TWI805270B

TWI805270B - 基於奈米石墨烯之精蠟帶及其製備方法

Info

Publication number: TWI805270B
Application number: TW111109001A
Authority: TW
Inventors: 陳映宇; 陳士涵
Original assignee: 大陸商辰港（泉州）科技有限公司
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2023-06-11
Also published as: TW202336313A

Abstract

本發明提供一種基於奈米石墨烯之精蠟帶及其製備方法，其由一柔性載體浸漬在一複合材料液中一定時間後，經乾燥、捲曲後而形成材；其中，按照重量份數計，複合材料液的原料包括：精蠟、石墨烯、填充材料、UV吸收劑、消泡劑、抗氧化劑、氯化石蠟、膨脹土、矽膠、膨脹石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、碳纖、聚磷酸銨、硼酸鋅以及磷酸三乙酯；藉此，提供一具有良好的防水、絕緣、防腐蝕以及阻燃性能的卷材。

Description

基於奈米石墨烯之精蠟帶及其製備方法

本發明係關於一種高分子材料相關領域，尤指一種基於奈米石墨烯之精蠟帶及其製備方法。

一般建築物、金屬部件以及機械設備，通常會因時間的流逝，或是如溫度或濕度等環境因素的影響而減少使用年限，隨著使用者對建築物、金屬部件以及機械設備使用年限需求的提升，使用者對於防水、防腐、阻燃材料的品質要求也越來越重視。

隨著高分子材料研發技術及配套設施的日漸發展，高分子材料應用於建築物、金屬部件以及機械設備領域的防水、防腐、阻燃功能方面越來越備受青睞。其中，高分子卷材為公認性能優異，且可提供戶外零下45至60℃之施工溫度，而不需額外熱熔施工的防水材料，而被廣泛應用於工業和民用領域中。

然而，一般的高分子卷材多含有有機溶劑、可塑劑、瀝青以及黃油，用於提高卷材的可塑性，更適於防水、防腐要求。但正是添加了有機溶劑以及可塑劑，有機溶劑在揮發後會致使卷材易硬化而不易施作，且耐環境開裂性以及耐候性差，特別是熱氧化作用會使其性能下降，更容易加速老化。

因此，需要一種可綜合耐溫性、防水性、防腐性、耐候性、施工性能簡單操作的卷材，用以滿足各行業的金屬部件的外部防水、防腐蝕需求。

本發明主要目的在於提供一種基於奈米石墨烯之精蠟帶，其具有優良的防水性、防腐性和阻燃性能，且所述精蠟帶具有的高含量與黏土觸感相同的精蠟，而能夠適用於不規則的金屬部件，尤其是金屬曲面越多的螺栓及閥門，而彰顯附著性能優於傳統塗料及其他包覆材，且不會和黏土一樣發生乾枯斷裂現象。

為達上述目的，本發明之一項實施例提供一種基於奈米石墨烯之精蠟帶，其由一柔性載體浸漬在一複合材料液中一定時間後，經乾燥、捲曲後而形成；其中，按照重量份數計，複合材料液的原料包括：聚乙烯蠟5~30份、石蠟50~90份、月桂酸0.2~1份、氧化鋅10~30份、甘油0.5~5份、環氧大豆油0.2~1份、穩定劑0.2~3份、增塑劑10~40份、石墨1~10份、石墨烯1~10份、聚乙烯吡咯烷酮5~15份、微晶蠟40~85份、硬脂酸0.2~0.5份、鈦白粉10~35份、碳酸鈣10~20份、高嶺土5~15份、滑石粉3~25份、白蠟油1~15份、鋁粉3~15份、鋅粉2~10份、雲母5~25份、二氧化矽5~25份、三氧化銻2~15份、磷鐵鋅矽粉2~15份、磷鐵粉2~15份、UV吸收劑0.1~0.5份、消泡劑0.1~0.5份、抗氧化劑0.1~0.5份、氯化石蠟5~20份、膨脹土3~5份、矽膠5~15份、膨脹石墨1~15份、氫氧化鎂3~10份、氫氧化鋁2~10份、碳纖5~30份、聚磷酸銨2~10份、硼酸鋅2~5份、磷酸三乙酯2~5份。

