,步骤(1.2)中双氧水的浓度为30wt%。
本发明相比现有技术具有以下优点:
1、本发明氧化石墨烯整个制备需要时间短,为28~30h,极大地缩短了反应时间,同时采用价格低廉的氧化石墨烯作为反应的前驱体代替昂贵的石墨烯直接作为原料,降低了成本;
2、本发明改性后的石墨烯具有较好的分散性,且与聚偏二氯乙烯和丙烯酸酯类单体相容性较好;
3、本发明采用L-抗坏血酸作为还原剂,绿色环保,安全无毒且反应时间较短;
4、本发明采用双键改性石墨烯与偏二氯乙烯和丙烯酸酯类单体进行原位乳液聚合,制备的重防腐涂料综合性能更为优异。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
重防腐涂料合成路线和工艺如下
1、氧化石墨烯的合成路线
2、双键改性的石墨烯的合成路线
3、重防腐涂料的合成路线
实施例1:
参考上述合成工艺1-3,本实验按如下步骤制备石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料:
1、在冰水浴的条件下,将3.0g石墨粉、70mL浓H2SO4,1.5g NaNO3置于250mL的锥形瓶中混合,磁力搅拌下缓慢加入9.0g KMnO4,继续冰水浴搅拌0.5h,然后升温至35℃搅拌反应24h,反应结束后在冰水浴下向反应液中缓慢滴加140mL蒸馏水,然后再加入约1L的蒸馏水稀释,搅拌均匀后缓慢滴加20mL 30%的过氧化氢溶液,直到混合液呈金黄色后加入200mL 1mol/L的盐酸溶液,静置沉淀后离心洗涤至混合液至pH值为5~7;然后以10000r/min的转速高速剪切0.5h后再于30℃以下超声剥离2h,然后用截留分子量为8000~14000的透析袋透析8d,获得氧化石墨烯水分散液,冷冻干燥后获得氧化石墨烯(GO)。
2、将氧化石墨烯与3-丁烯三乙氧基硅烷分散在95%的乙醇中,向其中加入一定量的水调节pH值为3,超声分散2h,再60℃冷凝回流恒温反应6h,反应结束后抽滤,留下固体混合物,用丙酮洗去未反应的硅烷偶联剂;然后加入L-AA,再加碱调节pH至11,在80℃加热反应2h,用蒸馏水洗涤至中性,得到乙烯基硅烷接枝的石墨烯。
3、将0.2g十二烷基硫酸钠(SDS)、0.4g烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(KL-100)溶解于去离子水中,加入1g改性石墨烯、60g偏二氯乙烯(VDC)、7g甲基丙烯酸甲酯(MMA)、1g丙烯酸乙酯(EA)和1g丙烯酸丁酯(BA),快速搅拌形成预乳液;在不锈钢压力反应釜中加入0.1g 2,2′-偶氮(2-脒基丙烷)二氯化氢(AIBA)和0.1g SDS、0.2g KL-100,再将装有预乳液和0.2g AIBA的恒压滴液漏斗加装到压力反应釜上,通氮气排尽釜内空气,密封装置后加压至0.2MPa并加热至55℃,加入约1/10预乳液作为种子乳液,待体系泛蓝光,滴加剩余预乳液和引发剂,控制两者在60℃下7h内匀速滴加完毕,升温至65℃保温40min,后降温卸压后过滤出料,即制得双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料。
将制得的重防腐涂料用涂布器均匀涂覆在经过除油除锈的铁板上,涂上厚度为120μm左右厚的乳液,60℃烘干固化30min后成膜,按照国家标准测定其硬度(GB/T 6739-2006)、附着力(GB/T1720-88)、耐水性(GB/T 1733-93)、耐盐雾性(GB/T 1771-2007)、腐蚀电流密度、透氧率(GB/T 1038-2000)和稳定性,测试结果见表1。
实施例2:
1、在冰水浴的条件下,将3.0g石墨粉、70mL浓H2SO4,1.5gNaNO3置于250mL的锥形瓶中混合,磁力搅拌下缓慢加入9.0g KMnO4,继续冰水浴搅拌0.5h,然后升温至35℃搅拌反应24h,反应结束后在冰水浴下向反应液中缓慢滴加140mL蒸馏水,然后再加入约1L的蒸馏水稀释,搅拌均匀后缓慢滴加20mL 30%的过氧化氢溶液,直到混合液呈金黄色后加入200mL1mol/L的盐酸溶液,静置沉淀后离心洗涤至混合液至pH值为5~7;然后以10000r/min的转速高速剪切0.5h后再于30℃以下超声剥离2h,然后用截留分子量为8000~14000的透析袋透析8d,获得氧化石墨烯水分散液,冷冻干燥后获得氧化石墨烯(GO)。
