[发明专利]一种有机硅石墨烯工业涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅石墨烯工业涂料及其制备方法，所述有机硅石墨烯工业涂料包括40‑60％的改性有机硅树脂；所述改性有机硅树脂由有机硅聚合物、二异氰酸酯、氧化石墨烯、4‑甲氧基苯乙烯、丁二烯、自由基引发剂按重量比1:0.01～0.03:0.2～0.3:0.1～0.3:0.1～0.3:0.001～0.003聚合而成。本发明通过在有机硅聚合物分子中引入氧化石墨烯，增强有机硅树脂的耐擦伤性能、机械强度，提高了有机硅树脂的弯曲性能和抗冲击性能；引入柔性链段顺式1,4‑聚丁二烯，降低有机硅树脂的内应力，减少裂纹的产生；引入刚性链段聚(4‑甲氧基苯乙烯)，提高有机硅树脂的弯曲性能和抗冲击性能。

技术领域

本发明属于工业涂料领域，尤其涉及一种有机硅石墨烯工业涂料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。它的厚度大约为0.335nm，根据制备方式的不同而存在不同的起伏，通常在垂直方向的高度大约1nm左右，水平方向宽度大约10nm到25nm，是除金刚石以外所有碳晶体(零维富勒烯，一维碳纳米管，三维体向石墨)的基本结构单元。

有机硅树脂是指具有高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷，属于热固性树脂。有机硅树脂以-Si-O-Si-为分子主链，分子链上含有羟基、氨基等活泼基团其中Si-O的键能为460kJ/mol远高于C-C的键能，使得有机硅树脂具有优异的耐热性，同时硅树脂还具有良好的耐候性、耐紫外老化、耐潮湿和憎水性等性能。但有机硅树脂的涂膜耐有机溶剂性差、对基材的附着力差、机械强度不够、内应力大、易产生裂纹、弯曲性能和抗冲击性能弱、不耐擦伤等，这很大程度上限制了它的应用范围。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种有机硅石墨烯工业涂料，所述有机硅石墨烯工业涂料包括40-60％的改性有机硅树脂；所述改性有机硅树脂由有机硅聚合物、二异氰酸酯、氧化石墨烯、4-甲氧基苯乙烯、丁二烯、自由基引发剂按重量比1:0.01～0.03:0.2～0.3:0.1～0.3:0.1～0.3:0.001～0.003聚合而成。本发明通过在有机硅聚合物分子中引入氧化石墨烯，氧化石墨烯表面带有羟基等官能团，可以与有机硅树脂的中羟基、氨基等极性基团存在氢键力、范德华力等相互作用力，增强有机硅树脂的耐擦伤性能、机械强度，提高了有机硅树脂的弯曲性能和抗冲击性能；引入柔性链段顺式1,4-聚丁二烯，降低有机硅树脂的内应力，减少裂纹的产生；引入刚性链段聚(4-甲氧基苯乙烯)，提高有机硅树脂的弯曲性能和抗冲击性能。

本发明所选用的有机硅树脂的分子链由硅原子和氧原子交替连结组成，热氧化稳定性高、耐热性高、耐候防腐性能好，通过接枝反应在分子链上引入氧化石墨烯，增强有机硅树脂的耐擦伤性能、机械强度，提高了有机硅树脂的弯曲性能和抗冲击性能。

聚(4-甲氧基苯乙烯)分子链中含有大量的苯环，聚合物刚性强，氧化石墨烯分子中的羟基、羧基通过二异氰酸酯与聚(4-甲氧基苯乙烯)中的羟基反应，提高了有机硅树脂的弯曲性能和抗冲击性能。

顺式1,4-聚丁二烯由C-C键组成，具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好、生热低、耐曲挠性和动态性能好等特点。通过自由基聚合将顺式1,4-聚丁二烯引入有机硅树脂中，当树脂受到内应力时，顺式1,4-聚丁二烯的柔性链段活动能力强，使树脂具有较大的活动空间，减轻有机硅树脂的内应力，减少裂纹的产生。

优选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰中的一种或多种。

进一步的，所述有机硅石墨烯工业涂料还包括15-40％的助剂。

进一步的，所述助剂选自乳化剂、无机填料、防霉剂、成膜助剂。

进一步的，所述有机硅石墨烯工业涂料还包括10-35％的去离子水。

本发明另一目的在于提供一种制备所述的有机硅石墨烯工业涂料的方法，包括如下步骤：