CN111334133A - 一种石墨烯抗静电涂料及其制备方法 - Google Patents

一种石墨烯抗静电涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯抗静电涂料，它是由下述重量份的原料组成的：抗静电石墨烯分散液40‑50、2‑硫醇基苯骈咪唑1‑2、有机碳酸钙7‑9、烯丙基聚乙二醇3‑5、高密度聚丙烯130‑160、三硬脂酸甘油酯1‑2，本发明采用2,2‑二羟甲基丙酸处理石墨烯，然后与六甲基环三硅氧烷的醇溶液共混反应，其中加入了椰油酸二乙醇酰胺，还可以提高成品涂料的抗静电性；本发明的涂料力学稳定性好，涂膜的表面强度高，综合性能优越。

Description

一种石墨烯抗静电涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种石墨烯抗静电涂料及其制备方法。
背景技术
现有的散热涂料都是通过在聚热零件表面涂覆石墨烯涂料形成散热涂层从而实现散热。但石墨烯涂层的制备过程相对复杂，耗时长，且涂料中使用的粘结剂等对不同聚热源的基材会影响石墨烯的附着力、散热性能、耐盐雾性能及无法实现抗静电及抗电磁波防护效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种石墨烯抗静电涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种石墨烯抗静电涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
抗静电石墨烯分散液40-50、2-硫醇基苯骈咪唑1-2、有机碳酸钙7-9、烯丙基聚乙二醇3-5、高密度聚丙烯130-160、三硬脂酸甘油酯1-2。
所述的抗静电石墨烯分散液是由下述重量份的原料组成的：
石墨烯30-40、椰油酸二乙醇酰胺1-2、2,2-二羟甲基丙酸3-5、蜂蜡7-10、六甲基环三硅氧烷2-5。
所述的抗静电石墨烯分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取石墨烯，加入到浓度为96-98％的硫酸溶液中，超声2-4小时，过滤，将沉淀水洗，与2,2-二羟甲基丙酸混合，在60-70℃下保温搅拌30-50分钟，加入到混合料重量6-10倍的去离子水中，超声10-20分钟，得石墨烯分散液；
(2)取六甲基环三硅氧烷，加入到其重量13-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入蜂蜡，在65-70℃下保温搅拌10-40分钟，得醇分散液；
(3)取上述石墨烯分散液，与醇分散液混合，加入椰油酸二乙醇酰胺，搅拌均匀，即得所述抗静电石墨烯分散液。
所述有机碳酸钙是由下述重量份的原料组成的：
轻质碳酸钙10-13、辛基异噻唑啉酮0.1-0.3、吡啶硫酮锌1-2、亚磷酸4-6、双酚A0.6-1、乙二醇16-20、对甲基苯磺酸0.1-0.2。
所述有机碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)取辛基异噻唑啉酮加入到乙二醇中，搅拌均匀，加入双酚A，升高温度为50-55℃，加入轻质碳酸钙，超声7-10分钟，得碳酸钙分散液；
(2)取吡啶硫酮锌、亚磷酸混合，加入到上述碳酸钙分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为95-97℃，加入对甲基苯磺酸，保温搅拌2-3小时，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得有机碳酸钙。
所述真空干燥的温度为70-80℃。
一种石墨烯抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2-硫醇基苯骈咪唑，加入到抗静电石墨烯分散液中，搅拌均匀，加入三硬脂酸甘油酯，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性石墨烯；
(2)取有机碳酸钙、改性石墨烯混合，加入烯丙基聚乙二醇，升高温度为60-70℃，加入高密度聚丙烯，保温搅拌10-20分钟，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，造粒，过筛，即得所述石墨烯抗静电涂料。
本发明的优点：
本发明采用2,2-二羟甲基丙酸处理石墨烯，然后与六甲基环三硅氧烷的醇溶液共混反应，其中加入了椰油酸二乙醇酰胺，还可以提高成品涂料的抗静电性；本发明的涂料力学稳定性好，涂膜的表面强度高，综合性能优越。
具体实施方式
实施例1
一种石墨烯抗静电涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
抗静电石墨烯分散液40、2-硫醇基苯骈咪唑1、有机碳酸钙7-9、烯丙基聚乙二醇3、高密度聚丙烯130、三硬脂酸甘油酯1。
所述的抗静电石墨烯分散液是由下述重量份的原料组成的：
石墨烯30、椰油酸二乙醇酰胺1、2,2-二羟甲基丙酸3、蜂蜡7、六甲基环三硅氧烷2。
