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CN111777916A - 水性石墨烯电磁屏蔽涂料及其制备方法 - Google Patents

水性石墨烯电磁屏蔽涂料及其制备方法 Download PDF

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CN111777916A CN202010808581.7A CN202010808581A CN111777916A CN 111777916 A CN111777916 A CN 111777916A CN 202010808581 A CN202010808581 A CN 202010808581A CN 111777916 A CN111777916 A CN 111777916A
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Abstract

本发明涉及水性石墨烯电磁屏蔽涂料及其制备方法，属于水性涂料的技术领域。包括A组分和B组分；所述A组分包括重量份的以下组分：石墨烯5～50份、固化剂5～15份、填料10～60份、助剂1～5份、分散剂1～20份、水10～40份；所述助剂包括消泡剂Ⅰ、消泡剂Ⅱ、流平剂和成膜助剂。所述B组分包括重量份的以下组分：水性树脂80～100份、附着力促进剂1～10份。本发明将石墨烯用于水性电磁屏蔽涂料中，克服了石墨烯易团聚的固有缺陷，石墨烯能够均匀分散，从而使得涂料具有更好的电磁屏蔽性能和其他涂料性能。

Description

水性石墨烯电磁屏蔽涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于水性涂料的技术领域，具体涉及水性石墨烯电磁屏蔽涂料及其制备方法。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。其具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯具有很高的电子迁移率，可应用于设备的电磁屏蔽、抗静电等方面。
石墨烯在非极性溶剂中表现出良好的溶解性，具有超疏水性和超亲油性。因此，石墨烯在涂料中的应用多使用在溶剂型涂料中，但这会对环境和人体造成严重的伤害。现有的水性石墨烯涂料存在着石墨烯填料易发生团聚、漆膜的附着力差等问题，这些都是急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中水性石墨烯涂料易发生团聚、漆膜附着力差等问题，本发明提供一种水性石墨烯电磁屏蔽涂料及其制备方法，以解决上述问题。
水性石墨烯电磁屏蔽涂料，包括A组分和B组分；所述A组分包括重量份的以下组分：石墨烯5～50份、固化剂5～15份、填料10～60份、助剂1～5份、分散剂1～20份、水10～40份；所述助剂包括消泡剂Ⅰ、消泡剂Ⅱ、流平剂和成膜助剂。所述B组分包括重量份的以下组分：水性树脂80～100份、附着力促进剂1～10份。
优选的，所述组分A和组分B的用量比以重量计为10:5～20。
优选的，所述固化剂为水性有机胺类固化剂，具体为EMA-3001或EH-613W中的一种或两种的混合物。
优选的，所述水性树脂为水性环氧树脂，具体为瀚森的6529。这种环氧树脂的优点为成型收缩率小，防腐性能好。
优选的，所述填料为钛白粉、防锈颜料、滑石粉、重晶石粉、云母粉中的一种或几种的混合物。
优选的，所述分散剂为Silok7036、Silok7139w、Silok7195W、OROTAN731A中的一种或几种的混合物。
优选的，所述消泡剂为TEGO 902w、TEGO 1488中的一种或两种的混合物。
优选的，所述流平剂为TEGO Twin4100。
优选的，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚、DMP、十二醇酯中的一种或者几种的混合物。
本发明还提供了一种水性石墨烯电磁屏蔽涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将占总量1/2～3/4的水加入混合罐Ⅰ中，然后加入固化剂、消泡剂Ⅰ、流平剂、分散剂，在400～800rpm转速下，充分搅拌10～20min，得初步混合液；
(2)将石墨烯和填料加入研磨仪器中，再将步骤(1)中的初步混合液加入研磨仪器，充分研磨0.5～2h；
(3)将研磨好的浆料倒入移动盘中在搅拌情况下依次加入剩余的水、成膜助剂及消泡剂Ⅱ，搅拌转速400～800rpm，搅拌0.5～1h，得A组分；
(4)按照配方的重量百分比，将树脂和附着力促进剂加入混合罐Ⅱ中搅拌混合均匀，得组分B；
(5)将步骤(3)制备的组分A和步骤(4)制备的组分B加入反应器中，在搅拌转速400～800rpm下，搅拌10～20min混合均匀；
