CN116144206A - 一种改性石墨烯水性涂料的制备方法 - Google Patents

一种改性石墨烯水性涂料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116144206A
CN116144206A CN202310203469.4A CN202310203469A CN116144206A CN 116144206 A CN116144206 A CN 116144206A CN 202310203469 A CN202310203469 A CN 202310203469A CN 116144206 A CN116144206 A CN 116144206A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stirring
graphene
modified graphene
water
aqueous emulsion
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
CN202310203469.4A
Other languages
English (en)
Inventor
吴送泉
胡先文
裴训
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.)
Zheming Printing Ink & Paintings Guangzhou Co ltd
Original Assignee
Zheming Printing Ink & Paintings Guangzhou Co ltd
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 Zheming Printing Ink & Paintings Guangzhou Co ltd filed Critical Zheming Printing Ink & Paintings Guangzhou Co ltd
Priority to CN202310203469.4A priority Critical patent/CN116144206A/zh
Publication of CN116144206A publication Critical patent/CN116144206A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING 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
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C09D1/02—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING 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
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
    • C09D5/106—Anti-corrosive paints containing metal dust containing Zn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00006—Large-scale industrial plants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供一种改性石墨烯水性涂料的制备方法。一种改性石墨烯水性涂料的制备方法包括以下步骤：氧化还原石墨烯、用聚乙烯醇改性氧化石墨烯粉、加乳化剂进行预乳化、引发剂引发聚合反应和加锌粉等杂化水性乳液。本发明通过使用硝酸钾、改性石墨烯和锌粉杂化水性乳液，再通过后续步骤将该杂化水性乳液制作成改性石墨烯水性涂料，其涂装后形成的涂层致密性高、附着力好、干燥速度快、抗冲击性强以及耐腐蚀性好。

Description

一种改性石墨烯水性涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及水性涂料领域，具体涉及一种改性石墨烯水性涂料的制备方法。