2、将氧化石墨烯与3-丁烯三乙氧基硅烷分散在95%的乙醇中,向其中加入一定量的水调节pH值为3,超声分散2h,再60℃冷凝回流恒温反应6h,反应结束后抽滤,留下固体混合物,用丙酮洗去未反应的硅烷偶联剂;然后加入L-AA,再加碱调节pH至11,在80℃加热反应2h,用蒸馏水洗涤至中性,得到双键改性的石墨烯。
3、将0.2g十二烷基硫酸钠(SDS)、0.4g烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(KL-100)溶解于去离子水中,加入1g改性石墨烯、60g偏二氯乙烯(VDC)、7g甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g丙烯酸乙酯(EA)和1g丙烯酸缩水甘油酯,快速搅拌形成预乳液;在不锈钢压力反应釜中加入0.1g 2,2′-偶氮(2-脒基丙烷)二氯化氢(AIBA)和0.1g SDS、0.2g KL-100,再将装有预乳液和0.2g AIBA的恒压滴液漏斗加装到压力反应釜上,通氮气排尽釜内空气,密封装置后加压至0.2MPa并加热至55℃,加入约1/10预乳液作为种子乳液,待体系泛蓝光,滴加剩余预乳液和引发剂,控制两者在60℃下7h内匀速滴加完毕,升温至65℃保温40min,后降温卸压后过滤出料,即制得双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料。
将制得的重防腐涂料用涂布器均匀涂覆在经过除油除锈的铁板上,涂上厚度为120μm左右厚的乳液,60℃烘干固化30min后成膜,按照国家标准测定其硬度(GB/T 6739-2006)、附着力(GB/T1720-88)、耐水性(GB/T 1733-93)、耐盐雾性(GB/T 1771-2007)、腐蚀电流密度、透氧率(GB/T 1038-2000)和稳定性,测试结果见表1。
实施例3:
1、在冰水浴的条件下,将3.0g石墨粉、70mL浓H2SO4,1.5gNaNO3置于250mL的锥形瓶中混合,磁力搅拌下缓慢加入9.0g KMnO4,继续冰水浴搅拌0.5h,然后升温至35℃搅拌反应24h,反应结束后在冰水浴下向反应液中缓慢滴加140mL蒸馏水,然后再加入约1L的蒸馏水稀释,搅拌均匀后缓慢滴加20mL 30%的过氧化氢溶液,直到混合液呈金黄色后加入200mL1mol/L的盐酸溶液,静置沉淀后离心洗涤至混合液至pH值为5~7;然后以10000r/min的转速高速剪切0.5h后再于30℃以下超声剥离2h,然后用截留分子量为8000~14000的透析袋透析8d,获得氧化石墨烯水分散液,冷冻干燥后获得氧化石墨烯(GO)。
2、将氧化石墨烯与3-丁烯三乙氧基硅烷分散在95%的乙醇中,向其中加入一定量的水调节pH值为3,超声分散2h,再60℃冷凝回流恒温反应6h,反应结束后抽滤,留下固体混合物,用丙酮洗去未反应的硅烷偶联剂;然后加入L-AA,再加碱调节pH至11,在80℃加热反应2h,用蒸馏水洗涤至中性,得到双键改性的石墨烯。
3、将0.2g十二烷基硫酸钠(SDS)、0.4g烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(KL-100)溶解于去离子水中,加入1g改性石墨烯、60g偏二氯乙烯(VDC)、8g甲基丙烯酸甲酯(MMA)和2g甲基丙烯酸羟乙酯,快速搅拌形成预乳液;在不锈钢压力反应釜中加入0.1g 2,2′-偶氮(2-脒基丙烷)二氯化氢(AIBA)和0.1g SDS、0.2g KL-100,再将装有预乳液和0.2gAIBA的恒压滴液漏斗加装到压力反应釜上,通氮气排尽釜内空气,密封装置后加压至0.2MPa并加热至55℃,加入约1/10预乳液作为种子乳液,待体系泛蓝光,滴加剩余预乳液和引发剂,控制两者在60℃下7h内匀速滴加完毕,升温至65℃保温40min,后降温卸压后过滤出料,即制得双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料。
将制得的重防腐涂料用涂布器均匀涂覆在经过除油除锈的铁板上,涂上厚度为120μm左右厚的乳液,60℃烘干固化30min后成膜,按照国家标准测定其硬度(GB/T 6739-2006)、附着力(GB/T1720-88)、耐水性(GB/T 1733-93)、耐盐雾性(GB/T 1771-2007)、腐蚀电流密度、透氧率(GB/T 1038-2000)和稳定性,测试结果见表1。
表1石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料的性能
