一种石墨烯地坪漆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及地坪漆技术领域，特别涉及一种新型石墨烯地坪漆及其制备方法。该新型石墨烯地坪漆涂料由甲、乙两组分构成，其中甲组分由以下成分按照质量比组成：双酚A环氧树脂20～35份、石墨烯2～5份、活性稀释剂4～6份、分散剂0.3～0.8份、消泡剂0.4～0.8份、乳化剂8～15份、填料40～70份、水15～30份；乙组分由以下成分按照质量比组成：氧化石墨烯5～10份、丙烯氰‑二乙烯三胺化合物20～40份、纳米氧化锌10～20份。本发明专利技术提供的一种新型石墨烯地坪漆，固化物表面和内部的固化程度均一性高，涂料具有优异的机械性能、防静电性能和耐老化性能。

A new type of graphene floor paint and its preparation method

The invention relates to the field of floor paint technology, in particular to a new type of graphene floor paint and its preparation method. The new type of graphene floor paint from a, B two components, wherein the component a consists of the following components according to the mass ratio of composition: bisphenol A epoxy resin 20 ~ 35, 2 ~ 5, graphene active diluent 4 ~ 6, 0.3 ~ 0.8, dispersant, defoaming agent 0.4 ~ 0.8 8, emulsifier - 15, 40 - 70, filling water 15 ~ 30; group B consists of the following components: according to the mass ratio of graphene oxide 5 - 10, two three acrylonitrile ethylene amine compounds 20 ~ 40, 10 ~ 20 nm Zinc Oxide. The present invention provides a new type of graphene floor paint, which has high curing degree on the surface and interior of the curing agent, and has excellent mechanical properties, antistatic property and aging resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种新型石墨烯地坪漆及其制备方法
本专利技术涉及地坪漆
，特别涉及一种新型石墨烯地坪漆及其制备方法。
技术介绍
石墨烯是紧密堆积成二维六方蜂窝状晶格结构的单层碳原子，各碳原子之间以sp2杂化方式相连。微观上，单层石墨烯薄膜并非二维的扁平结构，而是具有“纳米尺度上”稳定的微波状的单层结构，是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体；宏观上，石墨烯可以翘曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。石墨烯独特的二维周期蜂窝状点阵结构中稳定的碳六元环的存在，赋予了其优异的性能：单层石墨烯的厚度仅为0.35nm，是目前已知最轻最薄的材料；它在室温下的电子迁移率为2×105cm2·V-1·s-1，是光速的1/300，理论比表面积能够达到2630m2·g-1，全波段光吸收只有2.3％，热导率高达5000W·m-1·K-1，杨氏模量超过1100GPa，抗拉强度超过130GPa，且韧性非常好，当施加外部机械力时，碳原子会通过弯曲变形来适应外力，而不必使碳原子重新排列，这样就保持了结构的稳定。