背景技术
水性涂料是以水作为溶剂或者分散介质的涂料，在涂装过程中，水分逐渐挥发，形成有机聚合物涂层，但是水性涂料在使用时，成膜时间长、且涂层附着力和耐腐蚀性差，从而导致水性涂料的应用受到极大的限制，此外，将石墨烯添加在水性涂料中，可以提高水性涂料的耐水性和防腐蚀性，但是石墨烯易团聚，在水性涂料中的分散性差。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改性石墨烯水性涂料的制备方法。
一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1：氧化还原石墨烯
将石墨烯粉加入酸混合物中，在低温环境下进行搅拌，然后加入强氧化剂，升温，再加入氢氧化钠溶液进行反应，过滤，得到氧化石墨烯；
S2：用聚乙烯醇改性氧化石墨烯
将上述氧化石墨烯加入硝酸铈、聚乙烯醇溶液和醋酸的混合溶液中，加热反应，过滤得到固体物料，再将固体物料加入N,N-二甲基甲酰胺中，再加入六亚甲基二异氰酸酯，过滤，得到改性石墨烯；
S3：加乳化剂进行预乳化
将水和乳化剂按2-3:1的体积比加入搅拌机中，搅拌30-40min，再加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和双酚A环氧丙烯酸酯，以300-500r/min的速率搅拌20-30min，得到预乳化混合体；
S4：引发剂引发聚合反应
向上述预乳化混合体中加入缓冲剂，搅拌均匀，再加入引发剂，在90-120℃的温度下，进行聚合反应，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，以及叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠的混合溶液，搅拌20-45min后，加氨水调节PH＝7-8并过滤，得到水性乳液；
S5：加锌粉等杂化水性乳液
将硅酸钾溶液加入上述水性乳液中，搅拌混合，再加入上述改性石墨烯和锌粉，球磨，然后加入消泡剂和流平剂，混合均匀后，得到所述改性石墨烯水性涂料。
进一步地，所述步骤S1的氧化还原石墨烯，具体包括如下步骤：
S1.1：将酸混合物加入反应罐中，调节罐内温度为0-5℃，向反应罐内加入石墨烯粉，搅拌1-2h；
S1.2：将强氧化剂加入反应罐中，继续搅拌2-5h，然后升温至70-90℃，再加入过氧化氢溶液，继续搅拌2-3h，得到固液混合物；
S1.3：将上述固液混合物进行离心过滤，用去离子水洗涤滤渣3-5次，得到氧化石墨烯。
进一步地，所述步骤S2的用聚乙烯醇改性氧化石墨烯，具体包括如下步骤：
S2.1：将硝酸铈溶于水，再置于混合箱中，加入聚乙烯醇溶液和醋酸，搅拌均匀；
S2.2：将所述氧化石墨烯加入混合箱中，再加入氢氧化钠溶液，调节PH＝9-13，加热至90-100℃，反应20-28h，再进行真空过滤，得到固体物料；
S2.3：将上述固体物料加入N,N-二甲基甲酰胺中，再加入六亚甲基二异氰酸酯，搅拌18-24h，离心过滤，得到改性石墨烯。
进一步地，所述步骤S4中的聚合反应进行的同时，搅拌机内的甲基丙烯酸甲酯等因加热而蒸发，进入到搅拌机顶部的弧形导气管中，导气管外部的冷却装置将管体冷却，蒸发的甲基丙烯酸甲酯等在管中液化，并通过弧形导气管另一端的单向阀流回搅拌机中。
进一步地，所述步骤S5的加锌粉等杂化水性乳液，具体包括如下步骤：
S5.1：将硅酸钾溶液加入所述水性乳液中，搅拌0.5-2h，再超声处理2-5min，得到预杂化水性乳液；
S5.2：将所述改性石墨烯和锌粉按质量比5-10:2-3加入上述预杂化水性乳液中，通过球磨装置以500-1000rpm的速率球磨2-3h；
S5.3：向搅拌机中加入消泡剂和流平剂，搅拌0.5-1h，再用超声波探头进行超声脱气，得到所述改性石墨烯水性涂料。
进一步地，所述步骤S1.1中搅拌完成后，通过抽气机将反应罐中的冷空气抽出，并通入到冷却装置的保温储气箱中，然后用该冷空气将步骤S4中发生聚合反应时，蒸发出的甲基丙烯酸甲酯等有机化合物冷却液化，此外，再用抽气机将步骤S2.3所述搅拌完成后，混合箱中的热空气抽出，再将该热空气从反应罐底部的单向孔处通入步骤S1.2所述的反应罐中，对反应罐中补充空气，同时将反应罐中温度升高。
进一步地，所述缓冲剂为碳酸氢钠溶液。