由表1可以看出,本实施例制备的重防腐涂料具有较强的耐水性、耐盐雾性等优越性能。

Claims (9)

1.一种双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料,其特征在于,防腐涂料由如下重量分的组分组成:
2.一种权利要求1所述的双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、制备氧化石墨烯
(1.1)在冰水浴的条件下,将石墨粉、浓硫酸和硝酸钠混合均匀后,缓慢加入高锰酸钾,其中石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾的质量比为1:0.5~1.5:3~9,浓硫酸体积与所述石墨粉质量的比例为20~35mL/g,冰水浴下搅拌反应0.5h,然后升温至35℃搅拌反应24h,获得反应液A;
(1.2)在冰水浴下向反应液A中滴加蒸馏水搅拌0.5h,此处所加蒸馏水的体积与所述石墨粉的质量的比例为30~50mL/g;然后再加入蒸馏水二次稀释,此处所加蒸馏水的体积与所述石墨粉的质量比为300~600mL/g,之后滴加双氧水直到混合液呈金黄色后,滴加盐酸溶液,获得反应液B,盐酸溶液的浓度为0.5~1.5mol/L,添加量为60~100mL/g石墨粉;
(1.3)静置沉降反应液B分离出含氧化石墨的混合物与上层清液,倒掉上层清液,并对含氧化石墨的混合物进行离心洗涤以除去过量的酸及副产物直至pH值为5~7,获得反应液C;
(1.4)对反应液C进行超声剥离,使团聚堆叠的氧化石墨烯变成片层状,制得氧化石墨烯水分散液;
(1.5)对氧化石墨烯水分散液冷冻干燥后获得氧化石墨烯;
步骤二、制备双键改性石墨烯
(2.1)将步骤(1.5)制备所得的氧化石墨烯与硅烷偶联剂分散在乙醇-水溶液中,获得混合物A;所述氧化石墨烯与硅烷偶联剂的质量比为1:0.5~1.5,所述乙醇的体积与氧化石墨烯的质量比为0.5~1mL/g,所述水的体积与氧化石墨烯的质量比为0.25~0.5mL/g;
(2.2)混合物A超声分散1~3h,再50~70℃冷凝回流恒温反应5~7h,对所得产物抽滤后留下混合物B,然后用丙酮洗涤混合物B,获得洗去未反应的硅烷偶联剂的含双键改性氧化石墨烯的混合物C;
(2.3)然后向混合物C内加入L-抗坏血酸(L-AA),再加碱调节pH至8~12,在70~90℃加热反应2~6h,用蒸馏水洗涤至中性,制得双键改性石墨烯;
步骤三、制备双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料
(3.1)按照权利要求1所述重量组分的组成准备所述偏二氯乙烯、丙烯酸酯类单体、双键改性石墨烯、引发剂和乳化剂,其中所述改性石墨烯通过步骤1和2制备,然后将准备的乳化剂的70%溶解于去离子水中,获得乳化剂水分散液,所述去离子水与乳化剂的比为1~5mL/g;
(3.2)向乳化剂水分散液中加入步骤(3.1)中准备的全部的双键改性石墨烯、偏二氯乙烯和丙烯酸酯类单体,快速搅拌形成预乳液;
(3.2)在不锈钢压力反应釜中加入步骤(3.1)中准备引发剂的30%和剩余的乳化剂,且将反应釜内的混合物用去离子水溶解;
(3.3)将分别装有预乳液和剩余引发剂的计量泵加装到压力反应釜上,通氮气排尽釜内空气,密封装置后加压至0.1MPa~0.3MPa并加热至55℃~60℃;
(3.4)开启装有乳化液的计量泵向反应釜内加入预乳液总量的5~20%,待反应釜内预乳液泛蓝光,均匀滴加剩余预乳液和引发剂,控制两者在55℃~65℃下6~9h内匀速滴加完毕,升温至60℃~65℃保温40min,然后降温卸压后过滤掉固体残渣,出料,即制得双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1.4)中所述超声剥离是以10000r/min的转速高速剪切0.5h后再于30℃以下,以50~100Hz超声剥离1~2h,然后用透析袋透析7~10d。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2.1)中所述的硅烷偶联剂为3-丁烯三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷或烯丙基三乙氧基硅烷中一种或几种的混合物。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2.3)中所述碱为三乙胺、氨水、氢氧化钾或氢氧化钠。