一种改性石墨烯抗静电粉末涂料制造技术

本发明专利技术提供一种改性石墨烯抗静电粉末涂料，各组分按重量份计，包括；树脂50～70份，固化剂0～7.5份，助剂1～3.5份，改性石墨烯0.2～1份，填料25～45份，蜡粉0.05～0.2份。

A modified graphene antistatic powder coating

【技术实现步骤摘要】
一种改性石墨烯抗静电粉末涂料
本专利技术涉及一种可以抗静电的粉末涂料，尤其涉及了一种添加有改性石墨烯的抗静电粉末涂料。
技术介绍
粉末涂料是一种不含溶剂、100%固体粉末状的新型涂料，具有无溶剂、无VOC排放、可回收、环保节能和涂膜机械强度高等特点，在汽车零部件、家电家具、石化、航空航天等领域应用广泛。在日常生活及工业生产中静电可通过接触、摩擦、剥离等方式产生，静电的积累可能带来电击、火灾甚至是爆炸，通过喷涂抗静电或导静电涂层是一种行之有效的静电防护技术。一般粉末涂料可通过掺入导电填料来实现其抗静电性能，传统的导电填料有部分金属（如镍、锌、金、银、铝等）、金属氧化物（如氧化锑、氧化锌、氧化锡等）以及非金属材料（如石墨、碳黑等）；金属及其氧化物导电性好，但价格昂贵；石墨和碳黑虽然价格较低，但掺量较大，导致涂层附着力下降，同时涂层的颜色较深，给调色带来困难。石墨烯是一种由碳原子规则排布成蜂窝状结构的新型二维纳米材料，具有优异的电学性能，其电导率可达108Ω/m，比银和铜更低，是目前已知室温下导电最好的材料之一。将石墨烯作为一种新型导电填料引入粉末涂料，更少的添加量即可使涂层具有更加优异的电学性能；同时，国内已实现石墨烯的工业化制备，完全可以满足涂料的大批量生产需求。中国专利CN104312391A提出了一种石墨烯抗静电粉末涂料，其在改性不饱和聚酯树脂体系中对比了相同质量的碳黑发现，添加石墨烯可以提高3到7个数量级的电导率，具备优异的抗静电性能。但是其所述石墨烯通过机械球磨法制备，其利用实验室级别小型球磨机将石墨或氧化石墨打碎后研磨为石墨烯，产量低（150～200g）、耗时长（80～240h）、能耗大；同时，以氧化石墨为原料得到的是还原氧化石墨烯，片层结构存在明显缺陷，其导电性能降低。中国专利CN107760164A提出了一种石墨烯导电粉末涂料，可用于木制品喷涂前的导电处理，其利用石墨烯改善涂层的耐水性、阻隔性和硬度，木制品经处理并烘干固化后可在其表面形成一层平整、致密的导电涂层。但石墨烯表面官能团少、分散性存在一定问题，为防止石墨烯二次堆叠和团聚，该专利将石墨烯加入分散剂中进行超声处理（15～60min）制成石墨烯浆料，再以石墨烯浆料的形式添加，如此反而不利于粉末涂料的实际生产。现有技术中所列明的
技术实现思路
仅代表专利技术人所掌握的技术，并不理所当然被认为是现有技术而用于评价本专利技术的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种以超临界流体技术制备的石墨烯粉体作为导电填料的抗静电粉末涂料。超临界流体具有类似气体的扩散性质和液体的溶解能力，容易插层后“溶解”石墨，所得石墨烯片层结构完整，品质高、导电导热性能优异。目前，国内已经实现以超临界流体技术制备石墨烯的批量生产，石墨烯单价大幅降低，可以满足该石墨烯粉末涂料的大规模工业化应用。本专利技术的另一目的是对石墨烯进行修饰改性，所得改性石墨烯的表面富含导电聚合物，而导电聚合物丰富的含氮官能团能够明显改善其在涂层的分散问题；有利于提高石墨烯的使用效率、改善涂层的物理机械性能。同时，所得为改性石墨烯粉体，适应了目前粉末涂料工业化大生产的需求。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现：一种改性石墨烯抗静电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：树脂50～70份，固化剂0～7.5份，助剂1～3.5份，改性石墨烯0.2～1份，填料25～45份，蜡粉0.05～0.2份。优选地，所述各组分按重量份计，各组分的重量份之和为100份。作为上述的改性石墨烯抗静电粉末涂料的进一步优选方案，各组分按重量份计，包括：树脂53～65份，固化剂0～6.5份，助剂2～3份，改性石墨烯0.2～0.8份，填料30～40份，蜡粉0.1～0.2份。根据本专利技术的一个方面，所述树脂为聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，所述固化剂为三缩水甘油异氰尿酸酯、β-羟烷基酰胺、双氰胺和三氮化硼乙胺络合物的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，所述助剂为流平剂、脱气剂、纹理剂、消光剂、润湿剂、抗老化剂、纹理剂、光亮剂和增电剂的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，所述流平剂为聚丙烯酸、聚硅氧烷和聚乙烯醇缩丁醛的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，所述脱气剂为安息香、硬脂酸和氢化蓖麻油的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，所述润湿剂为聚甲基丙烯酸甲酯和聚醚改性聚硅氧烷的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，所述增电剂为酰胺类和季铵盐类增电剂的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，所述抗氧化剂为仲芳胺类、亚磷酸酯类和二硫代氨基甲酸金属盐类抗氧化剂的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，所述填料为钛白粉、硫酸钡、膨润土、高岭土、氮化硼、石墨、云母粉和滑石粉的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，所述蜡粉为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡和聚四氟乙烯蜡的一种。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯为石墨烯粉体。优选地，所述石墨烯为采用超临界流体技术制备的石墨烯粉体。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯为层数≤10层的石墨烯粉末。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯粒径为D90≤18μm。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯的堆积密度为0.01～0.1g/cm3。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯的碳含量≥98.3%。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯的改性方法为：在含有导电聚合物单体的酸性水溶液中加入石墨烯，超声后加入引发剂进行反应，将产物过滤水洗后干燥。优选地，所述导电聚合物为聚苯胺、所述引发剂为过硫酸铵。一种改性石墨烯抗静电粉末涂料的制备方法，采用上面所述抗静电粉末涂料的各组分及配比关系，将改性石墨烯和树脂加入混料机，在500～800rpm的搅拌速度下混合3～10min，再加入固化剂、助剂、填料和蜡粉继续混合2～6min，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后分级过筛，采用静电喷涂后在180～220℃下固化5～15min，即可。优选地，所述搅拌速度为600rpm、混合时间先后分别为5和3min、筛网目数为180目、固化温度为200℃、固化时间为10min。针对还原氧化石墨烯存在结构缺陷导致其导电性能下降的问题，本专利技术采用超临界流体技术制备石墨烯，所得石墨烯片层结构完整，品质高、导电导热性能优异。针对石墨烯表面官能团少、不易分散的问题，本专利技术以导电聚合物对石墨烯的表面进行修饰改性，所得改性石墨烯的表面富含导电聚合物，而导电聚合物丰富的含氮官能团能够明显改善其在涂层的分散问题；同时，所得为改性石墨烯粉体，适应了目前粉末涂料工业化大生产的需求。在成本控制方面，利用超临界流体技术制备石墨烯粉体已取得较大的发展，国内已实现石墨烯的廉价制备，相对于传统导电材料石墨烯的导电性能更优异、添加量更少，因而具有综合的价格优势，在抗静电粉末涂料方面具有广本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性石墨烯抗静电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：/n树脂 50～70份，/n固化剂 0～7.5份，/n助剂 1～3.5份，/n改性石墨烯 0.2～1份，/n填料 25～45份，/n蜡粉 0.05～0.2份；/n优选地，所述抗静电粉末涂料各组分按重量份计，包括：/n树脂 53～65份，/n固化剂 0～6.5份，/n助剂 2～3份，/n改性石墨烯 0.2～0.8份，/n填料 30～40份，/n蜡粉 0.1～0.2份；/n优选地，所述各组分按重量份计，各组分的重量份之和为100份。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯抗静电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：
树脂50～70份，
固化剂0～7.5份，
助剂1～3.5份，
改性石墨烯0.2～1份，
填料25～45份，
蜡粉0.05～0.2份；
优选地，所述抗静电粉末涂料各组分按重量份计，包括：
树脂53～65份，
固化剂0～6.5份，
助剂2～3份，
改性石墨烯0.2～0.8份，
填料30～40份，
蜡粉0.1～0.2份；
优选地，所述各组分按重量份计，各组分的重量份之和为100份。


