[发明专利]一种耐磨石墨烯抗静电工业涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨石墨烯抗静电工业涂料及其制备方法，所述耐磨石墨烯抗静电工业涂料包括30‑50％的有机硅改性丙烯酸树脂；所述有机硅改性丙烯酸树脂由丙烯酸、3‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氧化石墨烯、油酸钠按重量比1:0.2～0.3:0.1～0.3:0.2～0.6聚合而成。该涂料具有耐磨性好、抗静电性能佳、分散性好、热稳定性高、阻燃性好、强度高、韧性好等优点。

技术领域

本发明属于工业涂料领域，尤其涉及一种耐磨石墨烯抗静电工业涂料及其制备方法。

背景技术

丙烯酸树脂具有固含高、干燥速度快、硬度高、成本低、耐光及耐候性好等特点，但同时也存在成膜性较差、不耐溶剂、热黏冷脆、耐磨性差、抗静电性差、热稳定性差等缺点。

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。

将石墨烯应用于丙烯酸树脂中，可以改善丙烯酸树脂的耐磨性、热黏冷脆等问题。现有石墨烯与高分子结合的技术以树脂共混为主，采用树脂共混的方式石墨烯与高分子大多以物理混合状态结合。但石墨烯的共轭结构导致其与水、有机溶剂以及聚合物的相容性较差，因而增加了其在高分子领域中的应用难度。

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耐磨石墨烯抗静电工业涂料，所述耐磨石墨烯抗静电工业涂料包括30-50％的有机硅改性丙烯酸树脂；所述有机硅改性丙烯酸树脂由丙烯酸、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氧化石墨烯、油酸钠按重量比1:0.2～0.3:0.1～0.3:0.2～0.6聚合而成。该涂料具有耐磨性好、抗静电性能佳、分散性好、热稳定性高、阻燃性好、强度高、韧性好等优点。

氧化石墨烯是一种具有二维层状结构的纳米材料，表面带有羟基等官能团，本方案通过化学键合将氧化石墨烯接枝于丙烯酸树脂的羧基上，解决了氧化石墨烯与树脂相容性差的问题。且氧化石墨烯表面带有羟基等官能团，可以与聚合物的中羧基、硅氧烷基等极性基团存在氢键力、范德华力等相互作用力，增强丙烯酸树脂的耐磨性、成膜性，解决了丙烯酸树脂的热黏冷脆问题。

3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与丙烯酸、油酸钠通过自由基反应形成聚合物，硅烷偶联剂中存在Si-O键可以增强丙烯酸聚合物的硬度和强度，且硅烷偶联剂中的Si-O键可以和氧化石墨烯和涂料中其他无机物进行键合，提高各物质间的相容性。

油酸钠与丙烯酸、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷通过自由基反应形成聚合物，油酸钠聚表面活性剂的功效，提高了氧化石墨烯的分散性能，以及聚丙烯酸的抗静电性能。油酸钠在聚合物表面形成一层水层，提高聚丙烯酸的耐溶剂性能。

进一步的，还包括重量含量为6-12％的空心玻璃微珠。本方案在有机硅改性丙烯酸树脂中添加空心玻璃微珠，聚合物分子链贯穿于空心玻璃微珠之间，有机硅改性丙烯酸树脂分子链中存在的羧基、硅烷基、羟基与空心玻璃微珠上的羟基相互作用，提高树脂的热稳定性和阻燃性能。

进一步的，所述耐磨石墨烯抗静电工业涂料还包括1-3％的乳化剂。

进一步的，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、甘油硬脂酸酯、十二烷基苯磺酸钠、油酸钠、甘油油酸酯、油酸钾中的一种或多种。

进一步的，所述耐磨石墨烯抗静电工业涂料还包括0.1-0.3％的分散剂。

进一步的，所述耐磨石墨烯抗静电工业涂料还包括3-5％的成膜助剂。

进一步的，所述耐磨石墨烯抗静电工业涂料还包括流平剂、增稠剂、防霉剂、pH调节剂、无机填料、去离子水。