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3.1)中所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种混合物。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3.1)中所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、乙氧基化烷基硫酸铵和烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3.1)中所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、2,2′-偶氮(2-脒基丙烷)二氯化氢、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁腈的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1.2)中双氧水的浓度为30wt%。
CN201810594523.1A 2018-06-11 2018-06-11 双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料及其制备方法 Pending CN108864837A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810594523.1A CN108864837A (zh) 2018-06-11 2018-06-11 双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810594523.1A CN108864837A (zh) 2018-06-11 2018-06-11 双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108864837A true CN108864837A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64337690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810594523.1A Pending CN108864837A (zh) 2018-06-11 2018-06-11 双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108864837A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110079131A (zh) * 2019-04-19 2019-08-02 河北科技大学 一种改性氧化石墨烯、其应用、包含其的拉丝液和制备方法
CN114657707A (zh) * 2022-05-19 2022-06-24 南通大学 一种防水透湿抗菌纳米纤维膜的制备方法
CN114775090A (zh) * 2022-05-17 2022-07-22 凯盛家纺股份有限公司 一种石墨烯改性防静电面料的制备方法
CN116254021A (zh) * 2023-02-17 2023-06-13 广东赛笙智造科技有限公司 一种石墨烯改性复合材料及其制备方法和应用
CN117603573A (zh) * 2023-11-23 2024-02-27 东莞美泰电子有限公司 一种基于热压成型的平板电脑防摔保护套及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104311713A (zh) * 2014-09-23 2015-01-28 广州大学 一种石墨烯/环氧丙烯酸复合树脂及其imd油墨的制备方法
CN106749833A (zh) * 2016-11-23 2017-05-31 江苏十松新材料科技有限公司 偏二氯乙烯‑丙烯酸酯‑有机硅共聚物胶乳及其制备方法
CN107652817A (zh) * 2017-10-24 2018-02-02 广东工业大学 一种改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯纳米复合涂层及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104311713A (zh) * 2014-09-23 2015-01-28 广州大学 一种石墨烯/环氧丙烯酸复合树脂及其imd油墨的制备方法
