【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粉末涂料，具体涉及超双疏氧化石墨烯微粒及其制备方法、粉末涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、超疏水材料是一种受荷叶表面结构启发而开发的新型材料，其通常具有一定的自清洁功能，且可以覆盖在金属表面防止外界的腐蚀。然而，传统的超疏水材料虽然在抵抗污水侵蚀时能够起到较好的效果，但遇到含有油脂的污水时易被污染而造成超疏水能力的降低乃至丧失，因此实际应用受到了很大的限制。
2、粉末涂料是由固体树脂、颜料、填料和助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料，其具有不含挥发性有机化合物(voc)、材料利用率高(超过99％)等优点，近年来被广泛用作金属基材的功能性防护涂料。然而，现有的粉末涂料形成的涂层通常仅具有一定的疏水性能，表面易被油脂油污污染，根本无法满足日益增长的实际应用要求。
3、因此，开发一种形成的涂层具有超疏水、超疏油效果的粉末材料具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供超双疏氧化石墨烯微粒及其制备方法、粉末涂料及其制备方法和应用。
2、本专利技术所采取的技术方案是：
3、一种超双疏氧化石墨烯微粒，其组成包括氧化石墨烯微粒、二氧化硅颗粒和含氟硅烷；所述二氧化硅颗粒原位生长在氧化石墨烯微粒表面；所述含氟硅烷接枝在氧化石墨烯微粒和二氧化硅颗粒表面。
4、优选地，所述氧化石墨烯微粒的粒径为1μm～50μm。
5、优选地，所述二氧化硅颗粒的粒径为0.5μm～50μm。
6、优选地
7、优选地，所述含氟硅烷为全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三氯硅烷中的至少一种。
8、一种如上所述的超双疏氧化石墨烯微粒的制备方法包括以下步骤：
9、1)将氧化石墨烯微粒、硅源、醇类溶剂和碱溶液混合进行反应，得到含氧化石墨烯-二氧化硅复合颗粒的反应液；
10、2)将含氟硅烷加入含氧化石墨烯-二氧化硅复合颗粒的反应液中进行反应，再分离出固体产物进行干燥，即得超双疏氧化石墨烯微粒。
11、优选地，步骤1)所述硅源为硅酸乙酯(teos)、甲基三甲氧基硅烷(mtms)、乙基三甲氧基硅烷(mtes)、乙基三乙氧基硅烷(eteos)、硅酸钠中的至少一种。
12、优选地，步骤1)所述醇类溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇中的至少一种。
13、优选地，步骤1)所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氨水、氢氧化钾溶液中的至少一种。
14、优选地，步骤1)所述反应在温度为10℃～50℃的条件下进行，反应时间为0.5h～24h。
15、优选地，步骤2)所述反应在温度为20℃～80℃的条件下进行，反应时间为0.5h～12h。
16、优选地，步骤2)所述干燥在温度为50℃～100℃的条件下进行，干燥时间为1h～8h。
17、一种粉末涂料，其由聚合物粉末和上述超双疏氧化石墨烯微粒组成；所述超双疏氧化石墨烯微粒在粉末涂料中的质量百分含量为5％～40％；所述聚合物粉末包括以下质量份的组分：50份～100份的树脂、5份～10份的固化剂、20份～50份的颜填料和3份～8份的助剂。
18、优选地，所述树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂中的至少一种。
19、一种如上所述的粉末涂料的制备方法包括以下步骤：
20、将聚合物粉末和超双疏氧化石墨烯微粒混匀，再进行挤出、压片、磨粉和筛分，即得粉末涂料。
21、一种如上所述的粉末涂料的使用方法包括以下步骤：
22、将上述粉末涂料静电喷涂至金属基材表面，再进行烘烤固化和冷却，即可得到具有超双疏效果的涂层。
23、优选地，所述静电喷涂的工艺参数为：静电电压为60kv～70kv，喷枪口离金属基材的距离为10cm～20cm，喷涂角度为70°～90°，喷涂压力为0.4mpa～0.7mpa。
24、优选地，所述烘烤固化在温度为190℃～220℃的条件下进行，烘烤固化的时间为5min～20min。
25、一种如上所述的粉末涂料用于金属防腐的应用。
26、本专利技术的有益效果是：本专利技术的超双疏氧化石墨烯微粒具有优异的疏水性和疏油性，且其制备方法简单。本专利技术的粉末涂料形成的涂层具有超双疏效果，且耐腐蚀性好、粘附性强，适合进行大规模工业化应用。
27、具体来说：
