CN115746595A - 一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，属于涂层材料技术领域。包括：硅溶胶，羟基磷灰石溶胶，单宁酸，增韧剂，羟基硅油和催化剂。拥有较高的铅笔硬度，更加便于试验室和施工现场使用，在硝酸腐蚀后的形变时间的数值较长，在受到硝酸腐蚀后不会立刻形变，导致涂层的整体结构发生变化，耐碱性能较好，且会因单宁酸的含量增加，耐碱性能成正反馈；耐污性较好；附着力较好，且会因增韧剂的含量增加，附着力成正反馈；防火等级、防震性、施工工艺、实际寿命与理论寿命的数据均大于氟碳漆。
Description
技术领域
本发明涉及涂层材料技术领域，更具体地说，涉及一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料。
背景技术
高自洁面涂料通过改变玻璃、陶瓷、金属或塑料等基材的表面性能，防止在其表面附着小水滴或污秽颗粒物，从而达到自洁效果。具有节水、节能、环保等优点，并已在建筑、交通、新能源等行业得到应用和检验。根据作用原理，高自洁涂料可分为两类：一类是建立超憎水表面，使水滴滚动滑落把污染物冲走以达到自洁效果，即“荷叶效应”另一种是建立超亲水表面，当水滴接触到涂膜表面时会迅速铺展形成均匀的水膜，在重力作用下流走，这样就能有效带走污渍，从而保持表面清洁，有机改性纳米硅树脂可以用作涂料，主要是利用它们与湿气和极性表面的反应。许多金属、玻璃、陶瓷和塑料的表面带有OH基团，极易被纳米硅树脂润湿。
Si–O与OH的反应导致Si–O–M(金属)键的形成使得涂料与基材之间产生了很好的粘接性能。涂层固化后，表面会形成一种特殊的二氧化硅陶瓷涂层。使得涂层具有超强的抗紫外线性能和耐候保光性。涂料的自由表面与湿气反应由此产生类似-硅氧烷一样的结构，纳米颗粒的均匀排布，使涂层具有类似荷叶表面微观的粗糙结构，从而使涂层具有杰出的易清洗的特性。如德国的铁路车厢里就是用了有机改性纳米硅做防涂鸦涂料。另外，有机改性纳米硅树脂可以用作高温涂层和防腐涂层。
专利号CN201610482253.6公开了一种含有物理剥离石墨烯的导电涂层材料及其制备方法，所述导电涂层材料中的导电成分为物理剥离石墨烯粉体，所述导电涂层材料还包括基体树脂、溶剂和助剂；根据所述溶剂类型的不同，所述导电涂层材料分为水性涂层材料和溶剂型涂层材料两种；其中，所述物理剥离石墨烯为机械剥离石墨烯、微波剥离石墨烯、超临界CO2剥离石墨烯或超声剥离石墨烯；物理剥离石墨烯为主要不含羟基、环氧、羧基等有机官能管的石墨烯，结构缺陷少碳含量高，因而其导电性能优于还原氧化石墨烯。
此专利通过添加基体树脂与助剂使石墨烯能稳定的分散在材料中，制备获得具有优异导电性的导电涂层材料；但无法通过与现市面上存在的材料进行数据对比，体现出材料的整体结构。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
技术方案
一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，包括：硅溶胶，羟基磷灰石溶胶，单宁酸，增韧剂，羟基硅油和催化剂。
优选的，所述各组分的质量百分比浓度分别为：硅溶胶30-40％；羟基磷灰石溶胶30-40％；单宁酸10-15％；增韧剂10-15％；羟基硅油5-10％；催化剂5-10％。
优选的，所述由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶40％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂5％。
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优选的，所述由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸15％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂5％。
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优选的，所述由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂10％；
此可见使用纳米防腐+纳米高自洁涂层在公路护栏上使用，有效保持护栏极高的防腐性能、美观性能同时可以确保护栏常年的自洁性能合和易清洁性能；给养护工作带来极大的人工成本节约，具备性能优势以及成本优势，无需更换新护栏。
优选的，所述硅溶胶的制备方法为：浓缩硅胶溶液,加热蒸干溶液,使固体完全分解，所述一下提供一种反应方程式：
mH2SiO3+nH2O＝mSiO2·(m+n)H2O。
有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
1、拥有较高的铅笔硬度，更加便于试验室和施工现场使用。
2、在硝酸腐蚀后的形变时间的数值较长，在受到硝酸腐蚀后不会立刻形变，导致涂层的整体结构发生变化。
3、耐碱性能较好，且会因单宁酸的含量增加，耐碱性能成正反馈。
4、耐污性较好。
5、附着力较好，且会因增韧剂的含量增加，附着力成正反馈。
6、防火等级、防震性、施工工艺、实际寿命与理论寿命的数据均大于氟碳漆。
7、纳米防腐+纳米高自洁涂层在公路护栏上使用，有效保持护栏极高的防腐性能、美观性能同时可以确保护栏常年的自洁性能合和易清洁性能；给养护工作带来极大的人工成本节约，长时效实现防腐同时实现靓丽的外观，高效节能，具备性能优势以及成本优势，无需更换新护栏。
附图说明
图1为一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料与氟碳漆的数据对比示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，包括：硅溶胶，羟基磷灰石溶胶，单宁酸，增韧剂，羟基硅油和催化剂。
各组分的质量百分比浓度分别为：硅溶胶30-40％；羟基磷灰石溶胶30-40％；单宁酸10-15％；增韧剂10-15％；羟基硅油5-10％；催化剂5-10％。
实施例1
由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶40％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂5％。