於其中一項實施例中，按照重量份數計，複合材料液的原料包括：聚乙烯蠟7~25份、石蠟55~85份、月桂酸0.5~0.8份、氧化鋅12~28份、甘油1~4.5份、環氧大豆油0.5~0.8份、穩定劑0.5~2.5份、增塑劑13~30份、石墨1.5~8.5份、石墨烯1.5~8.5份、聚乙烯吡咯烷酮8~13份、微晶蠟55~80份、硬脂酸0.25~0.45份、鈦白粉12~20份、碳酸鈣11~18份、高嶺土8~10份、滑石粉5~10份、白蠟油3~12份、鋁粉5~10份、鋅粉5~8份、雲母8~22份、二氧化矽8~22份、三氧化銻5~10份、磷鐵鋅矽粉5~10份、磷鐵粉5~10份、UV吸收劑0.15~0.45份、消泡劑0.15~0.45份、抗氧化劑0.1~0.2份、氯化石蠟5~10份、膨脹土3~5份、矽膠5~15份、膨脹石墨1~3份、氫氧化鎂3~5份、氫氧化鋁2~5份、碳纖5~30份、聚磷酸銨2~5份、硼酸鋅2~3份、磷酸三乙酯2~3份。

於其中一項實施例中，柔性載體為聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯纖維、聚對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯或聚酯纖維製成的無紡布。

於其中一項實施例中，聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯纖維、聚對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯或聚酯纖維的單絲為2D~6D，柔性載體的拉力強度為50~100 kN/m，拉伸率小於30%。

於其中一項實施例中，柔性載體的厚度為0.5~5mm、寬度為1~30英寸、強度為100~400 g/m ²。

於其中一項實施例中，石墨烯為氧化型石墨烯及天然型石墨烯其中之一種或多種。

於其中一項實施例中，精蠟帶的耐高溫範圍為50~250℃。本發明之一項實施例提供一種基於奈米石墨烯之精蠟帶的製備方法，其包括以下步驟：一步驟S1，製備一複合材料液；一步驟S2，將一柔性載體裁剪為合適的尺寸，在90~150℃的條件下，將該柔性載體浸漬在該複合材料液中0.5~2分鐘，以獲得一預製體；以及一步驟S3，將該預製體壓牢以及乾燥後，卷成圓形以獲得該精蠟帶。

於其中一項實施例中，步驟S1中，更包括以下步驟：一步驟S11，按照原料之間的配比，將聚乙烯蠟、石蠟、月桂酸、甘油、環氧大豆油、穩定劑、增塑劑、聚乙烯吡咯烷酮、微晶蠟、硬脂酸以及白蠟油於150~200℃的溫度下進行混合，並加熱45~75分鐘直至完全熔融，以獲得一初制混合液；一步驟S12，在初制混合液加入石墨及石墨烯直至完全熔融；一步驟S13，加入氧化鋅、鈦白粉、碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、鋁粉、鋅粉、雲母、二氧化矽、三氧化銻、磷鐵鋅矽粉、磷鐵粉、氯化石蠟、膨脹土、矽膠、膨脹石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、碳纖、聚磷酸銨、硼酸鋅以及磷酸三乙酯，並混煉30~60分鐘；以及一步驟S14，加入UV吸收劑、消泡劑、抗氧化劑以及碳纖，熔融10~30分鐘並靜置2小時，以獲得該複合材料液。

藉此，本發明之精蠟帶含有高含量與黏土觸感相同的精蠟，而更適於不規則的建築物及機械設備，且不會和黏土一樣發生乾枯斷裂現象。

此外，本發明之精蠟帶採用非針織無紡布作為柔性載體材料，透過充分浸潤於複合材料液，一方面加強了精蠟帶的拉伸與斷裂性能；另一方面則為複合材料液提供載體，不僅能夠更好地包覆在不規則的曲面異型物上，包覆的厚度也可控制。

再者，本發明之複合材料透過添加天然型石墨烯和氧化型石墨烯，利用石墨烯的二維片層結構使其能夠在熔融混合中提升複合材料的耐候性，能在如零下40度或強風14級等嚴苛環境下施作及使用，優於傳統塗料以及其他瀝青或黃油等包覆材。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

