本發(fā)明涉及一種石墨烯涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著各行各業(yè)的迅猛發(fā)展，對行業(yè)的要求越來越高。水利水電、航天航空、船舶碼頭等等對建筑物和設(shè)備的外表防水防腐抗磨蝕保護都有新的要求，所遇到的各種防護的工況都變的非常復(fù)雜。另外，高科技的發(fā)展向表面保護材料也提出了新的要求，如航天航空的、艦艇船舶、深海潛艇、深海鉆探與開發(fā)等等的飛速發(fā)展，也對表面保護涂裝材料的技術(shù)性能要求越來越高，有的要求耐熱，有的要求耐沖刷，耐磨，還有的要求在低溫或高溫下正常運行。因此，現(xiàn)有的涂裝材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)在的涂裝工藝要求。作業(yè)環(huán)境也在不斷地發(fā)生變化，高溫高熱、強腐蝕等工程環(huán)境隨處可見。因此，需要一種安全、高效并能適應(yīng)各種工況要求的各種復(fù)雜環(huán)境的涂料，以防止各類水環(huán)境、酸堿環(huán)境對構(gòu)造物的腐蝕，還要能在高溫或低溫情況下使用。我們現(xiàn)在研制的樹脂基石墨烯，利用石墨烯特有的各種優(yōu)越性能，解決了上訴的涂裝難題，可以利用各種樹脂本身的技術(shù)性能，生產(chǎn)出各種適應(yīng)于各種工況的樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料，改善和提升了樹脂的性能，并具有很好的耐磨抗沖刷的技術(shù)性能，防水防腐效果非常好。

石墨烯是人們發(fā)現(xiàn)的第一種由單層原子構(gòu)成的材料，碳原子之間相互連接成六角網(wǎng)格，導(dǎo)電性、機械性能都很優(yōu)異，素來有“黑金子”之稱的石墨烯最先應(yīng)用于移動設(shè)備、航空航天、新能源電池領(lǐng)域，由于高導(dǎo)電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢也是極為突出。石墨烯在可見光下透明，但不透氣，導(dǎo)電性強、可彎折、機械強度好，這些特點在保護涂層方面能發(fā)揮很大的優(yōu)勢。作為石墨烯生產(chǎn)原料的石墨，在我國儲能豐富，我國最新的研究成果已成功突破了批量化生產(chǎn)和大尺寸生產(chǎn)這兩大難題。

另外，高性能的樹脂也發(fā)展迅速，耐高溫樹脂、耐低溫樹脂、耐磨樹脂、抗紫外線樹脂和耐各種腐蝕介質(zhì)的樹脂的各項性能指標(biāo)都有著極大的提高，這為我們利用這種高性能樹脂與石墨烯配合使用生產(chǎn)各種高性能的涂裝材料提供了更多的選擇范圍。

目前，國內(nèi)研制的石墨烯類防腐抗磨蝕材料，主要是利用已經(jīng)生產(chǎn)好的石墨烯與樹脂混合，生產(chǎn)出石墨烯類涂裝材料。它包括以下3種制備方法：(1)熔融共混。高溫下將聚合物與石墨烯熔融混合，可避免使用有機溶劑；(2)溶液共混。選擇合適的溶劑先溶解聚合物，再與石墨烯分散液均勻混合，最后除去溶劑；(3)原位聚合。將石墨烯分散到聚合物單體中，發(fā)生單體－單體間、單體－石墨烯－單體間聚合，原料通常為改性石墨烯，以提高兩者相容性。前兩種方法是使聚合物進入石墨烯內(nèi)部形成插層復(fù)合物，第3種方法是使聚合物在石墨烯上生長。三者均存在有效地使石墨烯均勻分散、抱團的難題，影響了石墨烯類涂料的各種性能，而且工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，限制了石墨烯類涂料的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于研究一種“一步法”的制造石墨烯類的防腐抗磨蝕涂料的方法，解決石墨烯在樹脂中難以完全均勻分布的難題，降低制造成本，制造廉價和各種高性能的石墨烯類防腐抗磨蝕涂料，以適用于各行各業(yè)的表面涂裝保護，使石墨烯這種高性能的材料在涂裝行業(yè)中得到充分的利用，減少能源消耗，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出貢獻。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供一種石墨烯涂料“一步法”的制備方法，將水和樹脂制成混合液，按質(zhì)量份，在每100份混合液中加入0.2～5份膨脹石墨，通過攪拌、研磨均勻后用超聲波細(xì)胞粉碎設(shè)備進行粉碎，再通過減壓蒸餾和冷凍干燥，制備成石墨烯涂料。

