[发明专利]一种石墨烯改性的水性丙烯酸接枝的环氧树脂及制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯改性的水性丙烯酸接枝的环氧树脂及制备方法，属于高分材料技术领域。它解决了现有水性环氧树脂的耐候性和储存稳定性难题等问题，一种石墨烯改性的水性丙烯酸接枝的环氧树脂，其各原料组分如下，用量以质量百分数表示：环氧树脂20‑30％、单体3‑15％、引发剂0.1‑2％、混合溶剂10‑25％、中和剂1‑5％、石墨烯悬浮液1‑5％，其余为蒸馏水。本发明水性环氧树脂在稳定性、耐盐雾和耐候性方面均表现优异。

技术领域

本发明属于高分材料技术领域，特别涉及一种石墨烯改性的水性丙烯酸接枝的环氧树脂及制备方法。

背景技术

环氧树脂作为三大通用热固性树脂之一，具有极好的附着性、耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性及机械强度，广泛应用于涂料工业领域。

随着人们对环保性能的要求不断提高，水性环氧树脂的应用范围越来越广。目前，水性环氧树脂的制备方法主要有机械法、相反转法、固化剂乳化法和化学改性法四种。其中机械乳化、相反转和固化剂乳化法，都需要加乳化剂，这样制得乳液的粒子粒径较大，通常为微米级，而且由于存在较多的乳化剂，其耐水性和耐溶剂性等性能比溶剂型的差，而且适用期短，而化学改性法制备的水性环氧树脂乳液，粒子尺寸小，储存稳定性好，应用广泛。耐候性和光泽度是各类环氧树脂的通病，也限制了环氧树脂的使用领域。

丙烯酸乳液目前被广泛地用在服装、鞋材、钢结构等各个领域，丙烯酸乳液具有耐候性好，储存稳定性好，常温自干快。此外，石墨烯作为近年来新材料领域最伟大的发现，其在散热、疏水、导电以及防腐领域的应用前景普遍得到大家都关注和认可。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种石墨烯改性的水性丙烯酸接枝的环氧树脂；本发明的第二个目的是提供一种上述一种石墨烯改性的水性丙烯酸接枝的环氧树脂的制备方法。

本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现：一种石墨烯改性的水性丙烯酸接枝的环氧树脂，其特征在于，其各原料组分如下，用量以质量百分数表示：环氧树脂20-30％、单体3-15％、引发剂0.1-2％、混合溶剂10-25％、中和剂1-5％、石墨烯悬浮液1-5％，其余为蒸馏水。

优选地，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

优选地，所述的双酚A型环氧树脂选自环氧树脂E-20、环氧树脂E-14、环氧树脂E-12、环氧树脂E-06以及环氧树脂E-03中的一种或任意组合。

优选地，所述的单体包括亲水性单体1-5％、硬单体1-5％和软单体1-5％。

优选地，所述的亲水性单体选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种组合；所述的硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸正丁酯中的一种或任意组合；所述的软单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯中的一种或任意组合。

优选地，所述的混合溶剂选自下列任意两种的组合：乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇单丁基醚和正丁醇；所述的中和剂选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、AMP-95、氨水、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或任意组合。

优选地，所述的混合溶剂为乙二醇丁醚和正丁醇的混合溶液；所述的中和剂为N,N-二甲基乙醇胺。

优选地，所述的引发剂为过氧化苯甲酰。

优选地，所述石墨烯为少层的石墨烯片或多层的石墨烯片，其石墨烯纯度大于95wt％，厚度在1nm-20nm之间，平面横向尺寸在1μm-100μm之间；所述石墨烯是由石墨经物理方法制备得到，所述物理方法包括微机械剥离法、液相或气相直接剥离法。

本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现：一种上述一种石墨烯改性的水性丙烯酸接枝的环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：