請參閱圖1至圖4所示，本發明提供一種基於奈米石墨烯之精蠟帶100，其由一柔性載體10浸漬在一複合材料液20中一定時間後，經乾燥、捲曲後而形成卷材。

其中，按照重量份數計，複合材料液20的原料包括：聚乙烯蠟5~30份、石蠟50~90份、月桂酸0.2~1份、氧化鋅10~30份、甘油0.5~5份、環氧大豆油0.2~1份、穩定劑0.2~3份、增塑劑10~40份、石墨1~10份、石墨烯1~10份、聚乙烯吡咯烷酮5~15份、微晶蠟40~85份、硬脂酸0.2~0.5份、鈦白粉10~35份、碳酸鈣10~20份、高嶺土5~15份、滑石粉3~25份、白蠟油1~15份、鋁粉3~15份、鋅粉2~10份、雲母5~25份、二氧化矽5~25份、三氧化銻2~15份、磷鐵鋅矽粉2~15份、磷鐵粉2~15份、UV吸收劑0.1~0.5份、消泡劑0.1~0.5份、抗氧化劑0.1~0.5份、氯化石蠟5~20份、膨脹土3~5份、矽膠5~15份、膨脹石墨1~15份、氫氧化鎂3~10份、氫氧化鋁2~10份、碳纖5~30份、聚磷酸銨2~10份、硼酸鋅2~5份、磷酸三乙酯2~5份。

於本實施例中，精蠟帶100通過添加聚乙烯蠟、石蠟、微晶蠟以及白蠟油等蠟質材料，以及月桂酸、甘油、環氧大豆油和硬脂酸等脂質材料，製備形成與黏土觸感性質相似的精蠟。

其中，精蠟帶100具有高含量的上述精蠟，所述精蠟本身的觸感與黏土的極為相似，施工時不需特殊的器械進行加熱即可使用。且因其具備與黏土相似的特性，使精蠟帶100可以包覆在不規則的曲面異形物表面，更適於不同建築、金屬部件以及機械設備的包裹。此外，精蠟具備的高燃點，使精蠟帶100具備了高阻燃性能。

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的二維材料，其片層結構可層層疊加，交錯排列，在複合材料液20中可以形成“迷宮式”的遮罩結構，從而能夠有效地抑制腐蝕介質（水、酸、鹼）的浸潤、滲透以及擴散，因此其可提高精蠟帶100的防水、防腐性能。

此外，於本實施例中，石墨烯採用奈米石墨烯，其具備小尺寸效應，可以填充到複合材料液20的缺陷中，減少精蠟帶100的孔隙率，增強緻密性，進一步延緩和阻止腐蝕因數的侵蝕。且石墨烯的片層結構可以將複合材料液20分割成許多小區間，能夠有效降低精蠟帶100內部的應力，進而提升精蠟帶100的柔韌性、抗衝擊性以及耐磨性。

再者，聚乙烯吡咯烷酮和穩定劑則可以防止石墨烯團聚，加強石墨烯分散效果，提高石墨烯性能。而氧化鋅、鈦白粉、高嶺土、滑石粉、雲母雲、二氧化矽這些材料在作為精蠟帶100填充材料，使精蠟帶100在增強韌性，提高阻燃性能的同時，利用鋅元素可提高精蠟帶100的成膜性能。

鋅粉、磷鐵鋅矽粉、磷鐵粉提供精蠟帶100更高的防腐蝕效果，鋅元素在空氣的氧化下，形成一層氧化薄膜，所述薄膜可隔絕水分與空氣並填補縫隙與毛孔以確保精蠟帶100緊密貼覆，而不接觸空氣的精蠟帶100內部則不會乾枯硬化，從而進一步避免了崩裂現象的發生。

UV吸收劑則可以吸收紫外線，防止精蠟帶100乾固，進一步提升精蠟帶100乾固的黏彈性與耐候性能，使其可在戶外耐候20年以上。而消泡劑則可以出去複合材料液20中的氣泡，增加材料與材料之間的緊密性，減少精蠟帶100的空隙。此外，抗氧化劑更提供精蠟帶100防黃變以及增加耐候性能。

氯化石蠟、膨脹土、膨脹石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、聚磷酸銨、硼酸鋅、三氧化銻以及磷酸三乙酯，除了提供精蠟帶100更好的阻燃效果外，更兼具填充劑的作用。而矽膠以及碳纖除了作為填充材料外，更可提升精蠟帶100的耐高溫效果。