进一步地，硅酸钾溶液与水性乳液的质量比为3-5:1。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明通过使用硝酸钾、改性石墨烯和锌粉杂化水性乳液，再通过后续步骤将该杂化水性乳液制作成改性石墨烯水性涂料，其涂装后形成的涂层致密性高、附着力好、干燥速度快、抗冲击性强以及耐腐蚀性好。
2、本发明通过先将石墨烯粉氧化，再用聚乙烯醇对该氧化石墨烯进行改性，达到提高石墨烯分散性的效果，防止其发生团聚。
3、本发明通过利用搅拌机顶部的弧形导管，防止因甲基丙烯酸甲酯等有机化合物蒸发，而造成资源的浪费，使得聚合反应更加高效地进行。
附图说明
图1为本发明实施例所采用的改性石墨烯水性涂料的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：氧化还原石墨烯
将酸混合物加入反应罐中，调节罐内温度为0℃，向反应罐内加入灵寿县凯耀矿产品加工厂生产的石墨烯粉，搅拌1h后，用抽气机将反应罐中的冷空气抽出，并通入到冷却装置的保温储气箱中，同时，向反应罐中补充热空气，然后将强氧化剂加入反应罐中，继续搅拌2h，升温至70℃，再加入过氧化氢溶液，继续搅拌2h，得到固液混合物，然后将该固液混合物进行离心过滤，用去离子水洗涤滤渣3次，得到氧化石墨烯；
S2：用聚乙烯醇改性氧化石墨烯
将硝酸铈溶于水，再置于混合箱中，加入山东天峰化工科技有限公司生产的聚乙烯醇配制的水溶液和济南创通化学有限公司生产的醋酸，搅拌均匀，然后将所述氧化石墨烯加入混合箱中，再加入氢氧化钠溶液，调节PH＝9，加热至90℃，反应20h后，用抽气机将混合箱中的热空气抽出，并将该热空气从反应罐底部的单向孔处通入步骤S1所述的反应罐中，用于补充热空气，再进行真空过滤，得到固体物料，再将上述固体物料加入济南宝辉化工有限公司生产的N,N-二甲基甲酰胺中，再加入山东鑫九诚化工科技有限公司生产的六亚甲基二异氰酸酯，搅拌18h，离心过滤，得到改性石墨烯，通过先将石墨烯粉氧化，再用聚乙烯醇对该氧化石墨烯进行改性，达到提高石墨烯分散性的效果，防止其发生团聚；
S3：加乳化剂进行预乳化
将水和乳化剂按2:1的体积比加入搅拌机中，搅拌30min，再加入山东兴舜化工有限公司生产的甲基丙烯酸甲酯、昆山亚仕兰化工有限公司生产的丙烯酸丁酯、济南三恩化工有限公司生产的甲基丙烯酸和上海光易化工有限公司生产的双酚A环氧丙烯酸酯，以300r/min的速率搅拌20min，得到预乳化混合体；
S4：引发剂引发聚合反应
向上述预乳化混合体中加入碳酸氢钠溶液，搅拌均匀，再加入引发剂，在90℃的温度下，进行聚合反应，在聚合反应进行的同时，搅拌机内的甲基丙烯酸甲酯等因加热而蒸发，进入到搅拌机顶部的弧形导气管中，导气管外部的冷却装置使用步骤S1所述保温储气箱中的冷空气将管体冷却，蒸发的甲基丙烯酸甲酯等在管中液化，并通过弧形导气管另一端的单向阀流回搅拌机中，然后加入山东沅锦新材料有限公司成产的乙烯基三乙氧基硅烷，以及厦门祥德至上化工产品有限公司生产的叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠的混合溶液，搅拌20min后，加氨水调节PH＝7并过滤，得到水性乳液，通过利用搅拌机顶部的弧形导管，防止因甲基丙烯酸甲酯等有机化合物蒸发，而造成资源的浪费，使得聚合反应更加高效地进行；
S5：加锌粉等杂化水性乳液
将硅酸钾溶液按硅酸钾溶液与水性乳液的质量比为3:1的比例，加入所述水性乳液中，搅拌1h，再超声处理3min，得到预杂化水性乳液，然后将所述改性石墨烯和锌粉按质量比5:2加入预杂化水性乳液中，通过球磨装置以600rpm/min的速率球磨2h，再向搅拌机中加入消泡剂和流平剂，搅拌0.5h，最后用超声波探头进行超声脱气，得到所述改性石墨烯水性涂料，通过使用硝酸钾、改性石墨烯和锌粉杂化水性乳液，再通过后续步骤将该杂化水性乳液制作成改性石墨烯水性涂料，其涂装后形成的涂层致密性高、附着力好、干燥速度快、抗冲击性强以及耐腐蚀性好。
实施例2
一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：氧化还原石墨烯
将酸混合物加入反应罐中，调节罐内温度为5℃，向反应罐内加入灵寿县凯耀矿产品加工厂生产的石墨烯粉，搅拌1h后，用抽气机将反应罐中的冷空气抽出，并通入到冷却装置的保温储气箱中，同时，向反应罐中补充热空气，然后将强氧化剂加入反应罐中，继续搅拌2h，升温至90℃，再加入过氧化氢溶液，继续搅拌2h，得到固液混合物，然后将该固液混合物进行离心过滤，用去离子水洗涤滤渣5次，得到氧化石墨烯；
