本发明专利技术提供一种石墨相氮化碳—石墨烯复合物改性的氟碳面漆，由A组分和B组分构成，A组分与B组分的质量比为4：1；其中，A组分由如下重量份的原料组成：氟碳树脂：40～70份、有机溶剂：30～40份、g‑C3N4/rGO：0.5～25份、消泡剂：0.1～0.5份、流平剂：0.1～2份；B组分为封闭型异氰酸酯固化剂。涂层中的石墨相氮化碳可以在可见光下发生光催化反应，实现涂层的自清洁作用；石墨烯的添加不仅可以实现光生电子—空穴对的快速分离，提高光催化效率和自清洁能力，而且石墨烯的高导热系数将大大提高涂层的散热性能。步骤简单、操作方便、实用性强。
Self cleaning fluorocarbon paint a conductive graphite carbon nitride graphene composite modified
The present invention provides a graphite carbon nitride - graphene composite modification of fluorocarbon paint, by A components and B components, A components and B components is 4:1; the A group consists of the following parts by weight of the raw materials of fluorocarbon resin: 40 - 70, organic solvent: 30 - 40, G C
【技术实现步骤摘要】
一种石墨相氮化碳-石墨烯复合物改性的自清洁导热氟碳面漆
本专利技术属于涂料
，特别是涉及一种石墨相氮化碳-石墨烯复合物改性的自清洁导热氟碳面漆。
技术介绍
氟碳树脂中的F-C键键能高达486KJ/mol，表现出超高的化学稳定性及耐候性而成为面漆的首选材料。但是有机污染物在氟碳涂层表面的附着问题一直以来都没有得到较好的解决。尤其是近年来，随着环境污染的加重，大气中的有机污染物浓度不断提高，极大的影响了涂层的美观性和耐久性。石墨相氮化碳是一种典型的富电子有机半导体材料，导带和价带之间的禁带宽度～2.7eV，可以吸收太阳光中波长小于475nm的蓝紫光。在光照的条件下，石墨相氮化碳中的电子被激发到导带形成电子—空穴对，空穴可以和吸附的水分子或羟基发生反应，生成具有极高活性的·OH与·O2-，可以引发绝大多数的有机化合物和部分无机物的分解，实现涂层的自清洁作用。但是石墨相氮化碳作为聚合物材料，激子结合能较高，不利于光生电子—空穴的迁移和分离，从而导致电子与空穴的复合率高，量子效率低。将其与其他材料复合，形成异质结构，可以促进光生电子—空穴对的分离，从而提高涂层的光催化效率和自清洁能力。石墨烯是由碳原子通过sp2杂化得到的二维晶体材料，具有优异的力学、热学和电学性能。常温下其电子迁移率超过15000cm2/(V·s)，导热系数高达5300W/(m·K)，高于碳纳米管和金刚石。由于石墨相氮化碳与石墨烯均是由sp2杂化形成的高度离域的π共轭体系，两者结构上的相似性使其更易形成复合材料。石墨相氮化碳在可见光的照射下激发产生电子—空穴对，由于石墨烯具有极高的电子迁移率，可以将电子迅速的从石墨相氮化碳的导带迁移至石墨烯，促进光生电子—空穴对的分离，从而提高了石墨相氮化碳的光催化量子效率和涂层的自清洁能力。与此同时，石墨烯的高热导系数将使涂层具有更好的导热性能，对于电线电缆、工业设备、航空航天等对散热性能要求比较高的领域具有更广泛的应用。石墨相氮化碳与石墨烯复合材料改性的氟碳面漆将同时具有光催化自清洁能力和高导热性能。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术提供了一种石墨相氮化碳—石墨烯复合物改性的氟碳面漆，涂层中的石墨相氮化碳可以在可见光下发生光催化反应，实现涂层的自清洁作用；石墨烯的添加不仅可以实现光生电子—空穴对的快速分离，提高光催化效率和自清洁能力，而且石墨烯的高导热系数将大大提高涂层的散热性能。为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种石墨相氮化碳-石墨烯复合物改性的自清洁导热氟碳面漆，由A组分和B组分构成，A组分与B组分的质量比为4：1；其中，A组分由如下重量份的原料组成：氟碳树脂：40～70份、有机溶剂：30～40份、g-C3N4/rGO：0.5～25份、消泡剂：0.1～0.5份、流平剂：0.1～2份；B组分为封闭型异氰酸酯固化剂。为了提高涂料的自清洁性能，本专利技术试图在涂料中加入具有光催化性能的g-C3N4/rGO，但是由于C3N4本身的光催化自清洁作用是通过吸收太阳光中的蓝紫光而发挥作用的；与此同时，涂层的老化也主要是由于紫外光的照射导致的，因此，C3N4的加入不可避免地导致原有涂层老化的加速。为了克服上述问题，本专利技术对现有的涂层的老化机理和影响因素进行了系统研究，对现有涂层材料进行了大规模筛选和分析，发现：选择耐候性比较好的氟碳面漆，可以避免C3N4的加入导致原有涂层老化的加速的问题，同时，r-GO的加入还可以发挥其自身的特性，明显地提高了涂层的散热性能，使氟碳面漆获得预期的自清洁能力和散热性能。