進一步地，按照重量份數計，複合材料液20的原料包括：

聚乙烯蠟7~25份、石蠟55~85份、月桂酸0.5~0.8份、氧化鋅12~28份、甘油1~4.5份、環氧大豆油0.5~0.8份、穩定劑0.5~2.5份、增塑劑13~30份、石墨1.5~8.5份、石墨烯1.5~8.5份、聚乙烯吡咯烷酮8~13份、微晶蠟55~80份、硬脂酸0.25~0.45份、鈦白粉12~20份、碳酸鈣11~18份、高嶺土8~10份、滑石粉5~10份、白蠟油3~12份、鋁粉5~10份、鋅粉5~8份、雲母8~22份、二氧化矽8~22份、三氧化銻5~10份、磷鐵鋅矽粉5~10份、磷鐵粉5~10份、UV吸收劑0.15~0.45份、消泡劑0.15~0.45份、抗氧化劑0.1~0.2份、氯化石蠟5~10份、膨脹土3~5份、矽膠5~15份、膨脹石墨1~3份、氫氧化鎂3~5份、氫氧化鋁2~5份、碳纖5~30份、聚磷酸銨2~5份、硼酸鋅2~3份、磷酸三乙酯2~3份。其中，利用上述比例製備形成的複合材料液20，其防水、防腐以及阻燃性能更佳。

更為優選地，在本發明的較佳實施例中，按照重量份數計，複合材料液20的原料包括：

聚乙烯蠟18份、石蠟75份、月桂酸0.6份、氧化鋅20份、甘油3.5份、環氧大豆油0.6份、穩定劑1.6份、增塑劑27份、石墨6份、石墨烯6.5份、聚乙烯吡咯烷酮10份、微晶蠟75份、硬脂酸0.35份、鈦白粉18份、碳酸鈣16份、高嶺土8份、滑石粉8份、白蠟油7份、鋁粉7份、鋅粉7份、雲母12份、二氧化矽12份、三氧化銻6份、磷鐵鋅矽粉6份、磷鐵粉6份、UV吸收劑0.25份、消泡劑0.25份、抗氧化劑0.3份、氯化石蠟1份、膨脹土5份、矽膠10份、膨脹石墨5份、氫氧化鎂1份、氫氧化鋁2份、碳纖10份、聚磷酸銨10份、硼酸鋅5份、磷酸三乙酯2份。

進一步地，柔性載體10為聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯纖維、聚對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯或聚酯纖維製成的無紡布，無紡布作為精蠟帶100的骨架，為精蠟帶100形成良好的支撐，保證製備得到的精蠟帶100具有一定的厚度，所述厚度不僅可以保證防水、防腐性能，也可避免精蠟帶100像防腐塗料一樣不易固定包裹在建築或者機械設備上。

更為優選地，柔性載體10為聚丙烯纖維製成的無紡布，聚丙烯纖維質輕，且具備強度高、彈性好、耐磨、耐腐蝕特性，進一步提高了精蠟帶100的可拉伸性能以及抗斷裂性。

進一步地，聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯纖維、聚對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯或聚酯纖維的單絲為2D~6D，柔性載體10的拉力強度為50~100 kN/m，拉伸率小於30%。以上述條件製備成的無紡布，強度高，彈性好，進一步提高了精蠟帶100的可拉伸性能以及抗斷裂性。

進一步地，柔性載體10的厚度為0.5~5mm、寬度為1~30英寸、強度為100~400 g/m ²。以確保柔性載體10具備一定厚度包裹在建築或者機械設備上，更好地起到防水防腐、阻燃效果。而具備一定的寬度則可以對建築或者機械設備進行包覆，避免需要包裹位置的缺失，也可對精蠟帶100進行裁剪，更適配於包裹物。柔性載體10的強度則進一步確保了精蠟帶100不易斷裂。

進一步地，石墨烯為氧化型石墨烯及天然型石墨烯其中之一種或多種。

更為優選地，石墨烯中氧化型石墨烯與天然型石墨烯的品質比為1:1~2。更為優選地，石墨烯中氧化型石墨烯與天然型石墨烯的品質比為1:1.3。氧化型石墨烯的防水、防腐和阻燃性能優於天然型石墨烯。但氧化型石墨烯的表面有大量的官能團，如羧基、羥基、環氧基，這使其與其他的有機物易於反應和易於發生團聚，而天然型石墨烯則沒有這麼多官能團，不易發生團聚，將天然型石墨烯摻雜在氧化石墨中，可以阻止氧化型石墨烯的團聚，讓氧化型石墨烯所具備的良好的防水、防腐和阻燃性能能夠更好的發揮。

