[发明专利]一种建筑无机涂料用石墨烯耐老化添加剂及制备方法

说明书

本发明提出一种建筑无机涂料用石墨烯耐老化添加剂及制备方法，在大片径石墨烯表面生成氯氧化铋进行包覆，得到建筑无机涂料用石墨烯耐老化添加剂。本发明提供上述方法克服了目前石墨烯改性无机涂料存在易团聚、分散不均匀的问题，导致涂料的耐老化、抗紫外辐射性能不理想等缺陷，制备的添加剂在添加入涂料时，氯氧化铋在油性分散助剂作用下与改善了与无机粘结剂之间的相容性，促进石墨烯在无机涂料内分散，削弱了石墨烯间的团聚效果，且氯氧化铋和石墨烯分别赋予片状添加剂优异的光折射率和阻隔性，延长了无机涂料使用寿命，使其能适用于恶劣的环境中。

技术领域

本发明涉涂料油漆技术领域，具体涉及一种建筑无机涂料用石墨烯耐老化添加剂及制备方法。

背景技术

无机涂料主要是指以硅酸盐和磷酸盐类化合物作为粘结剂，加入各种颜料、填料、助剂、固化剂配制而成的涂料，其中硅酸盐高分子化合物又可分为碱金属硅酸盐和硅溶胶。这种以无机粘结剂作为成膜物质的涂料具有成膜温度低、其涂膜具有优良的耐候性、在紫外光作用下非常稳定、良好的耐热性、遇火不燃、较好的耐污染性、不易吸灰、能保持明快的装饰效果、在制作与使用过程中无挥发性有机物产生、不会污染环境、原材料资源丰富、成本低廉等一系列优点， 因而得到了广阔的工业应用，其市场前景，社会、经济效益十分诱人。

石墨烯作为一种新型的纳米材料，拥有高比表面积、良好的导电、导热性、优异的化学稳定性、突出的力学性能等很多优异的特殊性质，它的结构是单层的石墨层片，它是石墨、碳纳米管、富勒烯的基本组成单元。石墨烯具有柔软、平面状结构、强度高等特征，均匀分散在无机物中时，平面状结构的石墨烯可提高吸附能力，石墨烯的柔软性可抑制无机物在干燥及外加热场作用下的收缩性，从而抑制龟裂，石墨烯沿平面方向的高强度特性可增加无机物成膜后的整体强度。

石墨烯涂料除具有传统涂料的特性外，更具备安全环保，防水透气、耐碱、耐污防火、耐候性佳，不褪色，抗菌防霉，不会造成二次污染等特性。目前，石墨烯在无机涂料领域的应用方式多数是将石墨烯作为功能填料进行添加，中国发明专利申请号201310131419.6 公开了一种石墨烯无机涂料及其使用方法，采用质量百分比为0.001%-5%石墨烯改性无机涂料制备而得。采用石墨烯改性现有的无机涂料，虽然无需对金属表面进行处理就能大大提高无机涂料在金属表面的附着力，然而含石墨烯的无机涂层存在粉体易团聚、分散效果差的问题，石墨烯无法充分发挥其二维层片状的优异特性，对无机涂层的耐老化性能和阻隔性能造成影响，导致涂料的耐老化、抗紫外辐射性能不理想等缺陷。因此，寻找新的材料或突破现有工艺的困难非常重要。

对石墨烯表面进行化学改性目前石墨烯改性涂料中石墨烯分散的方法主要用到的方法，中国发明专利申请号201410841675.9提供了一种水性石墨烯复合涂料，由水性树脂、石墨烯、苯胺低聚物衍生物、水及涂料助剂组成，石墨烯通过与苯胺低聚物衍生物成键而均匀分散于所述水性树脂中。该方案利用分散剂与石墨烯形成较强的作用，又与涂料树脂相容性好，来实现石墨烯的分散及稳定。中国发明专利申请号201610997544.9 公开了一种改性石墨烯及含有该改性石墨烯的涂料，对氧化石墨烯进行了改性修饰，使羧基和羟基等亲水性基团反应掉，使其亲油性能增强，提高了石墨烯在油性的涂料体系分散性，然而上述接枝处理方法适用于有机涂料体系。中国发明专利申请号201610915128.X公开了一种用于水性防腐涂料的石墨烯微片，经过表面活性剂进行表面改性，对石墨烯包覆高分子聚合物外壳材料，制备具有外壳的改性石墨烯微胶囊，虽然表面包覆的方案能够防止石墨烯在涂料中的团聚，然而无法较好提高涂料抗老化性能。

因此，有必要提出一种有效改善石墨烯添加剂与无机粘结剂之间的相容性的分散方法，以改善无机材料为主要成膜的无机涂料体系的耐老化及抗紫外辐射性能不理想的缺陷。

发明内容