(6)静置除泡30min左右，喷涂使用。
本发明的有益效果为：
(1)本发明将石墨烯用于水性电磁屏蔽涂料中，克服了石墨烯易团聚的固有缺陷，石墨烯能够均匀分散，从而使得涂料具有更好的电磁屏蔽性能和其他涂料性能。
(2)本发明制备的水性石墨烯电磁屏蔽涂料，采用石墨烯作为主要的功能填料，配合水性树脂的优异防腐性能，可以得到水性石墨烯电磁屏蔽涂料，该产品制备工艺简单，具有优异的防腐性能和电磁屏蔽性能。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
水性石墨烯电磁屏蔽涂料，物料用量如下：
A组分：石墨烯15份、固化剂5份、填料20份(钛白粉8份，防锈颜料5份，滑石粉3份，云母粉4份)、消泡剂Ⅰ0.5份、消泡剂Ⅱ0.5份、流平剂0.5份和成膜助剂3份、分散剂3份、水20份；
B组分；水性环氧树脂80份、附着力促进剂1.5份。
具体制备步骤如下：
(1)将15份的水加入混合罐Ⅰ中，然后加入固化剂5份、消泡剂Ⅰ0.5份、流平剂0.5份、分散剂3份，在400～800rpm转速下，充分搅拌10min，得初步混合液；
(2)将石墨烯15份和钛白粉8份、防锈颜料5份、滑石粉3份和云母粉4份加入研磨仪器中，再将步骤(1)中的初步混合液加入研磨仪器，充分研磨0.5h；
(3)将研磨好的浆料倒入移动盘中在搅拌情况下依次加入水5份、二丙二醇丁醚3份及消泡剂Ⅱ0.5份，搅拌转速400～800rpm，搅拌0.5h，得A组分；
(4)按照配方的重量百分比，将水性环氧树脂80份和附着力促进剂1.5份加入混合罐Ⅱ中搅拌混合均匀，得组分B；
(5)将步骤(3)制备的组分A和步骤(4)制备的组分B加入反应器中，在搅拌转速400～800rpm下，搅拌10min混合均匀；
(6)静置除泡30min左右，喷涂使用。
实施例2
水性石墨烯电磁屏蔽涂料，物料用量如下：
A组分：石墨烯28份、固化剂10份、填料35份(钛白粉12份，防锈颜料10份，滑石粉7份，云母粉6份)、消泡剂Ⅰ0.8份、消泡剂Ⅱ0.7份、流平剂1.0份和二丙二醇丁醚5份、分散剂4份、水30份；
B组分；水性环氧树脂90份、附着力促进剂5份。
具体制备步骤如下：
(1)将20份的水加入混合罐Ⅰ中，然后加入固化剂10份、消泡剂Ⅰ0.8份、流平剂1.0份、分散剂4份，在400～800rpm转速下，充分搅拌15min，得初步混合液；
(2)将石墨烯28份、钛白粉12份、防锈颜料10份、滑石粉7份和云母粉6份加入研磨仪器中，再将步骤(1)中的初步混合液加入研磨仪器，充分研磨1h；
(3)将研磨好的浆料倒入移动盘中在搅拌情况下依次加入水10份、二丙二醇丁醚5份及消泡剂Ⅱ0.7份，搅拌转速400～800rpm，搅拌1h，得A组分；
(4)按照配方的重量百分比，将水性环氧树脂90份和附着力促进剂5份加入混合罐Ⅱ中搅拌混合均匀，得组分B；
(5)将步骤(3)制备的组分A和步骤(4)制备的组分B加入反应器中，在搅拌转速400～800rpm下，搅拌10min混合均匀；
(6)静置除泡30min左右，喷涂使用。
实施例3
水性石墨烯电磁屏蔽涂料，物料用量如下：
A组分：石墨烯50份、固化剂15份、填料55份(钛白粉20份，防锈颜料10份，滑石粉9份，重晶石粉8份，云母粉8份)、消泡剂Ⅰ1.0份、消泡剂Ⅱ1.0份、流平剂1.0份和二丙二醇丁醚8份、分散剂5份、水40份；
B组分；水性环氧树脂100份、附着力促进剂8份。
具体制备步骤如下：
(1)将30份的水加入混合罐Ⅰ中，然后加入固化剂15份、消泡剂Ⅰ1.0份、流平剂1.0份、分散剂5份，在400～800rpm转速下，充分搅拌20min，得初步混合液；
(2)将石墨烯50份、钛白粉20份、防锈颜料10份、滑石粉9份、重晶石粉8份和云母粉8份加入研磨仪器中，再将步骤(1)中的初步混合液加入研磨仪器，充分研磨1h；
(3)将研磨好的浆料倒入移动盘中在搅拌情况下依次加入水10份、二丙二醇丁醚8份及消泡剂Ⅱ1.0份，搅拌转速400～800rpm，搅拌1h，得A组分；
(4)按照配方的重量百分比，将水性环氧树脂100份和附着力促进剂8份加入混合罐Ⅱ中搅拌混合均匀，得组分B；
(5)将步骤(3)制备的组分A和步骤(4)制备的组分B加入反应器中，在搅拌转速400～800rpm下，搅拌10min混合均匀；
(6)静置除泡30min左右，喷涂使用。
对比例
水性石墨烯电磁屏蔽涂料，物料用量如下：
A组分：石墨烯28份、异氰酸酯固化剂40份、填料35份(钛白粉12份，防锈颜料10份，滑石粉7份，云母粉6份)、消泡剂Ⅰ0.8份、消泡剂Ⅱ0.7份、流平剂1.0份和二丙二醇丁醚5份、分散剂4份、水30份；
B组分；水性丙烯酸树脂55份、附着力促进剂5份。
具体制备步骤如下：
(1)将20份的水加入混合罐Ⅰ中，然后加入水性丙烯酸树脂55份4、消泡剂Ⅰ0.8份、流平剂1.0份、分散剂4份和附着力促进剂5份，在400～800rpm转速下，充分搅拌15min，得初步混合液；