進一步地，精蠟帶100的耐高溫範圍為50~250℃。可通過改變精蠟的含量來改變精蠟帶100的耐溫範圍。可將精蠟帶100分為一般型，其耐高溫範圍為50~65℃；中溫型，其耐高溫範圍為80~125℃；高溫型，其耐高溫範圍為125~250℃。

如圖2至圖3所示，以下進一步說明本發明基於奈米石墨烯之精蠟帶100的製備方法200，其包含一步驟S1、一步驟S2以及一步驟S3。

於步驟S1中，製備複合材料液20。

進一步地，步驟S1更包括以下步驟：

一步驟S11，按照原料之間的配比，將聚乙烯蠟、石蠟、月桂酸、甘油、環氧大豆油、穩定劑、增塑劑、聚乙烯吡咯烷酮、微晶蠟、硬脂酸以及白蠟油於150~200℃的溫度下進行混合，並加熱45~75分鐘直至完全熔融，以獲得一初制混合液。其中，先將精蠟進行溶解，形成液體，便於後續石墨烯進行分散。

一步驟S12，在初制混合液加入石墨及石墨烯直至完全熔融。

以確保石墨及石墨烯在混合液中分散均勻，在初制混合液中形成石墨烯的片層結構，從而確保石墨烯的防水、防腐和阻燃性能。

一步驟S13，加入氧化鋅、鈦白粉、碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、鋁粉、鋅粉、雲母、二氧化矽、三氧化銻、磷鐵鋅矽粉、磷鐵粉、氯化石蠟、膨脹土、矽膠、膨脹石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、碳纖、聚磷酸銨、硼酸鋅以及磷酸三乙酯，並混煉30~60分鐘。

以確保填料加進去後可以混合在石墨烯形成的片層結構中，不僅可以填補石墨烯之間的空隙，還可以改善精蠟帶100的性能。

一步驟S14，加入UV吸收劑、消泡劑、抗氧化劑以及碳纖，熔融10~30分鐘並靜置2小時，以獲得複合材料液20。其中，UV吸收劑會降低複合材料液20的交聯密度，因此不宜過早放入，而消泡劑作為表面活性劑，同樣會改變成分之間的交聯程度。

於步驟S2中，將柔性載體10裁剪為合適的尺寸，在90~150℃的條件下，將柔性載體10浸漬在複合材料液20中0.5~2分鐘，以獲得一預製體。

於步驟S3中，將所述預製體壓牢以及乾燥後，卷成圓形以獲得精蠟帶100。

進一步說明，如圖3所示，將柔性載體10裁剪成合適尺寸後，放在三滾輪機1上，通過滾輪的作用將柔性載體10送入具有複合材料液20的原料槽2內，在複合材料液20中浸漬0.5~2分鐘後，再次通過另一台三滾輪機1將預製體從原料槽2內帶出，並通過滾輪的作用對預製體進行壓嚴，進一步減少縫隙，提高防水防腐性能。

此外，可通過多次浸漬、壓嚴步驟調整精蠟帶100的厚度，其厚度範圍為1mm~3mm，而後乾燥後進行捲曲從而製成精蠟帶100。

如圖4所示，為利用本發明精蠟帶100於一建築物3進行施工之示意圖，在使用精蠟帶100前，首先需將建築物3欲保護之區域的舊防腐材料進行剝除，並塗上抑制轉換劑，接著將精蠟帶100緊密貼合並覆蓋於欲保護之區域。

再者，精蠟帶100可重複使用，使用者可剝開精蠟帶100以檢視保護區域，並在重新貼合後抹平內部空氣，即可再次使用。

於本實施例中，精蠟帶100能夠應用於陸上風機基座底部，以有效防水，或是應用於變電箱底部，以防腐、絕緣及阻燃，以及應用於風機之風筒筒身焊縫防腐及焊縫針孔及砂眼填補，並防止陸上風機底部腐蝕與生鏽，而延長陸上風機的使用壽命，且能夠避免陸上風機的基座因腐蝕而有倒塔的意外風險隱患。