優(yōu)選地，所述混合液為水溶性樹脂的水溶液和/或乳化樹脂。

優(yōu)選地，當(dāng)混合液為水溶性樹脂的水溶液時，按質(zhì)量份，每100份混合液由20～80份的水溶性樹脂和80～20份的水組成。

優(yōu)選地，當(dāng)樹脂為水溶性樹脂時，按質(zhì)量份，每100份混合液由20～80份的水溶性樹脂和80～20份的水組成。

優(yōu)選地，所述乳化樹脂的制備方法如下：按質(zhì)量份：將非水溶性樹脂20～60份、水溶性樹脂30～10份、水50～30份和乳化劑0.1～1份混合后進行攪拌，即制得乳化樹脂。

優(yōu)選地，所述攪拌速度為1800轉(zhuǎn)/min以上，攪拌時間為1～2小時。

優(yōu)選地，冷凍干燥是先在溫度-5～-8℃下，預(yù)凍1～2h，使自由水固化，再在溫度-5～-8℃、真空度≤20pa條件下干燥，至樹脂基石墨烯中水分≤0.5％；制備成樹脂基石墨烯。

優(yōu)選地，粉碎過程中物料的溫度控制在35℃以下，粉碎時間為1～8小時。

優(yōu)選地，控制水和樹脂混合液的粘度在100mpa·s以下。

膨脹石墨在低粘度混合液中能更好的有效分散。水會使超聲波波長增長，擴大破碎范圍。樹脂具有一定的粘性，與超聲波的作用力共同作用，對膨脹石墨更好的進行剪切、剝離，破碎。另外，因超聲波的空化作用形成的小氣泡被樹脂膜包裹也就象把炸藥裝進了炮筒里，形成了很多小“炸彈”，這些“炸彈”會隨周圍介質(zhì)的振動而不斷運動、長大或突然爆炸。爆炸時周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時產(chǎn)生激波，有效地提高了超聲波的機械效能，提高了膨脹石墨在混合液體中制備成石墨烯的效率。

優(yōu)選地，按上述生產(chǎn)制備工藝，可以根據(jù)工況要求，選用相應(yīng)的多種樹脂進行合理搭配混合，生產(chǎn)出各種性能要求的樹脂基防腐抗磨蝕涂料。

本發(fā)明進一步提供一種由上述的制備方法獲得石墨烯涂料。

優(yōu)選地，所述石墨烯涂料中還添加增韌劑、消泡劑和流平劑。

本發(fā)明的石墨烯樹脂涂料，不是把成品石墨烯添加到樹脂中進行攪拌而成，而是通過膨脹石墨添加到樹脂中，進行破碎分散，使膨脹石墨與樹脂在混合的情況下，使膨脹石墨轉(zhuǎn)化成石墨烯。

本發(fā)明把制備的膨脹石墨與樹脂混合液，通過高速攪拌、研磨均勻后用超聲波細(xì)胞粉碎設(shè)備進行粉碎再通過減壓蒸餾和冷凍干燥，制備成石墨烯樹脂涂料。因樹脂中含有一定比例的水，各種研究成果表明，超聲波在有水情況下能產(chǎn)生更大的炮破力。另外，樹脂既是石墨烯的分散液，又是膨脹石墨的剝離劑。膨脹石墨在超聲波炮破力和樹脂粘度產(chǎn)生的剪切力的共同作用下，把膨脹石墨慢慢粉碎、撕裂、剝離而成為10層以下的石墨烯，并均勻的分布在樹脂與水的混合液體中，制備為樹脂、水、石墨烯的混合液體。