28、1)本专利技术的粉末涂料能够在绝大部分基材表面构筑超双疏表面，与利用电化学或激光刻蚀的方法构筑超双疏表面相比，大幅降低了制备难度，极大地提高了超双疏材料的应用范围，同时，静电粉末喷涂的形式具有无voc释放的优点，更加符合绿色环保的理念；
29、2)本专利技术的粉末涂料形成的超双疏表面能够有效降低材料表面与水滴或油污的接触，提高了基体的耐腐蚀性能，减缓了基体表面的腐蚀和老化速度，延长了器件的使用寿命，同时，超双疏表面还具备良好的自清洁性能，对于固体污染物的清洁更加高效便捷，能够很好地节省维护费用，具备良好的应用前景，此外，氧化石墨烯本身具备的特殊大片径比和优异的机械性能，还可以增强涂层的耐腐蚀性能和粘附性能。
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1.一种超双疏氧化石墨烯微粒，其特征在于，组成包括氧化石墨烯微粒、二氧化硅颗粒和含氟硅烷；所述二氧化硅颗粒原位生长在氧化石墨烯微粒表面；所述含氟硅烷接枝在氧化石墨烯微粒和二氧化硅颗粒表面。
2.根据权利要求1所述的超双疏氧化石墨烯微粒，其特征在于：所述氧化石墨烯微粒的粒径为1μm～50μm；所述二氧化硅颗粒的粒径为0.5μm～50μm；所述超双疏氧化石墨烯微粒的粒径为1μm～150μm。
3.根据权利要求1或2所述的超双疏氧化石墨烯微粒，其特征在于：所述含氟硅烷为全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三氯硅烷中的至少一种。
4.一种如权利要求1～3中任意一项所述的超双疏氧化石墨烯微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述硅源为硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、硅酸钠中的至少一种；步骤1)所述醇类溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇中的至少一种；步骤1)所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氨水、氢氧化钾溶液中的至少一种。
6.根据权利要求4或
7.一种粉末涂料，其特征在于，由聚合物粉末和权利要求1～3中任意一项所述的超双疏氧化石墨烯微粒组成；所述超双疏氧化石墨烯微粒在粉末涂料中的质量百分含量为5％～40％；所述聚合物粉末包括以下质量份的组分：50份～100份的树脂、5份～10份的固化剂、20份～50份的颜填料和3份～8份的助剂。
8.根据权利要求7所述的粉末涂料，其特征在于：所述树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂中的至少一种。
9.一种如权利要求7或8所述的粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚合物粉末和超双疏氧化石墨烯微粒混匀，再进行挤出、压片、磨粉和筛分，即得粉末涂料。
10.一种如权利要求7或8所述的粉末涂料用于金属防腐的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种超双疏氧化石墨烯微粒，其特征在于，组成包括氧化石墨烯微粒、二氧化硅颗粒和含氟硅烷；所述二氧化硅颗粒原位生长在氧化石墨烯微粒表面；所述含氟硅烷接枝在氧化石墨烯微粒和二氧化硅颗粒表面。
2.根据权利要求1所述的超双疏氧化石墨烯微粒，其特征在于：所述氧化石墨烯微粒的粒径为1μm～50μm；所述二氧化硅颗粒的粒径为0.5μm～50μm；所述超双疏氧化石墨烯微粒的粒径为1μm～150μm。
3.根据权利要求1或2所述的超双疏氧化石墨烯微粒，其特征在于：所述含氟硅烷为全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三氯硅烷中的至少一种。
4.一种如权利要求1～3中任意一项所述的超双疏氧化石墨烯微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述硅源为硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、硅酸钠中的至少一种；步骤1)所述醇类溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇中的至少一种；步骤1)所述碱溶液为氢氧化钠溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔纲，李抒傲，张景文，赖德林，车淳山，万先兰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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