此外，精蠟帶100亦能夠應用於海上風機、海上風機作業平台、腳樁、海底電纜或金屬接頭等金屬部件，以有效防腐蝕、防水以及絕緣。

本發明第一實施例提供一種基於奈米石墨烯的精蠟帶100，其包括由聚丙烯纖維製備形成的柔性載體10以及複合材料液20，其中，按照重量份數計，複合材料液20包括：聚乙烯蠟18份、石蠟75份、月桂酸0.6份、氧化鋅20份、甘油3.5份、環氧大豆油0.6份、穩定劑1.6份、增塑劑27份、石墨6份、石墨烯6.5份、聚乙烯吡咯烷酮10份、微晶蠟75份、硬脂酸0.35份、鈦白粉18份、碳酸鈣16份、高嶺土8份、滑石粉8份、白蠟油7份、鋁粉7份、鋅粉7份、雲母12份、二氧化矽12份、三氧化銻6份、磷鐵鋅矽粉6份、磷鐵粉6份、UV吸收劑0.25份、消泡劑0.25份、抗氧化劑0.3份、氯化石蠟1份、膨脹土5份、矽膠10份、膨脹石墨5份、氫氧化鎂1份、氫氧化鋁2份、碳纖10份、聚磷酸銨10份、硼酸鋅5份、磷酸三乙酯2份。

基於奈米石墨烯的精蠟帶100按照以下步驟製備：

步驟S1：將聚乙烯蠟、石蠟、月桂酸、甘油、環氧大豆油、穩定劑、增塑劑、聚乙烯吡咯烷酮、微晶蠟、硬脂酸以及白蠟油於175℃的溫度下進行混合，並加熱60分鐘直至完全熔融，以獲得一初制混合液；在初制混合液加入石墨及石墨烯直至完全熔融；再加入氧化鋅、鈦白粉、碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、鋁粉、鋅粉、雲母、二氧化矽、三氧化銻、磷鐵鋅矽粉、磷鐵粉、氯化石蠟、膨脹土、矽膠、膨脹石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、碳纖、聚磷酸銨、硼酸鋅以及磷酸三乙酯，繼續混煉40分鐘。

步驟S2：將柔性載體10裁剪為厚度1mm，寬度25英寸的尺寸，在100℃的條件下，將柔性載體10浸漬在複合材料液20中1分鐘，以獲得預製體。

步驟S3：將所述預製體壓牢以及乾燥後，卷成圓形以獲得精蠟帶100，其中，精蠟帶100之厚度為2mm，寬度為25英寸。

經量測，本實施例之精蠟帶100具有以下特性：

1.物理特性：施作溫度：-45℃~65℃；使用溫度：-45℃~65℃。

2.化學特性：耐鹽霧、抗紫外錢、抗化學性、潮濕等侵蝕。鹽霧測試：ASTM B117 9000 hrs以上；抗紫外線：ASTM B154 9000 hrs以上；抗化學性：ASTM G20 9000 hrs以上。

3.其他性能：介電強度：≥170 Volt/mil (ASTM D149)；斷裂強度：≥3,940 N/m (ASTM D1000)；破壞延伸率：≥6% (ASTM D1000)；閃火點：≥150℃ (ASTM D92)；水氣滲透率：≤0.25Perms (ASTM E96)；水氣滲透率：≤7.5g/㎡/day (ASTM D1653)；吸水率：小於5 Weight Gain, % (ASTM D570)；耐水性：38℃，24hrs，目視外觀無變色起泡及光澤改變( ASTM D870)；安全環保：符合REACH法規(2015.12.17正式公告168項)；燃燒試驗：燃燒速率為0 (mm/min)( ASTM D635~10)。

本發明第二實施例提供一種基於奈米石墨烯的精蠟帶100，其包括由聚丙烯纖維製備形成的柔性載體10以及複合材料液20，其中，按照重量份數計，複合材料液20包括：聚乙烯蠟7份、石蠟85份、月桂酸0.5份、氧化鋅12份、甘油4.5份、環氧大豆油0.5份、穩定劑0.5份、增塑劑30份、石墨5.5份、石墨烯5.5份、聚乙烯吡咯烷酮8份、微晶蠟55份、硬脂酸0.25份、鈦白粉12份、碳酸鈣11份、高嶺土8份、滑石粉5份、白蠟油3份、鋁粉5份、鋅粉5份、雲母8份、二氧化矽8份、三氧化銻5份、磷鐵鋅矽粉5份、磷鐵粉5份、UV吸收劑0.15份、消泡劑0.15份、抗氧化劑0.5份、氯化石蠟0.7份、膨脹土3份、矽膠10份、膨脹石墨10份、氫氧化鎂0.7份、氫氧化鋁0.7份、碳纖20份、聚磷酸銨7份、硼酸鋅5份、磷酸三乙酯3份。