(2)将石墨烯28份、钛白粉12份、防锈颜料10份、滑石粉7份和云母粉6份加入研磨仪器中，再将步骤(1)中的初步混合液加入研磨仪器，充分研磨1h；
(3)将研磨好的浆料倒入移动盘中在搅拌情况下依次加入水10份、二丙二醇丁醚5份及消泡剂Ⅱ0.7份，搅拌转速400～800rpm，搅拌1h，得A组分；
(4)将步骤(3)制备的组分A和异氰酸酯固化剂40份加入反应器中，在搅拌转速400～800rpm下，搅拌10min混合均匀；
(5)静置除泡30min左右，喷涂使用。
将实施例1、实施例2、实施例3和对比例喷涂后的漆膜进行性能测试，具体结果如下表1：
表1-检测结果
Figure BDA0002630066680000051
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.水性石墨烯电磁屏蔽涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；所述A组分包括重量份的以下组分：石墨烯5～50份、固化剂5～15份、填料10～60份、助剂1～5份、分散剂1～20份、水10～40份；所述助剂包括消泡剂Ⅰ、消泡剂Ⅱ、流平剂和成膜助剂；所述B组分包括重量份的以下组分：水性树脂80～100份、附着力促进剂1～10份。
2.如权利要求1所述的水性石墨烯电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述组分A和组分B的用量比以重量计为10:5～20。
3.如权利要求1所述的水性石墨烯电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述固化剂为水性有机胺类固化剂，具体为EMA-3001或EH-613W中的一种或两种的混合物。
4.如权利要求1所述的水性石墨烯电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述水性树脂为水性环氧树脂，具体为瀚森的6529。
5.如权利要求1所述的水性石墨烯电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述填料为钛白粉、防锈颜料、滑石粉、重晶石粉、云母粉中的一种或几种的混合物。
6.如权利要求1所述的水性石墨烯电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述分散剂为Silok7036、Silok7139w、Silok7195W、OROTAN731A中的一种或几种的混合物。
7.如权利要求1所述的水性石墨烯电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述消泡剂为TEGO902w、TEGO 1488中的一种或两种的混合物。
8.如权利要求1所述的水性石墨烯电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述流平剂为TEGOTwin4100。
9.如权利要求1所述的水性石墨烯电磁屏蔽涂料，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚、DMP、十二醇酯中的一种或者几种的混合物。
10.水性石墨烯电磁屏蔽涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将占总量1/2～3/4的水加入混合罐Ⅰ中，然后加入固化剂、消泡剂Ⅰ、流平剂、分散剂，在400～800rpm转速下，充分搅拌10～20min，得初步混合液；
(2)将石墨烯和填料加入研磨仪器中，再将步骤(1)中的初步混合液加入研磨仪器，充分研磨0.5～2h；
(3)将研磨好的浆料倒入移动盘中在搅拌情况下依次加入剩余的水、成膜助剂及消泡剂Ⅱ，搅拌转速400～800rpm，搅拌0.5～1h，得A组分；
(4)按照配方的重量百分比，将树脂和附着力促进剂加入混合罐Ⅱ中搅拌混合均匀，得组分B；
(5)将步骤(3)制备的组分A和步骤(4)制备的组分B加入反应器中，在搅拌转速400～800rpm下，搅拌10～20min混合均匀；
(6)静置除泡30min左右，喷涂使用。
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CN112409898A (zh) * 2020-10-30 2021-02-26 广东聚石科技研究有限公司 一种防水的涂料及其制备方法和应用
CN113502108A (zh) * 2021-07-20 2021-10-15 江苏筑立建筑科技有限公司 一种石墨烯阻燃封闭涂料及其制备方法

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