一种基于石墨烯功能性材料的导热防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯功能性材料的导热防腐涂料，基于石墨烯功能性材料的导热防腐涂料的组分及含量为：石墨烯功能性材料0.05份~6份，树脂60份～80份，颜料6份~16份，填料8份~18份，稀释剂10份～20份，消泡剂0.1份～0.3份，固化剂10份~30份。本发明专利技术提供了一种基于石墨烯功能性材料的具有良好导热性能和防腐性能的涂料。石墨烯功能性材料集合了多种材料的优异性能，可以提高涂料的导热性能，同时也可以进一步提高涂层的致密性，改善涂料的防腐性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种涂料
，具体涉及一种基于石墨烯功能性材料的导热防腐 涂料及其制备方法。
技术介绍
化工设备、油气管道、蒸汽管道等设备处在湿度大、盐度大、高温等苛刻的环境中。 这要求所使用涂料不仅要有良好的防腐性能，同时对其导热性也提出来较高要求。目前防 腐涂料在石油化工领域中的使用虽然较多，但主要集中在油罐和管道的外壁上，在换热器、 蒸汽管道中使用较少。主要原因是传统涂料耐高温性能不好，导热系数不高，导致在防腐环 境中传热不好，高温下抗腐蚀力差，致使很多生产设备工艺上无法正常使用。传统涂料散热 效果差，不仅制约了传统工业化工设备的使用，而且大功率电器、汽车等领域使用时也出现 很多问题。石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，常温下其电 子迀移率超过15000cm2/V*s，比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-8D?!!!，比铜或 银更低，为世上电阻率最小的材料。不仅如此，而且它良好的导热性也值得关注，其导热系 数高达5300W/m*K，高于碳纳米管和金刚石。用石墨稀和炭纤维制备的柔性复合纸集高 导热、高强度和柔韧性于一体，厚度在10-100um之间可控，面向导热系数高达800-1500W/ m?K，是铜箔的2-3倍，拉伸强度达15-20MPa，是商业化柔性石墨纸的3-4倍，以90°夹角 弯折6000次以上无断裂或结构破坏。这种复合纸不仅可以作为功能密封材料，还可以作为 电子器件的散热垫片，应用在手机、笔记本电脑等多种电子产品领域中，发挥其优异的导热 散热性能。在大功率电器、电子产品、汽车等领域中，石墨烯复合聚合物可以充分发挥石墨 烯导热性的优势，用于解决散热问题。节能减排是当今我国社会发展突出的重要要求，石墨 烯的导热系数高，将其用于建筑隔热涂料可有效降低建筑物的内部温度，增强节能效果。 如何将石墨烯功能性材料添加到涂料中，制备出导热效果好且能够防腐蚀的涂料 是目前急需解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于石墨烯功能性材料的具有良好 导热性能和防腐性能的涂料。本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于石墨烯功能性材料的导热防腐涂料，基 于石墨烯功能性材料的导热防腐涂料的组分及含量为：石墨烯功能性材料〇. 05份~6份， 树脂60份~80份，颜料6份~16份，填料8份~18份，稀释剂10份~20份，消泡剂0. 1 份~0. 3份，固化剂10份~30份。作为优选，所述石墨稀功能性材料为石墨稀复合材料或石墨稀与无机材料的混合 材料；所述石墨烯复合材料为将氧化锌、氧化铝、二氧化钛中的一种或几种通过原位化学还 原法、物理吸附法、电化学沉淀法、水热法中的一种负载到石墨烯表面制备而成；所述石墨 烯与无机材料的混合材料为将二氧化硅、硅酸锆、碳化硅、氮化硼、氮化铝、氮化硅中的一种 或几种通过原位化学还原法、物理吸附法、电化学沉淀法、水热法中的一种负载到石墨烯表 面制备而成。作为优选，所述石墨稀功能性材料的比表面积为200~3200m2/g。作为优选，所述石墨稀功能性材料的粒径为20nm~2Mm。 作为优选，所述石墨稀功能性材料中石墨稀所占的质量分数为0. 5%~50%。 作为优选，所述树脂为环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的一种或 几种。 作为优选，所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、钛白、铬璜、普鲁士蓝中的一种为几 种。