2.根据权利要求1所述的改性石墨烯抗静电粉末涂料，其特征在于，所述树脂为聚酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的改性石墨烯抗静电粉末涂料，其特征在于，所述固化剂为三缩水甘油异氰尿酸酯、β-羟烷基酰胺、双氰胺和三氮化硼乙胺络合物的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的改性石墨烯抗静电粉末涂料，其特征在于，所述助剂为流平剂、脱气剂、纹理剂、消光剂、润湿剂、抗老化剂、纹理剂、光亮剂和增电剂的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的改性石墨烯抗静电粉末涂料，其特征在于，所述流平剂为聚丙烯酸、聚硅氧烷和聚乙烯醇缩丁醛的一种或多种。


6.根据权利要求1所述的改性石墨烯抗静电粉末涂料，其特征在于，所述脱气剂为安息香、硬脂酸和氢化蓖麻油的一种或多种。


7.根据权利要求1所述的改性石墨烯抗静电粉末涂料，其特征在于，所述润湿剂为聚甲基丙烯酸甲酯和聚醚改性聚硅氧烷的一种或多种。


8.根据权利要求1所述的改性石墨烯抗静电粉末涂料，其特征在于，所述增电剂为酰胺类和季铵盐类增电剂的一种或多种。


9.根据权利要求1所述的改性石墨烯抗静...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖健平，唐祖兵，洪炎晖，
申请(专利权)人：福建宏宇石墨烯新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35