本發(fā)明在制備的石墨烯樹脂涂料按樹脂涂料的常規(guī)經(jīng)驗配方的用量摻入微量材料(如增韌劑、消泡劑、流平劑等)進行高速攪拌后，即可制備成涂料體系中的a組分。再與固化劑——即b組分配合使用。固化劑可根據(jù)相對應(yīng)的樹脂和工況要求進行選用，固化劑做為涂料體系中的b組分，其摻量根據(jù)樹脂的環(huán)氧值進行計算。

本發(fā)明的有益效果是，膨脹石墨在超聲波炮破力和樹脂粘度產(chǎn)生的剪切力的共同作用下，把膨脹石墨慢慢粉碎、撕裂、剝離而成為10層以下的石墨烯，并均勻的分布在樹脂與水的混合液體中，這種方法還簡化了石墨烯類涂料的生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本；而且生產(chǎn)的石墨烯類涂料的各種性能均得以改善。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。

本發(fā)明實施例涉及一種石墨烯樹脂涂料及其一步法的制備方法，并用該技術(shù)可用各種水溶性樹脂和非水溶性樹脂制備成各種石墨烯涂料a組分，再與固化劑組分配合制備成各種抗磨蝕防腐涂料系列產(chǎn)品。水溶性樹脂以海因環(huán)氧樹脂和水溶性酚醛樹脂為實施例，應(yīng)用該技術(shù)制備成海因環(huán)氧基石墨烯抗磨蝕涂料和水溶性酚醛樹脂基石墨烯抗磨蝕涂料，非水溶性樹脂以高粘度e44環(huán)氧樹脂和低粘度環(huán)氧樹脂牌號為6002環(huán)氧樹脂為例，應(yīng)用該技術(shù)制備成e44環(huán)氧樹脂基石墨烯抗磨蝕涂料和6002環(huán)氧基石墨烯防腐抗磨蝕涂料。各實施例中的物料均以質(zhì)量份或質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計。海因樹脂即海因環(huán)氧樹脂的簡稱。

實施例(一)

用海因環(huán)氧樹脂制備成海因樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料實施例包括以下步驟：

1、把海因樹脂溶解于水，最佳比例為海因樹脂60份，水40份，然后加入占樹脂和水總質(zhì)量的0.5％的膨脹石墨。控制水和樹脂混合液的粘度在100mpa·s以下，膨脹石墨在低粘度混合液中能更好的有效分散。水會使超聲波波長增長，擴大破碎范圍。樹脂具有一定的粘性，與超聲波的作用力共同作用，對膨脹石墨更好的進行剪切、剝離，破碎。另外，因超聲波的空化作用形成的小氣泡被樹脂膜包裹也就象把炸藥裝進了炮筒里，形成了很多小“炸彈”，這些“炸彈”會隨周圍介質(zhì)的振動而不斷運動、長大或突然炮炸。炮炸時周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時產(chǎn)生激波，有效地提高了超聲波的機械效能。

2、把海因環(huán)氧樹脂、水、膨脹石墨通過高速攪拌機把混合料攪拌均勻，攪拌時間最佳為60分鐘，然后用研磨機進行研磨，研磨最佳時間為120分鐘。

3、把攪拌均勻的混合料放入超聲波細(xì)胞破碎設(shè)備中進行破碎，在破碎過程中，破碎圓桶外圍裝有冷卻系統(tǒng)，用常溫水進行過流冷卻，使正在破碎的材料的溫度控制在35℃以下，破碎時間為1小時-8小時，使混合液制備成海因樹脂、水、石墨烯的混合液。

4、對海因環(huán)氧樹脂、水、石墨烯的混合液取樣，檢測膨脹石墨轉(zhuǎn)化石墨烯是否完全及石墨烯層數(shù)檢測和石墨烯在樹脂中的分布均勻狀態(tài)：

