[发明专利]一种石墨烯改性水性丙烯酸树脂涂料的制备方法

说明书

本发明属于高分子领域，尤其涉及一种石墨烯改性水性丙烯酸树脂涂料的制备方法。将重量份数为3‑5份膨润土添加到去离子水中搅拌，投入10‑15份改性Gr、1‑5份磷酸锌、1‑5份氧化锌、1‑5份硫酸钡、1‑5份二氧化硅、1‑5份滑石粉分散35‑40min，再加入15‑20份EMF分散5min，最后加入15‑20份AR，搅拌均匀后，即得到水性防腐蚀涂料。本发明优于未改性的AR涂料和常规改性剂改性的AR涂料，加上石墨烯密度小、用量少、效果显著等优点，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子领域，尤其涉及一种石墨烯改性水性丙烯酸树脂涂料的制备方法。

背景技术

石墨烯(Gr)是目前世界上最薄但硬度最强、比表面积最大的纳米材料，具有极优异的耐热能力，极好的透光性。然而,石墨烯从被发现以来多作为导电材料应用在微电子领域，很少有在防腐蚀领域应用的报道。在评价涂层防腐蚀性能时，涂层的失效程度可用其电容值的增加或电阻值的降低来衡量，石墨烯靠分子间范德华力的结合导致电阻值增大，这为提高涂层的耐腐蚀性能提供了理论依据。现代涂料工业中，丙烯酸树脂(AR)涂料环境友好，且具有透明度高、光亮丰满、涂膜坚韧、耐腐蚀性好等优点，但其占全球工业涂料总量还不足1/4，发展前景巨大。另外，AR涂料存在硬度低、耐溶剂性差、耐热性差等缺点，限制了其进一步发展应用。此前有较多文献研究无机物、有机物改性AR，但效果一般 引，研究证明Gr及其衍生物改性AR的方法是可行的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种石墨烯改性水性丙烯酸树脂涂料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供的石墨烯改性水性丙烯酸树脂涂料的制备方，具体包括以下步骤。

步骤1、将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、过氧化苯甲酰按质量比15:18:3混合，然后将混合液与丙烯酸按质量比5:3混合于四口烧瓶中，滴加丁二醇搅拌，升温至130-150℃反应3-5h，降温至40-55℃并减压蒸馏，稀释后用三乙胺调节pH值至6.5-7，搅拌得到AR。

步骤2、将摩尔比为3:2的甲醛水溶液和三聚氰胺加入到三口烧瓶中，放入水浴锅中开始搅拌回流，加热并反应2-3h，有白色结晶固体物质析出，加入乙醇溶液搅拌，反应至物料全部溶解后出料得到EMF。

步骤3、另配制质量分数为5-6%的高锰酸钾溶液，把Gr(厚度0.68-0.82nm，纯度不低于99%)、浓硫酸、高锰酸钾按1 g：55mL：70mL的比例置于烧杯中混合均匀并超声分散，然后在水浴中加热搅拌，抽滤出Gr洗至中性并烘干得到改性Gr。

步骤4、将重量份数为3-5份膨润土添加到去离子水中搅拌，投入10-15份改性Gr、1-5份磷酸锌、1-5份氧化锌、1-5份硫酸钡、1-5份二氧化硅、1-5份滑石粉分散35-40min，再加入15-20份EMF分散5min，最后加入15-20份AR，搅拌均匀后，即得到水性防腐蚀涂料。

本发明的显著效果。

本发明中Gr改性丙烯酸树脂涂层TVOC和HCHO释放量是国家标准的1/5，可知涂层是一种绿色环保低污染涂料，涂层耐化学溶剂性能稳定；热分解温度较未添加Gr涂料的提高了60%以上；Gr的添加使AR涂层具有优异的性能，克服了其力学性能、耐溶剂性能和耐热性差等缺点；优于未改性的AR涂料和常规改性剂改性的AR涂料，加上石墨烯密度小、用量少、效果显著等优点，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1 未添加Gr的丙烯酸树脂涂层、Gr改性丙烯酸树脂涂层及其在质量分数为3.5％的NaC1溶液中40℃条件下浸泡腐蚀3 d后的涂层试样的TG曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1。