本發明第二實施例按照第一實施例的製備步驟透過上述原料製成基於奈米石墨烯的精蠟帶100。

本發明第三實施例提供一種基於奈米石墨烯的精蠟帶100，其包括由聚丙烯纖維製備形成的柔性載體10以及複合材料液20，其中，按照重量份數計，複合材料液20包括：聚乙烯蠟25份、石蠟55份、月桂酸0.8份、氧化鋅28份、甘油1份、環氧大豆油0.8份、穩定劑2.5份、增塑劑13份、石墨8.5份、石墨烯8.5份、聚乙烯吡咯烷酮13份、微晶蠟80份、硬脂酸0.45份、鈦白粉20份、碳酸鈣18份、高嶺土10份、滑石粉10份、白蠟油12份、鋁粉10份、鋅粉8份、雲母22份、二氧化矽22份、三氧化銻10份、磷鐵鋅矽粉10份、磷鐵粉10份、UV吸收劑0.45份、消泡劑0.45份、抗氧化劑0.3份、氯化石蠟0.7份、膨脹土5份、矽膠8份、膨脹石墨12份、氫氧化鎂0.7份、氫氧化鋁2份、碳纖25份、聚磷酸銨10份、硼酸鋅5份、磷酸三乙酯5份。

本發明第三實施例按照第一實施例的製備步驟透過上述原料製成基於奈米石墨烯的精蠟帶100。

本發明提供的一種基於奈米石墨烯的精蠟帶100及其製備方法200，將石墨烯運用在防腐蝕領域，其優越的阻隔性，優良的化學穩定性能，超大比表面積的建築以及金屬部件的防腐蝕有非常大的改善。

而本發明還將天然型及氧化型石墨烯與無紡布進行複合材料的製備，大大提升石墨烯應用領域，本發明提供的精蠟帶100產品，其可運用於風電、火電、熱電、核電、石化儲罐、燃氣、管線閥門等領域，解決了目前傳統的石墨烯塗料所無法達到對金屬部件附著力、耐磨性、防腐蝕性、防水性、環保、安全、無二次污染等問題。

以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。

1:三滾輪機 2:原料槽 3:建築物 100:精蠟帶 10:柔性載體 20:複合材料液 200:製備方法 S1:步驟 S11:步驟 S12:步驟 S13:步驟 S14:步驟 S2:步驟 S3:步驟