所述的抗静电石墨烯分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取石墨烯，加入到浓度为96％的硫酸溶液中，超声2小时，过滤，将沉淀水洗，与2,2-二羟甲基丙酸混合，在60℃下保温搅拌30分钟，加入到混合料重量6倍的去离子水中，超声10分钟，得石墨烯分散液；
(2)取六甲基环三硅氧烷，加入到其重量13倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入蜂蜡，在65℃下保温搅拌10分钟，得醇分散液；
(3)取上述石墨烯分散液，与醇分散液混合，加入椰油酸二乙醇酰胺，搅拌均匀，即得所述抗静电石墨烯分散液。
所述有机碳酸钙是由下述重量份的原料组成的：
轻质碳酸钙10、辛基异噻唑啉酮0.1、吡啶硫酮锌1、亚磷酸4、双酚A0.6、乙二醇16、对甲基苯磺酸0.1。
所述有机碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)取辛基异噻唑啉酮加入到乙二醇中，搅拌均匀，加入双酚A，升高温度为50℃，加入轻质碳酸钙，超声7分钟，得碳酸钙分散液；
(2)取吡啶硫酮锌、亚磷酸混合，加入到上述碳酸钙分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为95℃，加入对甲基苯磺酸，保温搅拌2-3小时，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得有机碳酸钙。
所述真空干燥的温度为70℃。
一种石墨烯抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2-硫醇基苯骈咪唑，加入到抗静电石墨烯分散液中，搅拌均匀，加入三硬脂酸甘油酯，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性石墨烯；
(2)取有机碳酸钙、改性石墨烯混合，加入烯丙基聚乙二醇，升高温度为60℃，加入高密度聚丙烯，保温搅拌10分钟，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，造粒，过筛，即得所述石墨烯抗静电涂料。
实施例2
一种石墨烯抗静电涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
抗静电石墨烯分散液50、2-硫醇基苯骈咪唑2、有机碳酸钙9、烯丙基聚乙二醇5、高密度聚丙烯160、三硬脂酸甘油酯2。
所述的抗静电石墨烯分散液是由下述重量份的原料组成的：
石墨烯40、椰油酸二乙醇酰胺2、2,2-二羟甲基丙酸3、蜂蜡10、六甲基环三硅氧烷5。
所述的抗静电石墨烯分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取石墨烯，加入到浓度为98％的硫酸溶液中，超声4小时，过滤，将沉淀水洗，与2,2-二羟甲基丙酸混合，在70℃下保温搅拌50分钟，加入到混合料重量10倍的去离子水中，超声20分钟，得石墨烯分散液；
(2)取六甲基环三硅氧烷，加入到其重量20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入蜂蜡，在70℃下保温搅拌40分钟，得醇分散液；
(3)取上述石墨烯分散液，与醇分散液混合，加入椰油酸二乙醇酰胺，搅拌均匀，即得所述抗静电石墨烯分散液。
所述有机碳酸钙是由下述重量份的原料组成的：
轻质碳酸钙13、辛基异噻唑啉酮0.3、吡啶硫酮锌2、亚磷酸6、双酚A1、乙二醇20、对甲基苯磺酸0.2。
所述有机碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)取辛基异噻唑啉酮加入到乙二醇中，搅拌均匀，加入双酚A，升高温度为55℃，加入轻质碳酸钙，超声10分钟，得碳酸钙分散液；
(2)取吡啶硫酮锌、亚磷酸混合，加入到上述碳酸钙分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为97℃，加入对甲基苯磺酸，保温搅拌3小时，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得有机碳酸钙。
所述真空干燥的温度为80℃。
一种石墨烯抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2-硫醇基苯骈咪唑，加入到抗静电石墨烯分散液中，搅拌均匀，加入三硬脂酸甘油酯，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性石墨烯；
(2)取有机碳酸钙、改性石墨烯混合，加入烯丙基聚乙二醇，升高温度为70℃，加入高密度聚丙烯，保温搅拌20分钟，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，造粒，过筛，即得所述石墨烯抗静电涂料。
性能测试：
本发明实施例1的石墨烯抗静电涂料的涂层表面电阻率RSΩ：108；
本发明实施例2的石墨烯抗静电涂料的涂层表面电阻率RSΩ：108；
铅笔硬度：6H均未划破(GB/T6739-2006)；
耐冲击性能(cm)：
实施例1：62、实施例2：60(GB/T1732-1993)。