因此，石墨烯是一种应用潜力非常广泛的碳材料，在新型反应分离、新材料、节能环保等众多产业中都有巨大的应用前景。地坪漆一般用于工厂车间、实验室等环境的地面施工，具有美观、耐磨、防水、防腐等优点。依照组成地坪漆的各组分的作用的不同，一般可以分为主要成膜物质，如聚氨酯树脂、环氧树脂；次要成膜物质，如颜料、填料等；和辅助成膜物质，包括增塑剂、消泡剂、润湿剂、固化剂等。地坪漆依据其涂料特性的不同主要可分为防腐蚀地坪漆、防静电地坪漆、可载重地坪漆、防滑地坪漆等多种类别，其中防静电地坪漆提供地坪抗静电功能，可有效泄露静电荷，消除静电积累和电磁干扰的危害。目前市场上主要的防静电地坪漆涂料一般在涂料中加入导电包覆云母粉、导电氧化锌、炭黑等导电填料作为导电介质，或是以导电纤维作为导电介质。以导电云母粉为导电介质的地坪漆成本较高，难以大范围推广；以导电氧化锌、炭黑等作为导电介质的地坪漆产品颜色较深，对地坪漆的美观度造成了影响，加工难度大；以导电纤维作为导电介质的地坪漆产品的分散性较差，电阻值不易控制，实用性较差。除此之外，环氧树脂地坪漆依据使用的分散介质的不同，还可分为水性环氧树脂地坪产品和溶剂型环氧树脂地坪产品。在溶剂型环氧树脂体系中，环氧树脂和固化剂均以分子形式溶解在有机溶剂里，形成均相体系，固化反应在分子之间进行，反应进程较为彻底，形成均相的固化物。水性环氧树脂体系所采用的溶剂为水，形成的是一种分散多相体系，由水性环氧树脂、水性环氧固化剂、水等多相组成，交联固化过程是在水分蒸发的过程中微粒之间的相互渗透、内部扩散并进行交联反应的过程。相比溶剂型环氧地坪涂料，水性环氧地坪涂料具有以下优势：以水为分散介质，不含有机溶剂，更加环保；可在潮湿环境中施工和固化，固化时间合理，涂膜有较高的交联密度；对大多数基材具有较好的附着力；操作性能好，涂料配制和施工安全方便；固化后的涂膜光泽柔和，质感较好，防腐性能优秀。在实际的应用过程中，水性环氧固化剂首先与环氧树脂分散相粒子的表面接触并发生固化反应，随着固化反应的进行，环氧树脂分散相的分子量和玻璃化温度逐渐升高，使得固化剂分子向环氧树脂分散相粒子内部的扩散速度逐渐变慢，这就意味着环氧树脂分散相粒子内部进行的固化反应较其表面的少，内部交联密度也较低。同时随着固化反应的进行，环氧树脂分散相粒子逐渐变硬，粒子之间也很难相互作用凝结成膜。因此水性环氧树脂地坪涂料难以形成均相、完全固化的涂膜，且由于固化时涂料表面与内部的固化程度不一致，内部缓慢固化时产生的热量会使涂膜表面出现气泡，破坏涂膜的美观度和平整度。
技术实现思路
为解决上述提到的现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术提供一种采用水性环氧树脂为基体的石墨烯地坪漆，相比普通地坪漆，提高了涂料内部的固化程度和均一性，延长了涂料适用期，同时具有优秀的防静电能力，适用于多种工作环境的车间或工厂。本专利技术采用如下技术方案：一种新型石墨烯地坪漆，包括甲组分和乙组分；所述甲组分由以下成分按照质量比组成：所述乙组分由以下成分按照质量比组成：氧化石墨烯5～10份丙烯氰-二乙烯三胺化合物20～40份纳米氧化锌10～20份；所述甲组分与乙组分的质量比为4.5～6.5:1。进一步地，甲组分由以下成分按照质量比组成：所述乙组分由以下成分按照质量比组成：氧化石墨烯7～9份丙烯氰-二乙烯三胺化合物25～36份纳米氧化锌15～17份；所述甲组分与乙组分的质量比为5:1。进一步地，所述双酚A环氧树脂为E～20型或E～35型中的一种或两种混合，环氧值为0.25eq/100g～0.37eq/100g。进一步地，所述分散剂选自改性聚羧酸胺盐、改性聚丙烯酸酯类物质或或磷酸酯盐类物质中的至少一种。进一步地，所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚、叔丁基苯基缩水甘油醚或环氧丙烷丁基醚中的至少一种。进一步地，所述消泡剂为有机硅破泡聚合物溶液，有机硅含量为16％～19％。