一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂及制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂，由聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂体系、改性石墨烯、1，4‑丁烯二醇、流平剂，触凝剂，消泡剂，引发剂和促进剂组成，其中改性石墨烯占总体系0.1‑5wt％，1，4‑丁烯二醇为环氧乙烯基酯树脂的1‑5wt％。所述改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂作为导电涂料。该改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂作为导电涂料，具有良好的柔顺性、疏水性能、导电性能、必要的力学性能并且能导电，能有效的解决输电线路的结冰问题。

Modified graphene reinforced polysiloxane / epoxy vinyl ester resin, preparation method and application thereof

The invention discloses a modified graphene reinforced polysiloxane / epoxy vinyl ester resin, a polysiloxane / epoxy vinyl ester resin, modified graphene, 1, 4 butylene glycol, leveling agent, contact agent, defoaming agent, initiator and accelerator components, wherein the modified graphene accounted for the total system of 0.1 5wt%, 1, 4 butylene glycol as epoxy vinyl ester resin 1 5wt%. The modified graphene reinforced polysiloxane / epoxy vinyl ester resin acts as a conductive coating. The modified graphene reinforced polysiloxane / epoxy vinyl ester resin as a conductive coating, with good flexibility, hydrophobic properties, electrical properties, mechanical properties and conducting necessary, can solve the problem of transmission line icing effectively.

【技术实现步骤摘要】
一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂及制备方法及应用
本专利技术涉及一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂及制备方法及应用。
技术介绍
基于去除电路覆冰的需要，输电线路结冰主要是雨水在输电线上堆积，在低温下雨水结冰。目前除冰的方法主要集中在以下几个方面：机械除冰法、抗结冰剂方法、加热除冰法、被动除冰法和其他方法。机械除冰工作量大，特别是在偏远的山区，除冰过程中会对人体产生伤害；抗结冰剂方法是牺牲性涂层，使用一段时间后防结冰效果变差，不能做到持续防覆冰；被动除冰法是在输电线上安装阻雪环，平衡锤等，其原理是利用风力作用将覆冰除去。而利用导电涂料疏水性涂料来防覆冰报道不多，多见道路导电涂冰。作为防覆冰涂料，需要具有疏水性，这样水分再其表面不易聚集；具有较好的柔顺性，这样输电线在热胀冷缩、晃动时涂料也要具备一定的收缩；必要的力学性能，涂料具有一定的粘结性。因此亟需一种具有良好的柔顺性、疏水性能、导电性能、必要的力学性能并且能导电的涂料。
技术实现思路
基于以上现有技术的不足，本专利技术所解决的技术问题在于提供一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂，该改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂作为导电涂料，将涂料配好以后，未固化涂覆在输电线中。此涂料具有良好的柔顺性、疏水性能、导电性能、必要的力学性能并且具有良好的导电性能，能有效的解决输电线路的结冰问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂及制备方法及应用。一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂，所述改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂是由聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂体系、改性石墨烯、1，4-丁烯二醇、流平剂，触凝剂，消泡剂，引发剂和促进剂组成，其中改性石墨烯占总体系0.1-5wt％，1，4-丁烯二醇为环氧乙烯基酯树脂的1-5wt％；所述聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂体系为聚硅氧烷与环氧乙烯基酯树脂按照质量比1:9～9:1混合制得。作为上述技术方案的优选，本专利技术提供的改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂进一步包括下列技术特征的部分或全部：作为上述技术方案的改进，所述改性石墨烯是1，4-丁烯二醇改性羧基化石墨烯作为上述技术方案的改进，所述改性石墨烯是由羧基化石墨烯与1，4-丁烯二醇按照5g：50-100ml混合，然后向混合液中滴加浓硫酸，羧基化石墨烯与浓硫酸的比例为5g：0.5-5ml的，在75-85℃下搅拌2-100h，反应结束后将产物经过乙醇，去离子水分别清洗3次，然后在50℃下干燥12h制备所得。作为上述技术方案的改进，所述流平剂，触凝剂，消泡剂，引发剂和促进剂为占总体系的质量百分数0.01～1wt％BYK-A555消泡剂、0.01～1wt％BD-3500流平剂，1～6wt％白炭黑触凝剂；占聚硅氧烷的质量百分数2～8wt％正硅酸四乙酯引发剂、0.5～2wt％二月桂酸二丁基锡促进剂；占环氧乙烯基酯树脂的质量百分数0.5～2wt％环烷酸钴促进剂、1～5wt％过氧化甲乙酮引发剂。一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂的制备方法，包含如下步骤：步骤一、将羧基化石墨烯与1，4-丁烯二醇按照5g：200ml混合，然后向混合液中滴加浓硫酸，羧基化石墨烯与浓硫酸的比例为5g：0.5-5ml的，在80℃下搅拌2-100h，反应结束后将产物经过乙醇，去离子水分别清洗3次，然后在50℃下干燥12h，得到改性石墨烯；步骤二、向聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂体系添加改性石墨烯和1，4-丁烯二醇，其中改性石墨烯占总体系0.1-5wt％，1，4-丁烯二醇为环氧乙烯基酯树脂的1-5wt％；所述聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂体系为聚硅氧烷与环氧乙烯基酯树脂按照质量比1:9～9:1混合制得；步骤三、将流平剂，触凝剂，消泡剂，引发剂，促进剂添加到步骤二所得混合物中，搅拌、真空保压、在20～80℃常压下固化。作为上述技术方案的优选，本专利技术提供的改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂及制备方法及应用进一步包括下列技术特征的部分或全部：作为上述技术方案的改进，所述步骤三中，占总体系的质量百分数0.01～1wt％BYK-A555消泡剂、0.01～1wt％BD-3500流平剂，1～6wt％白炭黑触凝剂；占羟基硅油的质量百分数2～8wt％正硅酸四乙酯引发剂、0.5～2wt％二月桂酸二丁基锡促进剂；占环氧乙烯基酯树脂的质量百分数0.5～2wt％环烷酸钴促进剂、1～5wt％过氧化甲乙酮引发剂。作为上述技术方案的改进，所述步骤三中，搅拌5min，在0.01MPa条件下保压2min。一种如前述的改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂的应用：所述改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂作为导电涂料。乙烯基酯树脂是一种改性环氧树脂，又可被称为环氧丙烯酸树脂，是热固性树脂。乙烯基酯树脂具有一些环氧树脂的特性，比如具有良好的耐溶剂腐蚀，耐酸性和耐候性，耐高温性，能够用于高温装置的耐腐蚀性保护，如高温烟囱。环氧乙烯基酯树脂分子链两端的双键极其活泼，使得环氧乙烯基酯树脂能够在室温下固化，这使得环氧乙烯基酯树脂在生活，工业上有着广泛的应用。环氧乙烯基酯树脂与聚硅氧烷相容性比较差，加入1，4-丁烯二醇能改善其连接性。聚硅氧烷是一种具有耐高低温交变、低渗透性、透气性、耐老化、疏水、耐候等多种优异性能的高分子材料。而且，聚硅氧烷的Si-O键赋予其材料的高弹性，能够适应一般材料的热胀冷缩。在轻化工、机械、建筑、航空航天、交通等领域，尤其在防腐领域具有非常重要应用价值。制备聚硅氧烷具体化学反应为：硅油在以正硅酸四乙酯为催化剂，以二月桂酸二丁基锡为促进剂聚合时，聚合反应分两步走。第一步：正硅酸四乙酯在促进剂作用下，先与水反应，进行脱醇反应，反应式如下：第二步：正硅酸四乙酯水解产物中的羟基与聚硅氧烷的羟基在有机锡催化作用下进行脱水缩聚，缩聚反应生成的小分子水可以与正硅酸四乙酯继续反应，产生新的交联点，继续与聚硅氧烷反应，进一步缩合，形成聚硅氧烷交联弹性体，反应方程式如下：石墨烯作为纳米级材料，受静电力和范德华力的影响，石墨烯在混合体系中会发生团聚。而且，石墨烯是零间隙材料。石墨烯的两个问题，限制其在工程上面的应用。而对石墨烯进行改性，则能有效的解决此类问题。目前，石墨烯的改性方法有两种。一种是：对石墨烯进行共价功能化，就是将需要接枝的功能分子和石墨烯中的碳原子通过共价键结合。但由于石墨烯的本征结构中有一个大的共轭体系，这就决定了石墨烯很难进行共价键功能化。另一种则是非共价功能化。由于石墨烯的本征结构是一个大的共轭结构，这使的石墨烯的表面很容易与其它基团吸附。因此，各种功能化基团与石墨烯片之间的物理吸附，制备具有一定特殊功能基团的石墨烯复合材料。这种方法的优点是对石墨烯本身结构破坏较小，可以尽可能的保留石墨烯的本质特性。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：1)用二醇对含羧基的石墨烯进行改性，能够有效的解决纳米材料在聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂的混合体系的相容性。2)聚硅氧烷中的Si-O键使得聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂涂料具有较好的柔顺性，以适应输电线路热胀冷缩。3)1，4-丁烯二醇和羧基化石墨烯发生酯化反应，使其在石墨烯的表面添加双键和羟基。在聚硅氧烷/环氧乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂，其特征在于：所述改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂是由聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂体系、改性石墨烯、1，4‑丁烯二醇、流平剂，触凝剂，消泡剂，引发剂和促进剂组成，其中改性石墨烯占总体系0.1‑5wt％，1，4‑丁烯二醇为环氧乙烯基酯树脂的1‑5wt％；所述聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂体系为聚硅氧烷与环氧乙烯基酯树脂按照质量比1:9～9:1混合制得。

