[发明专利]一种石墨烯改性的铝箔亲水涂料及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种亲水涂料，特别是涉及一种石墨烯改性的铝箔亲水涂料。本发明还涉及石墨烯改性的铝箔亲水涂料的制备方法和使用方法。

背景技术

涂料是指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起到保护、装饰或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。材料表面涂覆涂层后，水滴立于材料平面形成的角度称为亲水角，亲水角越小，亲水性越好；反之，则亲水角越大，亲水性越差。目前亲水涂层已经大量应用于空调家居、医疗卫生等领域。随着人们生活水平的日益提升，防霉抗菌和节能减排性能要求日益增加，本发明通过石墨烯改性，耦合防霉杀菌金属离子，提升亲水涂层的防霉抗菌、导热的功能特性。

石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，拥有独特二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光，导热系数高达5300W/m·k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。

目前抗菌防霉的方法主要使用有机抗菌防霉剂和无机抗菌防霉剂，有机产品的抗菌防霉作用时间短，且有害微生物容易形成抗药性，并会形成某些负面影响。无机抗菌剂以银、铜、锌等重金属依靠释放金属离子形成抗菌性，二氧化钛、氧化锌等金属氧化物通过光催化作用实现抗菌防霉性，二者结合可以形成较好抗菌防霉效果，且对人体和环境没有任何负面影响。但是由于重金属离子及二氧化钛等金属氧化物在亲水涂料中极易造成分布不均，最终影响亲水涂层的性能均匀性。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种石墨烯改性的铝箔亲水涂料，解决重金属银离子及二氧化钛在亲水涂料中的分散问题，使亲水涂层具有稳定持久均匀的抑菌性能、防霉防腐功能，以及更高的导热性能。本发明的另一个目的是提供一种该涂料的制备方法及使用方法。

本发明的技术方案是这样的：一种石墨烯改性的铝箔亲水涂料，由以下质量百分比的组分组成，丙烯酸树脂14～27％、醇醚溶剂14～27％、石墨烯粉末5～12％、银纳米粉1～5％、二氧化钛纳米粉2～7％、助剂1～3％、其余为去离子水。

所述助剂包括消泡剂、流平剂、流变剂和催干剂。

优选的，所述消泡剂占助剂质量百分比为20～30％，流平剂占助剂质量百分比为25～35％，流变剂占助剂质量百分比为2～8％，催干剂占助剂质量百分比为35～45％。

一种石墨烯改性的铝箔亲水涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)在磁场强度5000GS，同时超声波条件下，将石墨烯粉缓慢加入到醇醚溶剂中以1500转/分搅拌均匀，形成石墨烯浆料；

2)将银纳米粉、二氧化钛纳米粉加入石墨烯浆料以1500转/分搅拌均匀；

3)加入丙烯酸树脂和去离子水，以1500转/分搅拌均匀；

4)加入助剂，以1500转/分搅拌均匀得到石墨烯改性的铝箔亲水涂料。

石墨烯改性的铝箔亲水涂料的使用方法，包括以下步骤：

1)铝箔表面处理：对铝箔表面清洗除油，确保洁净无油污；

2)采用辊涂法先涂布底层涂料，底层涂料质量百分比的组分为含有固化剂的环氧树脂20％、醇醚溶剂15％和65％的去离子水，涂布量为1g/m²；

3)在烘箱中进行第一次烘干；

4)采用辊涂法在底层涂料上涂覆石墨烯改性的铝箔亲水涂料，涂布量为0.25～0.60g/m²；

5)在烘箱中进行第二次烘干，制得亲水铝箔。

优选的，所述铝箔表面处理为用60℃脱脂溶液清洗铝箔表面，用挤干辊挤干铝箔表面，然后用去离子水清洗铝箔表面至少2次，然后用挤干辊挤压铝箔，用90℃热风吹干。

优选的，所述第一次烘干时烘箱温度250～320℃，烘干时间20～30秒。

优选的，所述第二次烘干时烘箱温度220～300℃，烘干时间25～35秒。

与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案的有益效果是：

本发明的石墨烯改性的铝箔亲水涂料及其制备通过添加石墨烯粉末，以及石墨烯粉末在磁场及超声波条件下先行分散于溶剂中，解决了重金属离子分散的问题，防止产品性能不均匀。重金属离子和金属氧化物的综合运用，提高了材料的持续抗菌防霉效果，适用于室内室外等不同环境，材料具有良好的亲水性能，而且导热性能具有一定的提高。

具体实施方式