JP2022530767A - 官能化グラフェン及び官能化グラフェンを含むコーティング - Google Patents
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Abstract
Description
バインダーと、
金属顔料と、
充填剤と、
コーティング組成物中の金属顔料の一部を少なくとも部分的に置き換えるための官能化グラフェンと、を含み、官能化グラフェンは、本発明の第1態様による方法で得られた官能化グラフェン、又は本発明の第2態様による官能化グラフェン組成物である。
バインダーと、
金属顔料と、
充填剤と、
コーティング組成物中の金属顔料の一部を少なくとも部分的に置き換えるための表面修飾グラフェンと、を含み、表面修飾グラフェンは、本発明の第1態様による方法で得られた官能化グラフェン、又は本発明の第2態様による官能化グラフェン組成物である。
純粋で酸化物を含まないグラフェンナノプレートレット(GNP)は、GNP(94wt%)を粉末の形態でレーディゲ・プラウシェアミキサーに導入することによって官能化した。GNP粉末は、実質的に乾燥した状態であり、湿気がない。次に、ミキサーを作動させ、GNP粉末が霧化又は解凝集し始めると、BYK 333湿潤剤(2wt%)、次にBYK 9076分散剤(2wt%)、次にAPTES(4wt%)をスプレーして、官能化GNP粉末を生成する。GNP粉末の官能化に続いて、完全な官能化を確保し、存在する可能性のある残留液体を追い出すために、50~100℃の熱処理を施す。熱処理は、官能化された純粋なGNPが酸化されるリスクを最小限に抑えるために、空気中又は窒素雰囲気下でミキサー内で行われる。
官能化されたGNP粉末は、コーティング組成物の他の粉末成分、即ち亜鉛及びCaCO3と混合される。次に、これらの粉末成分を、キシレンの存在下でビスフェノールAジグリシジルエーテル(DGEBA)エポキシ樹脂及びポリアミド硬化剤と混合し、該混合物を2000RPMで5分間撹拌する。次に、混合物は、鋼基板にスプレーコーティングされる。次に、コーティングされた鋼基板を室温で硬化させ(即ち、通気乾燥の場合は1.5時間、完全硬化の場合は7日)、60ミクロンの乾燥膜厚を有するコーティングを形成する。例示的な組成物E1~E2を、比較例C1及びC2と共に以下の表1に示す。
表1
Claims (25)
- 官能化グラフェンを製造する方法であって、グラフェンが実質的に乾燥した状態にあるとき、化学リンカーで前記グラフェンを官能化するステップを含む、ことを特徴とする方法。
- 前記グラフェンは、粉末の形態で提供される、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記グラフェンは、酸化物を含まず、部分的に酸化されたグラフェン、又は制限された酸素含有量(<5%)のグラフェンである、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 前記方法は、好ましくはスプレーによって、前記官能化グラフェンに湿潤剤及び/又は分散剤を加えるステップを含む、ことを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記化学リンカーは液体の形態である、ことを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記グラフェンには前記化学リンカーがスプレーされる、ことを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記グラフェンの官能化は、不活性雰囲気下又は空気中で行われる、ことを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記官能化グラフェンを乾燥させる、ことを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記グラフェンは、流動床、乾式/湿式ミル、又は機械式ミキサーで官能化される、ことを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記化学リンカーは、オルガノシラン、好ましくは非加水分解オルガノシランを含む、ことを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記請求項のいずれか1項の方法に従って製造された官能化グラフェン組成物であって、前記官能化グラフェン組成物は、0.1~10重量%の化学リンカーとグラフェンとを含む、ことを特徴とする官能化グラフェン組成物。
- 前記組成物は、0.1~5重量%の湿潤剤を含む、ことを特徴とする請求項11に記載の官能化グラフェン組成物。
- 前記組成物は、0.1~10重量%の分散剤を含む、ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の官能化グラフェン組成物。
- 金属顔料とバインダーとを含むコーティング組成物中の金属顔料の含有量を低減する方法であって、コーティング組成物中の前記金属顔料の一部を置き換えるか又は低減するステップと、
前記金属顔料を、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の方法で得られた充填剤及び官能化グラフェン又は請求項11~請求項13の前記官能化グラフェン組成物で置き換えるステップとを含む、ことを特徴とする方法。 - コーティング組成物であって、
バインダーと、
金属顔料と、
充填剤と、
前記コーティング組成物中の前記金属顔料の一部を少なくとも部分的に置き換えるための官能化グラフェンと、を含み、前記官能化グラフェンは、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の方法で得られた前記官能化グラフェン、又は請求項11~請求項13のいずれかに記載の官能化グラフェン組成物である、ことを特徴とするコーティング組成物。 - 前記コーティング組成物は、
0.5~10重量%の前記官能化グラフェンと、
5~90重量%の前記金属顔料と、
5~90重量%の前記バインダーと、
前記充填剤と、を含むことを特徴とする請求項15に記載のコーティング組成物。 - 前記バインダーは、樹脂と硬化剤とを含む、ことを特徴とする請求項15又は請求項16に記載のコーティング組成物。
- 前記樹脂は、エポキシ樹脂を含み、前記硬化剤は、アミノ、アミド、ヒドロキシル、カルボン酸、無水物、イソシアネート、フェノール及びチオールの官能基のいずれかを含む、ことを特徴とする請求項17に記載のコーティング組成物。
- 前記金属顔料は、亜鉛又は亜鉛合金、アルミニウム又はアルミニウム合金、マグネシウム又はマグネシウム合金、酸化鉄又は前記金属又は導電性金属酸化物顔料の1つ又は複数の混合物を含む、ことを特徴とする請求項15から請求項18のいずれか1項に記載のコーティング組成物。
- 前記充填剤は、CaCO3、タルク、マイカ、二酸化チタン、不活性充填剤、又はそれらの混合物を含む、ことを特徴とする請求項15から請求項19のいずれか1項に記載のコーティング組成物。
- 被覆物品であって、前記物品は、請求項15から請求項20のいずれか1項に記載のコーティング組成物で形成されたコーティング層を含む、ことを特徴とする被覆物品。
- 前記コーティング層は、1~150ミクロンの乾燥膜厚を有する、ことを特徴とする請求項21に記載の被覆物品。
- 前記物品は、金属基板、自動車、航空機、電気又は家庭電化製品、海洋構造物、船舶又は乾ドックを含む、ことを特徴とする請求項21又は請求項22に記載の被覆物品。
- 被覆物品を製造する方法であって、前記方法は、請求項15~請求項20のいずれか1項に記載の組成物を前記物品の表面に塗布するステップを含む、ことを特徴とする方法。
- コーティング層における金属顔料の代替物としての、請求項1~請求項10のいずれか1項に従って製造された官能化グラフェンの使用。
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