一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料制造技术

本发明专利技术属于抗冻涂料技术领域，具体涉及一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料，包括以下重量份原料组成：40‑50份混合树脂、10‑14份改性石墨烯、6‑10份抗冻混合剂、3‑5份纳米氧化铝陶瓷粉、7‑13份固化剂、3‑4份消泡剂、6‑8份分散剂和30‑40份活性稀释剂。本发明专利技术通过添加改性石墨烯，并结合尿素、丙二醇和二甲基亚砜，进一步提高了涂层的抗冻性能，可保证涂层在长时间处于低温下不发生开裂现象，且制得抗冻型石墨烯基涂层具有高硬度、和耐介质性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料
本专利技术属于抗冻涂料
，具体涉及一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料。
技术介绍
涂层是涂料一次施涂所得到的固态连续膜，是为了防护，绝缘，装饰等目的，涂布于金属，织物，塑料等基体上的塑料薄层。涂料可以为气态、液态、固态，通常根据需要喷涂的基质决定涂料的种类和状态，虽然现有的涂料均有一定的防腐效果，可用于海工领域，但是涂料长时间在深海低温下很容易发生开裂现象，无法长久使用，而目前石墨烯作为一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，被广泛应用于涂料领域。由于其表面没有含氧官能团、比表面积大、层间范德华作用较强，石墨烯在溶剂型涂料中使用存在两个问题：（1）稳定分散性问题，即在涂料（溶剂和组分）中的分散性差，容易发生团聚、沉降和分层，不利于涂层中物理屏蔽结构和导电网络结构的形成；（2）界面结合问题，即与涂料组分之间没有形成化学键合，在涂层中存在较多界面，界面之间、界面与基体结合较差。本专利技术提供一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料，可解决石墨烯与涂料的相容性问题，且具有优异的抗冻性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料，本专利技术制得抗冻型石墨烯基涂层具有高硬度、耐介质性和优异的抗冻性能。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料，所述涂料包括的原料按重量份计为：混合树脂40-50份、改性石墨烯10-14份、抗冻混合剂6-10份、纳米氧化铝陶瓷粉3-5份、固化剂7-13份、消泡剂3-4份、分散剂6-8份和活性稀释剂30-40份。优选地，所述混合树脂为氯化聚丙烯树脂和聚氨酯树脂，其质量比为3:（1-1.5）。优选地，所述抗冻混合剂为尿素、丙二醇和二甲基亚砜，其质量比为2:1:0.8。优选地，所述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：（1）将石墨、五氧化二磷和过硫酸钾加入浓硫酸中，在70℃下反应2h后，待冷却至室温后在冰水浴中搅拌10min，然后缓慢加入高锰酸钾后在35℃的水浴中反应1h，再加入一定含量的蒸馏水并升温至90℃反应10min，最后滴加过氧化氢直至亮黄色，再经离心、透析、干燥得到石墨烯粉末；（2）将步骤（2）中的石墨烯粉末与十二烷基苯磺酸钠溶解于无水乙醇中，超声处理30min后离心干燥得到改性石墨烯。优选地，步骤（1）中所述的石墨、五氧化二磷、过硫酸钾、浓硫酸、高锰酸钾和蒸馏水的质量比为1:2:2:55:2:40。优选地，步骤（2）中所述的石墨烯粉末和十二烷基苯磺酸钠的质量比为0.8:1。一种制备上述用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料的方法：首先将改性石墨烯和抗冻混合剂在冰水浴中混合搅拌30min，再经超声处理15min得到混合液A；再将混合树脂和活性稀释剂在70-80℃下混合搅拌1h，然后加入混合液A继续搅拌2-3h，搅拌速度为400-500r/min；最后依次加入分散剂和消泡剂并搅拌均匀，得到用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料。本专利技术的显著优点在于：本专利技术制备的改性石墨烯与混合树脂具有极好地相容性，其在涂层组分中分散更均匀，可极大地提高涂层的硬度、耐腐蚀性和抗冻性能，本专利技术通过添加改性石墨烯，同时结合尿素、丙二醇和二甲基亚砜，进一步提高了涂层的抗冻性能，可保证涂层在长时间处于低温下不发生开裂现象。具体实施方式为进一步公开而不是限制本专利技术，以下结合实例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1本实施例的用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料包括的原料按重量份计为：混合树脂40份、改性石墨烯12份、抗冻混合剂10份、纳米氧化铝陶瓷粉3份、固化剂10份、消泡剂3份、分散剂6份和活性稀释剂30份。上述混合树脂为氯化聚丙烯树脂和聚氨酯树脂，其质量比为3:1。上述抗冻混合剂为尿素、丙二醇和二甲基亚砜，其质量比为2:1:0.8。上述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：（1）将石墨、五氧化二磷和过硫酸钾加入浓硫酸中，在70℃下反应2h后，待冷却至室温后在冰水浴中搅拌10min，然后缓慢加入高锰酸钾后在35℃的水浴中反应1h，再加入一定含量的蒸馏水并升温至90℃反应10min，最后滴加过氧化氢直至亮黄色，再经离心、透析、干燥得到石墨烯粉末；（2）将步骤（2）中的石墨烯粉末与十二烷基苯磺酸钠溶解于无水乙醇中，超声处理30min后离心干燥得到改性石墨烯。