实施例2
由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶30％、羟基磷灰石溶胶40％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂5％。
实施例3
由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸15％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂5％。
实施例4
由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂15％、羟基硅油5％、催化剂5％。
实施例5
由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油10％、催化剂5％。
实施例6
由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂10％。
实施例1-6中的纳米涂层铅笔硬度与氟碳漆的铅笔硬度相比，纳米涂层的3-6H与氟碳漆的1-2H远大于实施例1-6的铅笔硬度，二者之间的铅笔硬度相比本申请中的纳米涂层大于氟碳漆；本实施例中较高的铅笔硬度，更加便于试验室和施工现场使用。
实施例1-6中的纳米涂层在硝酸下进行测试，测试结果与氟碳漆的化学反应相比，氟碳漆会在2-5S内变形与纳米涂层的24小时无变化相比，氟碳漆远小于本申请中实施例1-6的形变时间，本实施例中形变时间的数值较长，在受到硝酸腐蚀后不会立刻形变，导致涂层的整体结构发生变化。
实施例1-6中的耐碱性能与氟碳漆的耐碱性能相比，实施例1-6的耐碱性能与氟碳漆的耐碱性能相比相差较大，且会因单宁酸的含量增加，耐碱性能成正反馈。
实施例1-6中的耐污性与氟碳漆的耐污性相比，氟碳漆的耐污性均小于实施例1-6的耐污性，实施例1-6中的所制备的纳米涂层均具备大于现市面上氟碳漆的耐污等级。
实施例1-6中的附着力与氟碳漆的附着力相比，纳米涂层的附着力与氟碳漆的附着力基本保持一致，且会因增韧剂的含量增加，附着力成正反馈。
实施例1-6中的防火等级、防震性、施工工艺、实际寿命与理论寿命的数据均大于氟碳漆的数据。
此可见使用纳米防腐+纳米高自洁涂层在公路护栏上使用，有效保持护栏极高的防腐性能、美观性能同时可以确保护栏常年的自洁性能合和易清洁性能；给养护工作带来极大的人工成本节约，具备性能优势以及成本优势，无需更换新护栏。
实施例7
硅溶胶的制备方法为：浓缩硅胶溶液,加热蒸干溶液,使固体完全分解，一下提供一种反应方程式：
mH2SiO3+nH2O＝mSiO2·(m+n)H2O。
综上所述：一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，包括：硅溶胶，羟基磷灰石溶胶，单宁酸，增韧剂，羟基硅油和催化剂；
实施例1-6中的纳米涂层在硝酸下进行测试，测试结果与氟碳漆的化学反应相比，氟碳漆会在2-5S内变形与纳米涂层的24小时无变化相比，氟碳漆远小于本申请中实施例1-6的形变时间，本实施例中形变时间的数值较长，在受到硝酸腐蚀后不会立刻形变，导致涂层的整体结构发生变化；
实施例1-6中的耐碱性能与氟碳漆的耐碱性能相比，实施例1-6的耐碱性能与氟碳漆的耐碱性能相比相差较大，且会因单宁酸的含量增加，耐碱性能成正反馈；
实施例1-6中的耐污性与氟碳漆的耐污性相比，氟碳漆的耐污性均小于实施例1-6的耐污性，实施例1-6中的所制备的纳米涂层均具备大于现市面上氟碳漆的耐污等级；
实施例1-6中的附着力与氟碳漆的附着力相比，纳米涂层的附着力与氟碳漆的附着力基本保持一致，且会因增韧剂的含量增加，附着力成正反馈；
实施例1-6中的防火等级、防震性、施工工艺、实际寿命与理论寿命的数据均大于氟碳漆的数据。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，其特征在于，包括：硅溶胶，羟基磷灰石溶胶，单宁酸，增韧剂，羟基硅油和催化剂。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，其特征在于，各组分的质量百分比浓度分别为：硅溶胶30-40％；羟基磷灰石溶胶30-40％；单宁酸10-15％；增韧剂10-15％；羟基硅油5-10％；催化剂5-10％。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶40％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂5％。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶30％、羟基磷灰石溶胶40％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂5％。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸15％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂5％。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂15％、羟基硅油5％、催化剂5％。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油10％、催化剂5％。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：硅溶胶35％、羟基磷灰石溶胶30％、单宁酸10％、增韧剂10％、羟基硅油5％、催化剂10％。
9.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米防腐耐候超憎水易清洁涂层材料，其特征在于，硅溶胶的制备方法为：浓缩硅胶溶液,加热蒸干溶液,使固体完全分解，所述一下提供一种反应方程式：
mH2SiO3+nH2O＝mSiO2·(m+n)H2O。
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