S2：用聚乙烯醇改性氧化石墨烯
将硝酸铈溶于水，再置于混合箱中，加入山东天峰化工科技有限公司生产的聚乙烯醇配制的水溶液和济南创通化学有限公司生产的醋酸，搅拌均匀，然后将所述氧化石墨烯加入混合箱中，再加入氢氧化钠溶液，调节PH＝12，加热至100℃，反应20h后，用抽气机将混合箱中的热空气抽出，并将该热空气从反应罐底部的单向孔处通入步骤S1所述的反应罐中，用于补充热空气，再进行真空过滤，得到固体物料，再将上述固体物料加入济南宝辉化工有限公司生产的N,N-二甲基甲酰胺中，再加入山东鑫九诚化工科技有限公司生产的六亚甲基二异氰酸酯，搅拌18h，离心过滤，得到改性石墨烯，通过先将石墨烯粉氧化，再用聚乙烯醇对该氧化石墨烯进行改性，达到提高石墨烯分散性的效果，防止其发生团聚；
S3：加乳化剂进行预乳化
将水和乳化剂按3:1的体积比加入搅拌机中，搅拌30min，再加入山东兴舜化工有限公司生产的甲基丙烯酸甲酯、昆山亚仕兰化工有限公司生产的丙烯酸丁酯、济南三恩化工有限公司生产的甲基丙烯酸和上海光易化工有限公司生产的双酚A环氧丙烯酸酯，以500r/min的速率搅拌20min，得到预乳化混合体；
S4：引发剂引发聚合反应
向上述预乳化混合体中加入碳酸氢钠溶液，搅拌均匀，再加入引发剂，在110℃的温度下，进行聚合反应，在聚合反应进行的同时，搅拌机内的甲基丙烯酸甲酯等因加热而蒸发，进入到搅拌机顶部的弧形导气管中，导气管外部的冷却装置使用步骤S1所述保温储气箱中的冷空气将管体冷却，蒸发的甲基丙烯酸甲酯等在管中液化，并通过弧形导气管另一端的单向阀流回搅拌机中，然后加入山东沅锦新材料有限公司成产的乙烯基三乙氧基硅烷，以及厦门祥德至上化工产品有限公司生产的叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠的混合溶液，搅拌20min后，加氨水调节PH＝7并过滤，得到水性乳液，通过利用搅拌机顶部的弧形导管，防止因甲基丙烯酸甲酯等有机化合物蒸发，而造成资源的浪费，使得聚合反应更加高效地进行；
S5：加锌粉等杂化水性乳液
将硅酸钾溶液按硅酸钾溶液与水性乳液的质量比为5:1的比例，加入所述水性乳液中，搅拌1h，再超声处理2min，得到预杂化水性乳液，然后将所述改性石墨烯和锌粉按质量比7:3加入预杂化水性乳液中，通过球磨装置以1000rpm/min的速率球磨2h，再向搅拌机中加入消泡剂和流平剂，搅拌0.5h，最后用超声波探头进行超声脱气，得到所述改性石墨烯水性涂料，通过使用硝酸钾、改性石墨烯和锌粉杂化水性乳液，再通过后续步骤将该杂化水性乳液制作成改性石墨烯水性涂料，其涂装后形成的涂层致密性高、附着力好、干燥速度快、抗冲击性强以及耐腐蚀性好。
实施例3
一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：氧化还原石墨烯
将酸混合物加入反应罐中，调节罐内温度为0℃，向反应罐内加入灵寿县凯耀矿产品加工厂生产的石墨烯粉，搅拌2h后，用抽气机将反应罐中的冷空气抽出，并通入到冷却装置的保温储气箱中，同时，向反应罐中补充热空气，然后将强氧化剂加入反应罐中，继续搅拌5h，升温至70℃，再加入过氧化氢溶液，继续搅拌3h，得到固液混合物，然后将该固液混合物进行离心过滤，用去离子水洗涤滤渣3次，得到氧化石墨烯；
S2：用聚乙烯醇改性氧化石墨烯
将硝酸铈溶于水，再置于混合箱中，加入山东天峰化工科技有限公司生产的聚乙烯醇配制的水溶液和济南创通化学有限公司生产的醋酸，搅拌均匀，然后将所述氧化石墨烯加入混合箱中，再加入氢氧化钠溶液，调节PH＝9，加热至90℃，反应24h后，用抽气机将混合箱中的热空气抽出，并将该热空气从反应罐底部的单向孔处通入步骤S1所述的反应罐中，用于补充热空气，再进行真空过滤，得到固体物料，再将上述固体物料加入济南宝辉化工有限公司生产的N,N-二甲基甲酰胺中，再加入山东鑫九诚化工科技有限公司生产的六亚甲基二异氰酸酯，搅拌24h，离心过滤，得到改性石墨烯，通过先将石墨烯粉氧化，再用聚乙烯醇对该氧化石墨烯进行改性，达到提高石墨烯分散性的效果，防止其发生团聚；
S3：加乳化剂进行预乳化