Claims (7)

1.一种石墨烯抗静电涂料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
抗静电石墨烯分散液40-50、2-硫醇基苯骈咪唑1-2、有机碳酸钙7-9、烯丙基聚乙二醇3-5、高密度聚丙烯130-160、三硬脂酸甘油酯1-2。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯抗静电涂料，其特征在于，所述的抗静电石墨烯分散液是由下述重量份的原料组成的：
石墨烯30-40、椰油酸二乙醇酰胺1-2、2,2-二羟甲基丙酸3-5、蜂蜡7-10、六甲基环三硅氧烷2-5。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯抗静电涂料，其特征在于，所述的抗静电石墨烯分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取石墨烯，加入到浓度为96-98％的硫酸溶液中，超声2-4小时，过滤，将沉淀水洗，与2,2-二羟甲基丙酸混合，在60-70℃下保温搅拌30-50分钟，加入到混合料重量6-10倍的去离子水中，超声10-20分钟，得石墨烯分散液；
(2)取六甲基环三硅氧烷，加入到其重量13-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入蜂蜡，在65-70℃下保温搅拌10-40分钟，得醇分散液；
(3)取上述石墨烯分散液，与醇分散液混合，加入椰油酸二乙醇酰胺，搅拌均匀，即得所述抗静电石墨烯分散液。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯抗静电涂料，其特征在于，所述有机碳酸钙是由下述重量份的原料组成的：
轻质碳酸钙10-13、辛基异噻唑啉酮0.1-0.3、吡啶硫酮锌1-2、亚磷酸4-6、双酚A0.6-1、乙二醇16-20、对甲基苯磺酸0.1-0.2。
5.根据权利要求4所述的一种石墨烯抗静电涂料，其特征在于，所述有机碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)取辛基异噻唑啉酮加入到乙二醇中，搅拌均匀，加入双酚A，升高温度为50-55℃，加入轻质碳酸钙，超声7-10分钟，得碳酸钙分散液；
(2)取吡啶硫酮锌、亚磷酸混合，加入到上述碳酸钙分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为95-97℃，加入对甲基苯磺酸，保温搅拌2-3小时，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得有机碳酸钙。
6.根据权利要求5所述的一种石墨烯抗静电涂料，其特征在于，所述真空干燥的温度为70-80℃。
7.一种如权利要求1所述石墨烯抗静电涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取2-硫醇基苯骈咪唑，加入到抗静电石墨烯分散液中，搅拌均匀，加入三硬脂酸甘油酯，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性石墨烯；
(2)取有机碳酸钙、改性石墨烯混合，加入烯丙基聚乙二醇，升高温度为60-70℃，加入高密度聚丙烯，保温搅拌10-20分钟，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，造粒，过筛，即得所述石墨烯抗静电涂料。
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