①膨脹石墨轉(zhuǎn)化石墨烯是否完全及石墨烯層數(shù)檢測：取500克步驟3制備的混合液，加入50％的水?dāng)嚢杈鶆?，再把摻水的混合液倒入壓力過濾器中(壓力為0.20mpa，過濾膜孔徑為20μm)經(jīng)過濾后，樹脂留在過濾器中，過濾得到的液體為水與石墨烯的混合液，再通過干燥得到石墨烯，把得到的石墨烯通過spm-9700日本島津掃描探針顯微鏡進行檢測，通過檢測膨脹石墨完全破碎，過濾得到的石墨烯層數(shù)為10層以下。

②石墨烯在樹脂中的均勻性檢測：取100克海因樹脂、水、石墨烯的混合液樣品進行干燥，使水分含量少于1％，然后把干燥得到的海因樹脂、石墨烯混合液涂抹到拋膜過的硅片上，涂層厚度20微米，用金相顯微鏡lv100d進行檢測，檢測到石墨烯在樹脂中分布均勻。

5、把破碎好的混合液進行真空減壓蒸餾，進行初步脫水，使混合料中含水量降至6％。

6、真空減壓蒸餾后的混合料，接著利用真空冷凍干燥機進行真空冷凍干燥，具體步驟為：先在溫度-5～-8℃下，預(yù)凍1～2h，使其自由水固化，防止起泡、收縮，再在溫度-5～-8℃、真空度≤20pa條件下干燥，至樹脂基石墨烯中水分≤0.5％；即制備成海因樹脂基石墨烯。

7、把制備的海因樹脂基石墨烯添加1％的聚硫橡膠、0.1％的流平劑、0.2％的消泡劑等進行高速攪拌后，進行包裝，制備成海因樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的a組分。

8、固化劑選用650聚氨酯固化劑，制備成海因樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的b組分。

9、海因樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料由a組分與b組分組成，使用時按a組分與b組分的比為100比35，混合均勻后便可涂刷到物體表面，固化后起防腐抗磨蝕保護作用。

10、海因樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的應(yīng)用與技術(shù)性能

①黏度低、工藝性好。其黏度比雙酚a型環(huán)氧樹脂制得的涂料低得多，不加稀釋劑就有很好的工藝性能，可用作無溶劑涂料、無溶劑膠黏劑、光電元件包材料等。

②熱穩(wěn)定性好，耐熱性高。其絕緣灌封料在180℃下可使用5000h以上；在130℃的使用壽命為40年。

③耐候性好。其涂料在日光或紫外線曝曬下，不易發(fā)黃和粉化。性能優(yōu)于雙酚a型環(huán)氧樹脂及丙烯酸樹脂涂料。其耐鹽霧、抗腐蝕性也很突出，可用作海洋建筑物及船舶的防污覆蓋涂料、建筑用膠黏劑等。

④在高電壓及超高壓下電性能突出，尤其是具有優(yōu)良的耐電弧性和抗漏電痕跡性，可用做耐高電壓絕緣器件。

⑤極性很強、黏度低，因而對玻璃纖維、碳纖維和多種填料都有很好的濕潤能力和粘接性，可在不降低工藝性的前提下添加大量填料，從而使線膨脹系數(shù)及成本降低。

⑥毒性小。屬環(huán)保型的涂料、可做成無毒膠黏劑。

⑦通過實施例(一)制備的海因樹脂基石墨烯抗磨蝕涂料，除了具有上述各項優(yōu)良性能外，下列的各項性能指標(biāo)都優(yōu)于海因環(huán)氧樹脂固化物本身的性能指標(biāo)，如粘結(jié)強度大于24mpa，抗壓強度大于100mpa，耐磨性能經(jīng)hkcm-120高速混凝土抗沖磨試驗機試樣沖磨7天，損耗量為零，耐酸、耐堿、耐鹽性能都大幅度提高。

實施例(二)

用水溶性酚醛樹脂制備成水溶性酚醛樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料實施例包括以下步驟：