将水和乳化剂按2:1的体积比加入搅拌机中，搅拌40min，再加入山东兴舜化工有限公司生产的甲基丙烯酸甲酯、昆山亚仕兰化工有限公司生产的丙烯酸丁酯、济南三恩化工有限公司生产的甲基丙烯酸和上海光易化工有限公司生产的双酚A环氧丙烯酸酯，以300r/min的速率搅拌30min，得到预乳化混合体；
S4：引发剂引发聚合反应
向上述预乳化混合体中加入碳酸氢钠溶液，搅拌均匀，再加入引发剂，在90℃的温度下，进行聚合反应，在聚合反应进行的同时，搅拌机内的甲基丙烯酸甲酯等因加热而蒸发，进入到搅拌机顶部的弧形导气管中，导气管外部的冷却装置使用步骤S1所述保温储气箱中的冷空气将管体冷却，蒸发的甲基丙烯酸甲酯等在管中液化，并通过弧形导气管另一端的单向阀流回搅拌机中，然后加入山东沅锦新材料有限公司成产的乙烯基三乙氧基硅烷，以及厦门祥德至上化工产品有限公司生产的叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠的混合溶液，搅拌45min后，加氨水调节PH＝8并过滤，得到水性乳液，通过利用搅拌机顶部的弧形导管，防止因甲基丙烯酸甲酯等有机化合物蒸发，而造成资源的浪费，使得聚合反应更加高效地进行；
S5：加锌粉等杂化水性乳液
将硅酸钾溶液按硅酸钾溶液与水性乳液的质量比为3:1的比例，加入所述水性乳液中，搅拌2h，再超声处理5min，得到预杂化水性乳液，然后将所述改性石墨烯和锌粉按质量比5:2加入预杂化水性乳液中，通过球磨装置以600rpm/min的速率球磨3h，再向搅拌机中加入消泡剂和流平剂，搅拌1h，最后用超声波探头进行超声脱气，得到所述改性石墨烯水性涂料，通过使用硝酸钾、改性石墨烯和锌粉杂化水性乳液，再通过后续步骤将该杂化水性乳液制作成改性石墨烯水性涂料，其涂装后形成的涂层致密性高、附着力好、干燥速度快、抗冲击性强以及耐腐蚀性好。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：氧化还原石墨烯
将石墨烯粉加入酸混合物中，在低温环境下进行搅拌，然后加入强氧化剂，升温，再加入氢氧化钠溶液进行反应，过滤，得到氧化石墨烯；
S2：用聚乙烯醇改性氧化石墨烯
将上述氧化石墨烯加入硝酸铈、聚乙烯醇溶液和醋酸的混合溶液中，加热反应，过滤得到固体物料，再将固体物料加入N,N-二甲基甲酰胺中，再加入六亚甲基二异氰酸酯，过滤，得到改性石墨烯；
S3：加乳化剂进行预乳化
将水和乳化剂按2-3:1的体积比加入搅拌机中，搅拌30-40min，再加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和双酚A环氧丙烯酸酯，以300-500r/min的速率搅拌20-30min，得到预乳化混合体；
S4：引发剂引发聚合反应
向上述预乳化混合体中加入缓冲剂，搅拌均匀，再加入引发剂，在90-120℃的温度下，进行聚合反应，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，以及叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠的混合溶液，搅拌20-45min后，加氨水调节PH＝7-8并过滤，得到水性乳液；
S5：加锌粉等杂化水性乳液
将硅酸钾溶液加入上述水性乳液中，搅拌混合，再加入上述改性石墨烯和锌粉，球磨，然后加入消泡剂和流平剂，混合均匀后，得到所述改性石墨烯水性涂料。
2.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的氧化还原石墨烯，具体包括如下步骤：
S1.1：将酸混合物加入反应罐中，调节罐内温度为0-5℃，向反应罐内加入石墨烯粉，搅拌1-2h；
S1.2：将强氧化剂加入反应罐中，继续搅拌2-5h，然后升温至70-90℃，再加入过氧化氢溶液，继续搅拌2-3h，得到固液混合物；
S1.3：将上述固液混合物进行离心过滤，用去离子水洗涤滤渣3-5次，得到氧化石墨烯。
3.根据权利要求2所述的一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的用聚乙烯醇改性氧化石墨烯，具体包括如下步骤：
S2.1：将硝酸铈溶于水，再置于混合箱中，加入聚乙烯醇溶液和醋酸，搅拌均匀；
S2.2：将所述氧化石墨烯加入混合箱中，再加入氢氧化钠溶液，调节PH＝9-13，加热至90-100℃，反应20-28h，再进行真空过滤，得到固体物料；