优选的，所述氟碳树脂为三氟氯乙烯与烷基乙烯醚的交替排列共聚树脂(PFEVE氟碳树脂)。优选的，所述有机溶剂为二甲苯与醋酸丁酯的混合溶剂(优选的混合比例为1：1)。优选的，所述消泡剂为BYK-052。优选的，所述流平剂为聚丙烯酸酯溶液。优选的，所述g-C3N4/rGO采用如下方法制备：将三聚氰胺和氧化石墨加入到水和乙醇的混合溶液中，超声分散、搅拌、冷冻干燥后研磨；将研磨后的粉末在惰性气体保护下高温焙烧，即得。优选的，所述焙烧温度为500～550℃下焙烧4～5h。优选的，所述氧化石墨与三聚氰胺的质量比为1:45～50。本专利技术还提供了一种石墨相氮化碳改性氟碳面漆的制备方法，包括：将A组分的各原料混合，使其分散均匀；向上述分散均匀的A组分中加入B组分，使其混合均匀，即得。本专利技术还提供了一种较优的石墨相氮化碳-石墨烯复合物改性的自清洁导热氟碳面漆的制备方法：一、氧化石墨的制备氧化石墨的制备采用Hummers方法：称取一定量的石墨粉加入到圆底烧瓶中，随后加入硝酸钠(NaNO3)和浓硫酸，冰浴搅拌15min后缓慢加入高锰酸钾(K2MnO4)，继续搅拌3h；升温至35℃后搅拌4h；向烧瓶中加水后升温至98℃，继续搅拌3h；加入H2O2洗涤，过滤，烘干后即得氧化石墨。二、石墨相氮化碳—氧化石墨烯复合物的制备将一定量的三聚氰胺和氧化石墨(氧化石墨与三聚氰胺的质量比为1:50)按照质量比加入到水和乙醇的混合溶液中，超声分散30min；室温搅拌1h；然后冷冻干燥后研磨。将研磨后的粉末放入带盖的坩埚中，置于氮气气氛保护下的马弗炉中，以2.2℃/min的升温速率加热到550℃，并保持4h，焙烧后得到的产物即为石墨相氮化碳—氧化石墨烯复合物(g-C3N4/rGO)。三、石墨相氮化碳—氧化石墨烯复合物改性氟碳面漆的制备方法一种氟碳面漆由A组分和B组分构成。A组分由以下成分组成(按质量百分比份数计算)：氟碳树脂：40～65有机溶剂：30～40g-C3N4/rGO：0.5～25消泡剂：0.1～0.5流平剂：0.1～2其中，所述氟碳树脂为三氟氯乙烯与烷基乙烯醚的交替排列共聚树脂(PFEVE氟碳树脂)；所述有机溶剂为二甲苯与醋酸丁酯的混合溶剂；所述消泡剂为BYK-052；所述流平剂为聚丙烯酸酯溶液。所述组分B为封闭型异氰酸酯固化剂。上述石墨相氮化碳改性氟碳面漆的制备方法，包括以下步骤：(1)按照一定的比例将上述A组分的各种物质添加到烧杯中，并在1000r/min的转速下搅拌2～3h，将各组分充分分散均匀；(2)将组分A与组分B按照一定的比例充分搅拌混合均匀，即可得到改性的面漆涂料。本专利技术还提供了任一上述的氟碳面漆在制备电线电缆、工业设备或航空航天器材涂层中的应用。本专利技术的有益效果(1)本专利技术中石墨相氮化碳—氧化石墨烯复合物作为氟碳面漆的添加剂具有制备原料价廉易得、操作简单方便、热稳定性高等优点。石墨相氮化碳的存在可以极大的提高涂层对太阳光的利用率，更高效地分解各种有机物以及部分无机物，提高自清洁能力；石墨烯的添加可以改善涂层的导热性能。改善后的氟碳面漆同时兼具自清洁能力和高导热性能。(3)本专利技术制备方法简单、实用性强，易于推广。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：一、氧化石墨的制备氧化石墨的制备采用Hummers方法：称取一定量的石墨粉加入到圆底烧瓶中，随后加入硝酸钠(NaNO3)和浓硫酸，冰浴搅拌15min后缓慢加入高锰酸钾(K2MnO4)，继续搅拌3h；升温至35℃后搅拌4h；向烧瓶中加水后升温至98℃，继续搅拌3h；加入H2O2洗涤，过滤，烘干后即得氧化石墨。二、石本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨相氮化碳‑石墨烯复合物改性的自清洁导热氟碳面漆，其特征在于，由A组分和B组分构成，A组分与B组分的质量比为4：1；其中，A组分由如下重量份的原料组成：氟碳树脂：40～70份、有机溶剂：30～40份、g‑C
【技术特征摘要】
1.一种石墨相氮化碳-石墨烯复合物改性的自清洁导热氟碳面漆，其特征在于，由A组分和B组分构成，A组分与B组分的质量比为4：1；其中，A组分由如下重量份的原料组成：氟碳树脂：40～70份、有机溶剂：30～40份、g-C3N4/rGO：0.5～25份、消泡剂：0.1～0.5份、流平剂：0.1～2份；B组分为封闭型异氰酸酯固化剂。2.如权利要求1所述的氟碳面漆，其特征在于，所述氟碳树脂为三氟氯乙烯与烷基乙烯醚的交替排列共聚树脂(PFEVE氟碳树脂)。3.如权利要求1所述的氟碳面漆，其特征在于，所述有机溶剂为二甲苯与醋酸丁酯的混合溶剂。4.如权利要求1所述的氟碳面漆，其特征在于，所述消泡剂为BYK-052。5.如权利要求1所述的氟碳面漆，其特征在于，所述流平...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文静，王刚，冯璨，樊志彬，岳增武，李辛庚，张振岳，王晓明，闫风洁，郭凯，吴亚平，翟季青，刘延华，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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