圖1係本發明精蠟帶之外觀示意圖。圖2係本發明精蠟帶之製備方法流程圖。圖3係本發明精蠟帶之製備示意圖。圖4係本發明利用精蠟帶進行施工示意圖。

200:製備方法

S1:步驟

S11:步驟

S12:步驟

S13:步驟

S14:步驟

S2:步驟

S3:步驟

Claims

一種基於奈米石墨烯之精蠟帶，其由一柔性載體浸漬在一複合材料液中一定時間後，經乾燥、捲曲後而形成；其中，按照重量份數計，該複合材料液的原料包括：聚乙烯蠟5~30份、石蠟50~90份、月桂酸0.2~1份、氧化鋅10~30份、甘油0.5~5份、環氧大豆油0.2~1份、穩定劑0.2~3份、增塑劑10~40份、石墨1~10份、石墨烯1~10份、聚乙烯吡咯烷酮5~15份、微晶蠟40~85份、硬脂酸0.2~0.5份、鈦白粉10~35份、碳酸鈣10~20份、高嶺土5~15份、滑石粉3~25份、白蠟油1~15份、鋁粉3~15份、鋅粉2~10份、雲母5~25份、二氧化矽5~25份、三氧化銻2~15份、磷鐵鋅矽粉2~15份、磷鐵粉2~15份、UV吸收劑0.1~0.5份、消泡劑0.1~0.5份、抗氧化劑0.1~0.5份、氯化石蠟5~20份、膨脹土3~5份、矽膠5~15份、膨脹石墨1~15份、氫氧化鎂3~10份、氫氧化鋁2~10份、碳纖5~30份、聚磷酸銨2~10份、硼酸鋅2~5份、磷酸三乙酯2~5份。
如請求項1所述之基於奈米石墨烯之精蠟帶，其中，按照重量份數計，該複合材料液的原料包括：該聚乙烯蠟7~25份、該石蠟55~85份、該月桂酸0.5~0.8份、該氧化鋅12~28份、該甘油1~4.5份、該環氧大豆油0.5~0.8份、該穩定劑0.5~2.5份、該增塑劑13~30份、該石墨1.5~8.5份、該石墨烯1.5~8.5份、該聚乙烯吡咯烷酮8~13份、該微晶蠟55~80份、該硬脂酸0.25~0.45份、該鈦白粉12~20份、該碳酸鈣11~18份、該高嶺土8~10份、該滑石粉5~10份、該白蠟油3~12份、該鋁粉5~10份、該鋅粉5~8份、該雲母8~22份、該二氧化矽8~22份、該三氧化銻5~10份、該磷鐵鋅矽粉5~10份、該磷鐵粉5~10份、該UV吸收劑0.15~0.45份、該消泡劑0.15~0.45份、該抗氧化劑0.1~0.2份、該氯化石蠟5~10份、該膨脹土3~5份、該矽膠5~15份、該膨脹石墨1~3 份、該氫氧化鎂3~5份、該氫氧化鋁2~5份、該碳纖5~30份、該聚磷酸銨2~5份、該硼酸鋅2~3份、該磷酸三乙酯2~3份。
如請求項1所述之基於奈米石墨烯之精蠟帶，其中，該柔性載體為聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯纖維、聚對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯或聚酯纖維製成的無紡布。
如請求項3所述之基於奈米石墨烯之精蠟帶，其中，該聚丙烯纖維、該聚丙烯腈纖維、該聚乙烯纖維、該聚對苯二甲酸、該對苯二甲酸二甲酯或該聚酯纖維的單絲為2D~6D，該柔性載體的拉力強度為50~100kN/m，拉伸率小於30%。
如請求項1所述之基於奈米石墨烯之精蠟帶，其中，該柔性載體的厚度為0.5~5mm、寬度為1~30英寸、強度為100~400g/m²。
如請求項1所述之基於奈米石墨烯之精蠟帶，其中，該石墨烯為氧化型石墨烯及天然型石墨烯其中之一種或多種。
如請求項1所述之基於奈米石墨烯之精蠟帶，其中，該精蠟帶的耐高溫範圍為50~250℃。
一種如請求項1~7任一項所述之基於奈米石墨烯之精蠟帶的製備方法，其包括以下步驟：一步驟S1，製備該複合材料液；一步驟S2，將該柔性載體裁剪為合適的尺寸，在90~150℃的條件下，將該柔性載體浸漬在該複合材料液中0.5~2分鐘，以獲得一預製體；以及一步驟S3，將該預製體壓牢以及乾燥後，卷成圓形以獲得該精蠟帶。
如請求項8所述之基於奈米石墨烯之精蠟帶的製備方法，其中，該步驟S1中，更包括以下步驟：一步驟S11，按照原料之間的配比，將聚乙烯蠟、石蠟、月桂酸、甘油、環氧大豆油、穩定劑、增塑劑、聚乙烯吡咯烷酮、微晶蠟、硬脂酸以及白蠟油於150~200℃的溫度下進行混合，並加熱45~75分鐘直至完全熔融，以獲得一初制混合液；一步驟S12，在該初制混合液加入石墨及石墨烯直至完全熔融；一步驟S13，加入氧化鋅、鈦白粉、碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、鋁粉、鋅粉、雲母、二氧化矽、三氧化銻、磷鐵鋅矽粉、磷鐵粉、氯化石蠟、膨脹土、矽膠、膨脹石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、碳纖、聚磷酸銨、硼酸鋅以及磷酸三乙酯，並混煉30~60分鐘；以及一步驟S14，加入UV吸收劑、消泡劑、抗氧化劑以及碳纖，熔融10~30分鐘並靜置2小時，以獲得該複合材料液。