1、把水溶性酚醛樹脂溶解于水，最佳比例為水溶性酚醛樹脂60份，水40份，然后加入占樹脂和水總質(zhì)量的0.5％的膨脹石墨。

2、把水溶性酚醛樹脂、水、膨脹石墨通過高速攪拌機把混合料攪拌均勻，攪拌時間最佳為60分鐘，然后用研磨機進行研磨，研磨最佳時間為120分鐘。

3、把攪拌均勻的混合料放入超聲波細(xì)胞破碎設(shè)備中進行破碎，在破碎過程中，破碎圓桶外圍裝有冷卻系統(tǒng)，用常溫水進行過流冷卻，使正在破碎的材料的溫度控制在35℃以下,破碎時間為1小時-8小時，優(yōu)選1.5小時，使混合液制備成海因樹脂、水、石墨烯的混合液。

4、對水溶性酚醛樹脂、水、石墨烯的混合液取樣，檢測膨脹石墨轉(zhuǎn)化石墨烯是否完全及石墨烯層數(shù)檢測和石墨烯在樹脂中的分布均勻狀態(tài)：

①膨脹石墨轉(zhuǎn)化石墨烯是否完全及石墨烯層數(shù)檢測：取500克步驟3制備的混合液，加入50％的水?dāng)嚢杈鶆?，再把摻水的混合液倒入自制的壓力過濾器中(壓力為0.20mpa，過濾膜孔徑為20μm)經(jīng)過濾后，樹脂留在過濾器中，過濾得到的液體為水與石墨烯的混合液，再通過干燥得到石墨烯，把得到的石墨烯通過spm-9700日本島津掃描探針顯微鏡進行檢測，通過檢測膨脹石墨完全破碎，過濾得到的石墨烯層數(shù)為10層以下。

②石墨烯在樹脂中的均勻性檢測：取100克酚醛樹脂、水、石墨烯的混合液樣品進行干燥，使水分含量少于1％，然后把干燥得到的酚醛樹脂、石墨烯混合液涂抹到拋膜過的硅片上，涂層厚度20微米，用金相顯微鏡lv100d進行檢測，檢測到石墨烯在樹脂中分布均勻。

5、把破碎好的混合液進行真空減壓蒸餾，進行初步脫水，使混合料中含水量降至6％。

6、真空減壓蒸餾后的混合料，接著利用真空冷凍干燥機進行真空冷凍干燥，具體步驟為：先在溫度-5～-8℃下，預(yù)凍1～2h，使其自由水固化，再在溫度-5～-8℃、真空度≤20pa條件下干燥，至樹脂基石墨烯中水分≤0.5％；即制備成水溶性酚醛樹脂基石墨烯。

7、把制備的水溶性酚醛樹脂基石墨烯添加1％的聚硫橡膠、0.1％的流平劑、0.2％的消泡劑等進行高速攪拌后，進行包裝，制備成水溶性酚醛樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的a組分。

8、固化劑選用六次甲基四胺。做為水溶性酚醛樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的b組分。

9、水溶性酚醛樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料由a組分與b組分組成，使用時按a組分與b組分的比為100比8，混合均勻后便可涂刷到物體表面，固化后起防腐抗磨蝕保護作用。

10、水溶性酚醛樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的應(yīng)用與技術(shù)性能

①水溶性酚醛樹脂其特性為用水代替大量有機溶，消除污染，降低成本。用作層壓板的粘結(jié)劑以及各種涂料組分。

②通過實施例(二)制備的水溶性酚醛樹脂基石墨烯抗磨蝕涂料，除了具有上述各項優(yōu)良性能外，下列的各項性能指標(biāo)都優(yōu)于水溶性酚醛樹脂固化物本身的性能指標(biāo)，如粘結(jié)強度大于24mpa，抗壓強度大于100mpa，耐磨性能經(jīng)hkcm-120高速混凝土抗沖磨試驗機試樣沖磨7天，損耗量為零，抗鹽霧性能提高到5000h。

實施例(三)

用低粘度環(huán)氧樹脂牌號為6002環(huán)氧樹脂制備成6002樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料實施例包括以下步驟：