上述步骤（1）中所述的石墨、五氧化二磷、过硫酸钾、浓硫酸、高锰酸钾和蒸馏水的质量比为1:2:2:60:2:50。上述步骤（2）中所述的石墨烯粉末和十二烷基苯磺酸钠的质量比为0.8:1。所述制备上述抗冻型石墨烯基涂料的方法：首先将改性石墨烯和抗冻混合剂在冰水浴中混合搅拌30min，再经超声处理15min得到混合液A；再将混合树脂和活性稀释剂在70℃下混合搅拌1h，然后加入混合液A继续搅拌2h，搅拌速度为400r/min；最后依次加入分散剂和消泡剂并搅拌均匀，得到用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料。实施例2本实施例的用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料包括的原料按重量份计为：混合树脂50份、改性石墨烯14份、抗冻混合剂9份、纳米氧化铝陶瓷粉5份、固化剂13份、消泡剂4份、分散剂8份和活性稀释剂40份。上述混合树脂为氯化聚丙烯树脂和聚氨酯树脂，其质量比为3:1.5。上述抗冻混合剂为尿素、丙二醇和二甲基亚砜，其质量比为2:1:0.8。上述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：（1）将石墨、五氧化二磷和过硫酸钾加入浓硫酸中，在70℃下反应2h后，待冷却至室温后在冰水浴中搅拌10min，然后缓慢加入高锰酸钾后在35℃的水浴中反应1h，再加入一定含量的蒸馏水并升温至90℃反应10min，最后滴加过氧化氢直至亮黄色，再经离心、透析、干燥得到石墨烯粉末；（2）将步骤（2）中的石墨烯粉末与十二烷基苯磺酸钠溶解于无水乙醇中，超声处理30min后离心干燥得到改性石墨烯。上述步骤（1）中所述的石墨、五氧化二磷、过硫酸钾、浓硫酸、高锰酸钾和蒸馏水的质量比为1:2:2:60:2:50。上述步骤（2）中所述的石墨烯粉末和十二烷基苯磺酸钠的质量比为0.8:1。所述制备上述抗冻型石墨烯基涂料的方法：首先将改性石墨烯和抗冻混合剂在冰水浴中混合搅拌30min，再经超声处理15min得到混合液A；再将混合树脂和活性稀释剂在80℃下混合搅拌1h，然后加入混合液A继续搅拌3h，搅拌速度为450r/min；最后依次加入分散剂和消泡剂并搅拌均匀，得到用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料。实施例3本实施例的用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料包括的原料按重量份计为：混合树脂46份、改性石墨烯13份、抗冻混合剂6份、纳米氧化铝陶瓷粉4份、固化剂7份、消泡剂3份、分散剂7份和活性稀释剂35份。上述混合树脂为氯化聚丙烯树脂和聚氨酯树脂，其质量比为3:1.3。上述抗冻混合剂为尿素、丙二醇和二甲基亚砜，其质量比为2:1:0.8。上述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：（1）将石墨、五氧化二磷和过硫酸钾加入浓硫酸中，在70℃下反应2h后，待冷却至室温后在冰水浴中搅拌10min，然后缓慢加入高锰酸钾后在35℃的水浴中反应1h，再加入一定含量的蒸馏水并升温至9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料，其特征在于：所述涂料包括的原料按重量份计为：混合树脂40‑50份、改性石墨烯10‑14份、抗冻混合剂6‑10份、纳米氧化铝陶瓷粉3‑5份、固化剂7‑13份、消泡剂3‑4份、分散剂6‑8份和活性稀释剂30‑40份。

【技术特征摘要】
1.一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料，其特征在于：所述涂料包括的原料按重量份计为：混合树脂40-50份、改性石墨烯10-14份、抗冻混合剂6-10份、纳米氧化铝陶瓷粉3-5份、固化剂7-13份、消泡剂3-4份、分散剂6-8份和活性稀释剂30-40份。2.根据权利要求1所述的一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料，其特征在于：所述混合树脂为氯化聚丙烯树脂和聚氨酯树脂，其质量比为3:（1-1.5）。3.根据权利要求1所述的所述的一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料，其特征在于：所述抗冻混合剂为尿素、丙二醇和二甲基亚砜，其质量比为2:1:0.8。4.根据权利要求1所述的所述的一种用于深海工程的抗冻型石墨烯基水性涂料，其特征在于：所述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：（1）将石墨、五氧化二磷和过硫酸钾加入浓硫酸中，在70℃下反应2h后，待冷却至室温后在冰水浴中搅拌10min，然后缓慢加入高锰酸钾后在35℃的水浴中反应1h，再加入一定含量的蒸馏水并升温至90℃反应10min，最后滴加过氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：严松，陈庆华，杨骏，雷莹，熊凯航，陈文辉，林孔锋，陈宇婷，丁可武，严小鑫，
申请(专利权)人：福建师范大学福清分校，力普环保有限公司，力普投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35