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂，其特征在于：所述改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂是由聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂体系、改性石墨烯、1，4-丁烯二醇、流平剂，触凝剂，消泡剂，引发剂和促进剂组成，其中改性石墨烯占总体系0.1-5wt％，1，4-丁烯二醇为环氧乙烯基酯树脂的1-5wt％；所述聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂体系为聚硅氧烷与环氧乙烯基酯树脂按照质量比1:9～9:1混合制得。2.如权利要求1所述的改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂，其特征在于：所述改性石墨烯是1，4-丁烯二醇改性羧基化石墨烯。3.如权利要求1所述的改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂，其特征在于：所述改性石墨烯是由羧基化石墨烯与1，4-丁烯二醇按照5g：50-100ml混合，然后向混合液中滴加浓硫酸，羧基化石墨烯与浓硫酸的比例为5g：0.5-5ml的，在75-85℃下搅拌2-100h，反应结束后将产物经过乙醇，去离子水清洗、干燥后得到。4.如权利要求1所述的改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂，其特征在于：所述流平剂，触凝剂，消泡剂，引发剂和促进剂为占总体系的质量百分数0.01～1wt％BYK-A555消泡剂、0.01～1wt％BD-3500流平剂，1～6wt％白炭黑触凝剂；占聚硅氧烷的质量百分数2～8wt％正硅酸四乙酯引发剂、0.5～2wt％二月桂酸二丁基锡促进剂；占环氧乙烯基酯树脂的质量百分数0.5～2wt％环烷酸钴促进剂、1～5wt％过氧化甲乙酮引发剂。5.一种改性石墨烯增强聚硅氧烷/环氧乙烯基酯树脂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤一、将羧...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀运东，李锋，程少华，于银亮，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42