1、把6002環(huán)氧樹脂制備成6002環(huán)氧乳化樹脂。制備的乳化樹脂的技術(shù)路線如下：其質(zhì)量配比用6002環(huán)氧樹脂20-60份，優(yōu)選40份：水溶性海因環(huán)氧樹脂30-10份，優(yōu)選20份：水50-30份，優(yōu)選40份。美國陶氏dowfax2a1乳化劑摻量為樹脂水總量的0.1％-1％，優(yōu)選0.5％。把樹脂、水、乳化劑混合后經(jīng)高速攪拌機(攪拌轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min)進行攪拌，攪拌時間為1-2小時，優(yōu)選1.5小時。即制得6002乳化樹脂。

2、按質(zhì)量比分，制得6002乳化樹脂100份，加占乳化樹脂0.5％的膨脹石墨。

3、把6002乳化環(huán)氧樹脂、膨脹石墨通過高速攪拌機把混合料攪拌均勻，攪拌時間最佳為60分鐘，然后用研磨機進行研磨，研磨最佳時間為120分鐘。

4、把攪拌均勻的混合料放入超聲波細(xì)胞破碎設(shè)備中進行破碎，在破碎過程中，破碎圓桶外圍裝有冷卻系統(tǒng)，用常溫水進行過流冷卻，使正在破碎的材料的溫度控制在350c以下,破碎時間為1小時-8小時，優(yōu)選1.5小時，使混合液制備成6002樹脂、水、石墨烯的混合液。

5、對6002樹脂、水、石墨烯的混合液取樣，檢測膨脹石墨轉(zhuǎn)化石墨烯是否完全及石墨烯層數(shù)檢測和石墨烯在樹脂中的分布均勻狀態(tài)：

①膨脹石墨轉(zhuǎn)化石墨烯是否完全及石墨烯層數(shù)檢測：取500克制備的6002樹脂、石墨烯、水的混合液體，加入50％的水?dāng)嚢杈鶆?，再把摻水的混合液倒入自制的壓力過濾器中(壓力為0.20mpa，過濾膜孔徑為20μm)經(jīng)過濾后，樹脂留在過濾器中，過濾得到的液體為水與石墨烯的混合液，再通過干燥得到石墨烯，把得到的石墨烯通過spm-9700日本島津掃描探針顯微鏡進行檢測，通過檢測膨脹石墨完全破碎，過濾得到的石墨烯層數(shù)為10層以下。

②石墨烯在樹脂中的均勻性檢測：取100克6002樹脂、水、石墨烯的混合液樣品進行干燥，使水分含量少于1％，然后把干燥得到的6002樹脂、石墨烯混合液涂抹到拋膜過的硅片上，涂層厚度20微米，用金相顯微鏡lv100d進行檢測，檢測到石墨烯在樹脂中分布均勻。

6、把破碎好的混合液進行真空減壓蒸餾，進行初步脫水，使混合料中含水量降至6％。

7、真空減壓蒸餾后的混合料，接著利用真空冷凍干燥機進行真空冷凍干燥，具體步驟為：先在溫度-5～-8℃下，預(yù)凍1～2h，使其自由水固化，防止起泡、收縮，再在溫度-5～-8℃、真空度≤20pa條件下干燥，至樹脂基石墨烯中水分≤0.5％；即制備成6002樹脂基石墨烯。

8、把制備的6002樹脂基石墨烯添加1％的聚硫橡膠、0.1％的流平劑、0.2％的消泡劑等進行高速攪拌后，進行包裝，制備成6002樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的a組分。

9、固化劑選用牌號為593的固化劑，包裝后制備成6002樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的b組分。

10、6002樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料由a組分與b組分組成，在使用時按a組分與b組分的比為100比12，混合均勻后便可涂刷到物體表面固化起到防腐抗磨蝕保護作用。

11、6002樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的應(yīng)用與技術(shù)性能

①6002環(huán)氧樹脂，它的粘度非常低，僅e-51環(huán)氧樹脂的十分之一，流動性好，容易施工，固化物仍保持普通環(huán)氧樹脂的一系列優(yōu)良的性能。常用于涂料、澆注、復(fù)合材料和粘合。