S2.3：将上述固体物料加入N,N-二甲基甲酰胺中，再加入六亚甲基二异氰酸酯，搅拌18-24h，离心过滤，得到改性石墨烯。
4.根据权利要求3所述的一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的聚合反应进行的同时，搅拌机内的甲基丙烯酸甲酯等因加热而蒸发，进入到搅拌机顶部的弧形导气管中，导气管外部的冷却装置将管体冷却，蒸发的甲基丙烯酸甲酯等在管中液化，并通过弧形导气管另一端的单向阀流回搅拌机中。
5.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5的加锌粉等杂化水性乳液，具体包括如下步骤：
S5.1：将硅酸钾溶液加入所述水性乳液中，搅拌0.5-2h，再超声处理2-5min，得到预杂化水性乳液；
S5.2：将所述改性石墨烯和锌粉按质量比5-10:2-3加入上述预杂化水性乳液中，通过球磨装置以500-1000rpm的速率球磨2-3h；
S5.3：向搅拌机中加入消泡剂和流平剂，搅拌0.5-1h，再用超声波探头进行超声脱气，得到所述改性石墨烯水性涂料。
6.根据权利要求4所述的一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1.1中搅拌完成后，通过抽气机将反应罐中的冷空气抽出，并通入到冷却装置的保温储气箱中，然后用该冷空气将步骤S4中发生聚合反应时，蒸发出的甲基丙烯酸甲酯等有机化合物冷却液化，此外，再用抽气机将步骤S2.3所述搅拌完成后，混合箱中的热空气抽出，再将该热空气从反应罐底部的单向孔处通入步骤S1.2所述的反应罐中，对反应罐中补充空气，同时将反应罐中温度升高。
7.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，其特征在于，所述缓冲剂为碳酸氢钠溶液。
8.根据权利要求5所述的一种改性石墨烯水性涂料的制备方法，其特征在于，硅酸钾溶液与水性乳液的质量比为3-5:1。
CN202310203469.4A 2023-03-06 2023-03-06 一种改性石墨烯水性涂料的制备方法 Pending CN116144206A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310203469.4A CN116144206A (zh) 2023-03-06 2023-03-06 一种改性石墨烯水性涂料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310203469.4A CN116144206A (zh) 2023-03-06 2023-03-06 一种改性石墨烯水性涂料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116144206A true CN116144206A (zh) 2023-05-23

Family

ID=86338938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310203469.4A Pending CN116144206A (zh) 2023-03-06 2023-03-06 一种改性石墨烯水性涂料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116144206A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1594380A (zh) * 2004-07-09 2005-03-16 中山大学 一种硅丙乳液的制备方法
CN1887926A (zh) * 2006-06-07 2007-01-03 刘晓国 有机硅改性丙烯酸酯聚合物及其制备方法和应用
CN106634320A (zh) * 2016-09-09 2017-05-10 常州大学 硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料及其制备方法
CN108727881A (zh) * 2018-06-15 2018-11-02 武汉工程大学 一种高附着力高柔韧性水性无机富锌涂料的制备方法
CN110128931A (zh) * 2019-04-24 2019-08-16 湖北卫汉装备科技有限公司 一种石墨烯阻燃耐磨涂层及其制备方法