CN106749833A (zh) * 2016-11-23 2017-05-31 江苏十松新材料科技有限公司 偏二氯乙烯‑丙烯酸酯‑有机硅共聚物胶乳及其制备方法
CN107652817A (zh) * 2017-10-24 2018-02-02 广东工业大学 一种改性氧化石墨烯/聚丙烯酸酯纳米复合涂层及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WILLIAM S. HUMMERS: "Preparation of Graphitic Oxide", 《JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110079131A (zh) * 2019-04-19 2019-08-02 河北科技大学 一种改性氧化石墨烯、其应用、包含其的拉丝液和制备方法
CN114775090A (zh) * 2022-05-17 2022-07-22 凯盛家纺股份有限公司 一种石墨烯改性防静电面料的制备方法
CN114657707A (zh) * 2022-05-19 2022-06-24 南通大学 一种防水透湿抗菌纳米纤维膜的制备方法
CN116254021A (zh) * 2023-02-17 2023-06-13 广东赛笙智造科技有限公司 一种石墨烯改性复合材料及其制备方法和应用
CN117603573A (zh) * 2023-11-23 2024-02-27 东莞美泰电子有限公司 一种基于热压成型的平板电脑防摔保护套及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108864837A (zh) 双键改性石墨烯/聚偏二氯乙烯重防腐涂料及其制备方法
CN100593558C (zh) 纳米透明隔热涂料及其制备方法
CN101802105B (zh) 液态树脂组合物、及使用该液态树脂组合物的固化物
JP2805021B2 (ja) 放出物の少ない分散塗料、被覆組成物および合成樹脂分散物プラスター並びにそれらの製造方法
CN103012689B (zh) 有机硅丙烯酸改性水性环氧乳液及其制备方法
CN102964527B (zh) 一种多功能环保乳液及其制备方法和应用
CN102532436B (zh) 单组分室温交联的水性含氟涂层的制备方法
CN109868026A (zh) 一种有机硅改性丙烯酸酯树脂及其制备方法和疏水耐候缓释改性丙烯酸树脂涂料
CN110616022B (zh) 环保型纳米皮膜剂及其制备方法与制备设备
CN104311713A (zh) 一种石墨烯/环氧丙烯酸复合树脂及其imd油墨的制备方法
CN107418389B (zh) 一种石墨烯长效防腐底漆及其制备方法
CN104403042B (zh) 一种耐盐雾性的偏氯乙烯共聚物胶乳及其制备方法
CN109666111B (zh) 一种纳米SiO2/有机硅改性丙烯酸酯乳液
CN103380179A (zh) 改性复合颗粒
CN105622825B (zh) 生产聚氯乙烯共聚糊树脂的装置及其生产工艺以及应用
CN102939310A (zh) 用于生产复合膜的聚合物水性分散体的多步制备方法
CN105153861A (zh) 一种自洁净防水涂料及其制备方法
CN106118365A (zh) 一种基于石墨烯粉体的抗冲击耐寒涂料及其制备方法
CN106947030A (zh) Poss基杂化聚丙烯酸酯乳液及其制备方法与应用
CN108727881A (zh) 一种高附着力高柔韧性水性无机富锌涂料的制备方法
CN104293062B (zh) 水性软生质防污涂料及其制备方法
CN109705277A (zh) 纳米SiO2改性丙烯酸酯聚氨酯复合防水剂乳液
CN101037530B (zh) 光固化水性丙烯酸环氧树脂乳液及由其制备的涂料
CN105255292A (zh) 一种纳米改性真石漆基料
CN102675518B (zh) 一种有机无机杂化氟-硅改性纳米水性树脂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181123

RJ01 Rejection of invention patent application after publication