进一步地，所述乳化剂为聚醚多元醇或聚乙二醇与环氧树脂的嵌段共聚物类物质，包括聚乙二醇-环氧树脂E-20嵌段共聚物或聚乙二醇-邻苯二甲酸酐-环氧树脂E-44嵌段共聚物中的一种或两种混合。进一步地，所述填料包括钛白粉、石英砂、硫酸钡粉、滑石粉，质量份比例为0.5:3:2:1。进一步地，所述丙烯氰-二乙烯三胺化合物为N-氰乙基二亚乙基三胺或N-二氰乙基二亚乙基三胺中的一种或两种混合。本专利技术还提供一种新型石墨烯地坪漆的制备方法，所述石墨烯地坪漆包括甲组分和乙组分，其中甲组分制备方法包括：将双酚A环氧树脂、活性稀释剂、石墨烯、分散剂、乳化剂置于反应容器内，升温至60～80℃，在转速为800～1200r/min下将以上物质均匀混合后，缓慢加入水，水加入完毕后，加入消泡剂和填料，在转速为1500～1700r/min下继续搅拌约2h，降温出料即可得到所述甲组分产物；乙组分的制备方法包括：将氧化石墨烯、纳米氧化锌加入丙烯氰-二乙烯三胺固化剂中，置于反应容器内，在30μW/cm2～50μW/cm2紫外光辐照条件下，以1800～2000r/min转速搅拌混合约45min，即可得到所述乙组分产物。具体在使用本专利技术涂料时，甲乙组分按照质量比为4.5～6.5:1进行配比，混合均匀后即可涂装使用。本专利技术将石墨烯与环氧树脂进行均匀混合并加入乳化剂制成水性环氧树脂分散体，固化后具有优良的防静电性能，可适用于不同的使用环境。制备时通过将环氧树脂、活性稀释剂、分散剂、乳化剂等原料置于反应容器内并加入石墨烯搅拌，使以上物质混合均匀，再加入水搅拌，制得环氧树脂乳液粗产物，借由高速剪切力，使石墨烯在树脂基体中均匀分散，由于石墨烯的吸附性，会对乳液中的环氧树脂乳胶微粒形成一定程度的包裹，且由于石墨烯表面被环氧树脂乳胶微粒占据，能够在一定程度上避免石墨烯的重新团聚，有利于形成连续性的导电网，增强涂料的防静电能力。乙组分内含有丙烯氰-二乙烯三胺固化剂，可与甲组分进行反应固化，且氰乙基可改善固化剂分散体与环氧树脂分散体的相容性，提高树脂基体的固化程度；同时在乙组分内还含有氧化石墨烯和纳米氧化锌，由于纳米氧化锌表面原子具有不饱和的化学键而倾向于在水中离子配位，形成表面羟基化，使氧化锌粒子表面带有正电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型石墨烯地坪漆，其特征在于：所述石墨烯地坪漆包括甲组分和乙组分；所述甲组分由以下成分按照质量比组成：

【技术特征摘要】
1.一种新型石墨烯地坪漆，其特征在于：所述石墨烯地坪漆包括甲组分和乙组分；所述甲组分由以下成分按照质量比组成：所述乙组分由以下成分按照质量比组成：氧化石墨烯5～10份丙烯氰-二乙烯三胺化合物20～40份纳米氧化锌10～20份；所述甲组分与乙组分的质量比为4.5～6.5:1。2.根据权利要求1所述的一种新型石墨烯地坪漆，其特征在于：甲组份由以下成分按照质量比组成：所述乙组分由以下成分按照质量比组成：氧化石墨烯7～9份丙烯氰-二乙烯三胺化合物25～36份纳米氧化锌15～17份；所述甲组分与乙组分的质量比为5:1。3.根据权利要求1或2所述的一种新型石墨烯地坪漆，其特征在于：所述双酚A环氧树脂为E～20型或E～35型中的一种或两种混合，环氧值为0.25eq/100g～0.37eq/100g。4.根据权利要求1或2所述的一种新型石墨烯地坪漆，其特征在于：所述分散剂选自改性聚羧酸胺盐、改性聚丙烯酸酯类物质或磷酸酯盐类物质中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的一种新型石墨烯地坪漆，其特征在于：所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚、叔丁基苯基缩水甘油醚或环氧丙烷丁基醚中的至少一种。6.根据权利要求1或2所述的一种新型石墨烯地坪漆，其特征在于：所述消泡剂为有机硅破泡聚合物溶液，有机硅含量为16％～19％。7.根据权利要求1或2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：林瑞荣，庄焱，
申请(专利权)人：厦门中凯新材石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35