作为优选，所述填料为碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、硅酸盐类、滑石粉中一种或几 种。作为优选，所述稀释剂为200#溶剂汽油、松香水、乙醇、丙醇中一种或几种。作为优选，所述消泡剂为硬脂酸金属皂、聚脲、疏水性硅氧烷油中一种或几种。作为优选，所述固化剂为脂肪族二胺、脂肪族多胺、异化氰中的一种或几种。一种基于石墨烯功能性材料的导热防腐涂料的制备方法，包括以下步骤： (1) 制备石墨條功能性材料； (2) 将石墨烯功能性材料（0. 05份~6份）添加到稀释剂（10份~20份）中，用高速剪 切机在800~1500转/分钟的速度下搅拌15~60分钟，得到石墨烯功能性材料的浆料； (3) 将步骤（2)制备的石墨稀功能性材料的衆料与树脂（60份~80份)，颜料（6份~ 16份)，填料（8份~18份)，消泡剂（0. 1份~0. 3份）混合，搅拌均匀后，用砂磨机研磨，直 至以刮板细度计检验浆体细度小于35微米，得到涂料甲； (4) 将步骤（3)制备的涂料甲中添加固化剂（10份~30份)，重量比例为3.5 :1~ 10. 5:1，再用高速剪切机在1000~1500转/分钟的速度下搅拌20~40分钟，得到导热防 腐涂料。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：二氧化硅具有良好的耐热防腐性能， 将其负载到石墨烯表面用于改性涂料可以提高涂料本身的防腐性能；氧化锌是传统的富锌 涂料中的重要组成部分，纳米结构的氧化锌具有优异的导热性能，其散热速度是氧化铝的4 倍，将其负载到石墨烯表面用于改性涂料，涂料便具备良好的导热性能；氧化铝、二氧化钛、 硅酸锆、碳化硅、氮化硼、氮化铝、氮化硅在散热方面的效果较好，将这些材料负载到石墨 烯表面用于改性涂料，涂料便具备良好的导热性能；石墨烯具有优异的导热性能（5300W/ m*K))、力学性能（1.06X103GPa)和较大的比表面积。因此，石墨烯功能性材料集合了多 种材料的优异性能，可以提高涂料的导热性能，同时也可以进一步提高涂层的致密性，改 善涂料的防腐性能。由此可见，本专利技术与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施 的有益效果也是显而易见的。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，但并不用于限 定本专利技术，本专利技术所述试剂均为通过商业途径获得，所述制备方法如无特别说明均为本领 域常规制备方法，部分试剂生产商以及规格如下： 石墨烯粉末 济宁利特纳米技术有限责任公司，LN-GNP-005 ; 水合肼 天津市科密欧化学试剂有限公司； 乙酰丙酮锌 国药试剂； 氧化铝 国药试剂。 实施例1 : 本实施例中，各原料的组分及含量为：石墨烯负载氧化锌的功能性材料〇. 05份，环氧 树脂60份，氧化铁红6份，碳酸钙8份，200#溶剂汽油10份，硬脂酸金属皂0. 1份，脂肪族 二胺10份。 其中石墨烯负载氧化锌的功能性材料的制备方法为：水热法 将石墨烯与乙酰丙酮锌在乙二醇中搅拌并超声分散30min，缓慢滴加水合肼，将其放入 高压釜中18(TC下加热16小时；然后将产物离心，分别用蒸馏水与乙醇洗涤，真空干燥箱 中70°C下干燥24h。 其中石墨稀负载氧化锌的功能性材料的比表面积为200m2/g，石墨稀负载氧化锌 的功能性材料的粒径为20nm，石墨烯负载氧化锌的功能性材料中石墨烯所占的质量分数 为 0? 5%。 -种基于石墨烯功能性材料的导热防腐涂料的制备方法，包括以下步骤： (1) 制备石墨烯负载氧化锌的功能性材料； (2) 将石墨烯负载氧化锌的功能性材料添加到200#溶剂汽油中，用高速剪切机在900 转/分钟的速度下搅拌15分钟，得到石墨烯负载氧化锌的功能性材料的浆料； (3) 将步骤（2)制备的石墨烯负载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯功能性材料的导热防腐涂料，其特征在于：基于石墨烯功能性材料的导热防腐涂料的组分及含量为：石墨烯功能性材料0.05份~6份，树脂60份～80份，颜料6份~16份，填料8份~18份，稀释剂10份～20份，消泡剂0.1份～0.3份，固化剂10份~30份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，王圆圆，孙明娟，
申请(专利权)人：济宁利特纳米技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37