WO2022088146A1 (zh) * 2020-10-31 2022-05-05 河北比尔尼克新材料科技股份有限公司 一种水性复合鳞片锌铝防腐漆及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1594380A (zh) * 2004-07-09 2005-03-16 中山大学 一种硅丙乳液的制备方法
CN1887926A (zh) * 2006-06-07 2007-01-03 刘晓国 有机硅改性丙烯酸酯聚合物及其制备方法和应用
CN106634320A (zh) * 2016-09-09 2017-05-10 常州大学 硅丙乳液和氧化石墨烯改性无机涂料及其制备方法
CN108727881A (zh) * 2018-06-15 2018-11-02 武汉工程大学 一种高附着力高柔韧性水性无机富锌涂料的制备方法
CN110128931A (zh) * 2019-04-24 2019-08-16 湖北卫汉装备科技有限公司 一种石墨烯阻燃耐磨涂层及其制备方法
WO2022088146A1 (zh) * 2020-10-31 2022-05-05 河北比尔尼克新材料科技股份有限公司 一种水性复合鳞片锌铝防腐漆及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张海永等: "异氰酸酯交联聚乙烯醇改性石墨烯/环氧改性聚氨酯复合涂层防腐性能研究", 山东化工, vol. 51, pages 12 - 15 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113512147B (zh) 一种高性能羧基丁苯胶乳的制备方法
CN107805442B (zh) 石墨烯改性水性防腐涂料及其制备方法
CN106279565A (zh) 一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂及其制备方法
CN111303741A (zh) 用于风电和石化装备的高膜厚水性聚氨酯长效防腐涂料及其制备方法
CN105111641A (zh) 水性有机硅含氟聚合物分散体与其制备方法
CN113651903B (zh) 一种基于高分子附聚技术制备大粒径聚丁二烯胶乳的方法
CN104558450A (zh) 一种有机无机复合改性水性丙烯酸树脂及其制备方法
CN109369861A (zh) 一种亲水性有机硅微球及其制备方法
CN116144206A (zh) 一种改性石墨烯水性涂料的制备方法
CN105905913A (zh) 以一种非离子/阴离子结合型表面活性剂为软模板的二氧化硅微球的制备
WO2023207629A1 (zh) 可直接分散在有机体系中的石墨烯粉体的工业化连续制备设备以及工艺
CN115304818B (zh) 基于Pickering乳液聚合法制备的超低温热膨胀微球及其制备方法
CN104497202A (zh) 水性涂料用相变微胶囊乳液及其制备方法
CN104177542A (zh) 钻井液用微乳液聚合强包被剂及其制备方法
CN115010841B (zh) 一种改性气凝胶及其制备的保温涂料和制备方法
CN106749876A (zh) 一种含氟丙烯酸树脂及其制备方法
CN108003272B (zh) 纳米纤维素/含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法
CN116023859A (zh) 一种用于保护钢材质的水性钢结构漆的制备方法
CN103497472B (zh) 一种改性纯丙乳液及其制备方法
CN103788311A (zh) 新型环氧-聚丙烯酸酯“核-壳”乳液及其制备方法
CN103923581A (zh) 改性白乳胶
CN111499785A (zh) 一种具有超支化结构的天然气水合物抑制剂及其制备方法与应用
CN109776718B (zh) 一种利用微乳液法制备相变储能材料及其制备方法
CN105622895A (zh) 一种环氧树脂乳液的制备方法
CN111285953A (zh) 一种丙烯酸乳液及其制备方法

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