[发明专利]涂料及其制备方法

说明书

一种涂料，所述涂料包含以下组分：A)表面改性的二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子；和B)成膜组分；其中表面改性的二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子包含作为基体的二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子和包覆在二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子表面上的分散剂；和其中二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子包含作为核的二氧化硅纳米粒子和作为壳的石墨烯材料。本发明还涉及制备所述涂料的方法。

技术领域

本发明涉及一种涂料，更具体地涉及含有二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子的涂料。本发明进一步涉及制备所述涂料的方法。

背景技术

石墨烯材料是纳米材料中厚度最小、强度最大的种类，兼具比表面积大、导电性好、化学稳定性强、力学性能和导热性能优异等优点，一经问世，就受到世界各国的广泛关注。石墨烯材料应用范围十分广阔，涂料是目前石墨烯材料众多应用领域中的一个重要组成部分。由于石墨烯材料的比表面积很高，因此具有很强的吸附力。涂料中添加石墨烯材料后，其在漆膜固化的过程中形成网状结构，极大地增强了漆膜和底材的粘结性，漆膜更加稳定，强度更好。

目前，在涂料中添加石墨烯材料有三种方式：熔融共混、液态共混分散和原位聚合，这三种方法中目前以液态共混分散为涂料企业应用比较多；但由于石墨烯材料的比表面能大，其在涂料中非常容易团聚或被颜料、填料包埋而不会均匀分散在涂料中。

发明内容

鉴于上述现有技术状况，本发明的发明人在含有石墨烯材料的涂料领域进行了广泛深入的研究，以期待得到一种石墨烯材料粒子均匀分布在其中的涂料，且由所述涂料获得的涂层表现出优异功能性，特别是良好的冲击强度、耐磨性、耐候性和防腐性。结果发现一种包含表面改性的二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子与成膜组分、任选的颜料和填料以及任选的助剂的涂料满足上述要求。本发明正是基于上述发现得以完成。

本发明的目的是提供一种含有表面改性的二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子的涂料，所述涂料具有良好的冲击强度、耐磨性、耐候性和防腐性。

本发明的另一目的是提供一种制备上述涂料的方法。

实现本发明目的的技术方案可以概括如下：

1、一种涂料，所述涂料包含以下组分：

A)表面改性的二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子；和

B)成膜组分；

其中表面改性的二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子包含作为基体的二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子和包覆在二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子表面上的分散剂；和

其中二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子包含作为核的二氧化硅纳米粒子和作为壳的石墨烯材料。

2、根据第1项的涂料，其中表面改性的二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子与成膜组分的重量比为1:9-1:99，优选1:12-1:60，更优选1:15-1:40；和/或分散剂的含量基于二氧化硅和石墨烯材料的纳米复合粒子的重量为0.1-8.0重量％，优选0.3-6.0重量％，更优选0.5-4.0重量％，和/或二氧化硅与石墨烯材料的重量比为100:1-1:1，优选50:1-2:1，优选20:1-2.5:1。

3、根据第1或2项的涂料，其中分散剂选自具有烷氧基硅烷基团的化合物、油酸和六偏磷酸钠。

4、根据第1-3项中任一项的涂料，其中成膜组分选自氟碳树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、热固性丙烯酸树脂、酚醛树脂、硝化棉、氯化橡胶、沥青、改性松香树脂和热塑性丙烯酸树脂，优选氟碳树脂，更优选选自聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯-丙烯共聚物、四氟乙烯-偏氟乙烯-丙烯酸共聚物的氟碳树脂。

5、根据第1-4项中任一项的涂料，其中所述二氧化硅的粒径为1-20nm，优选1-10nm，更优选3-5nm。