②6002環(huán)氧樹脂因粘度低，可以做成無溶劑型環(huán)保涂料。

③通過實施例(三)制備的6002樹脂基石墨烯抗磨蝕涂料，除了具有上述各項優(yōu)良性能外，下列的各項性能指標(biāo)都優(yōu)于6002樹脂固化物本身的性能指標(biāo)，如粘結(jié)強度大于24mpa，抗壓強度大于80mpa，耐磨性能經(jīng)hkcm-120高速混凝土抗沖磨試驗機試樣沖磨7天，損耗量為零，抗沖磨能力比碳化鎢噴涂層和鈦合金表面的抗沖磨能力強，耐酸、耐堿、耐鹽性能都大幅度提高。

實施例(四)

使用高粘度環(huán)氧樹脂，牌號為e44環(huán)氧樹脂制備成e44樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料實施例包括以下步驟：

1、把e44環(huán)氧樹脂制備成e44環(huán)氧乳化樹脂。制備的乳化樹脂的技術(shù)路線如下：其質(zhì)量配比用e44環(huán)氧樹脂20-60份，優(yōu)選35份：水溶性海因環(huán)氧樹脂30-10份，優(yōu)選25份：水50-30份，優(yōu)選40份。美國陶氏dowfax2a1乳化劑摻量為樹脂水總量的0.1％-1％，優(yōu)選0.5％。把樹脂、水、乳化劑混合后經(jīng)高速攪拌機(攪拌轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min)進行攪拌，攪拌時間為1-2小時，優(yōu)選1.5小時。即制得e44環(huán)氧乳化樹脂。

2、按質(zhì)量比分，制得e44環(huán)氧乳化樹脂100份，加占乳化樹脂質(zhì)量0.5％的膨脹石墨。

3、把e44乳化環(huán)氧樹脂、膨脹石墨混合，通過高速攪拌機把混合料攪拌均勻，攪拌時間最佳為60分鐘，然后用研磨機進行研磨，研磨最佳時間為120分鐘。

4、把攪拌均勻的混合料放入超聲波細(xì)胞破碎設(shè)備中進行破碎，在破碎過程中，破碎圓桶外圍裝有冷卻系統(tǒng)，用常溫水進行過流冷卻，使正在破碎的材料的溫度控制在350c以下,破碎時間為1小時-8小時，優(yōu)選1.5小時，使混合液制備成e44環(huán)氧樹脂、水、石墨烯的混合液。

5、對制備的e44環(huán)氧樹脂、水、石墨烯的混合液取樣，檢測膨脹石墨轉(zhuǎn)化石墨烯是否完全及石墨烯層數(shù)檢測和石墨烯在樹脂中的分布均勻狀態(tài)：

①膨脹石墨轉(zhuǎn)化石墨烯是否完全及石墨烯層數(shù)檢測：取500克制備的e44環(huán)氧樹脂、石墨烯、水的混合液體，加入50％的水?dāng)嚢杈鶆颍侔褤剿幕旌弦旱谷雺毫^濾器中(壓力為0.20mpa，過濾膜孔徑為20μm)經(jīng)過濾后，樹脂留在過濾器中，過濾得到的液體為水與石墨烯的混合液，再通過干燥得到石墨烯，把得到的石墨烯通過spm-9700日本島津掃描探針顯微鏡進行檢測，通過檢測膨脹石墨完全破碎，過濾得到的石墨烯層數(shù)為10層以下。

②石墨烯在樹脂中的均勻性檢測：取100克e44環(huán)氧樹脂、水、石墨烯的混合液樣品進行干燥，使水分含量少于1％，然后把干燥得到的e44環(huán)氧樹脂、石墨烯混合液涂抹到拋膜過的硅片上，涂層厚度20微米，用金相顯微鏡lv100d進行檢測，檢測到石墨烯在樹脂中分布均勻。

6、把破碎好的混合液進行真空減壓蒸餾，進行初步脫水，使混合料中含水量降至6％。接著把真空減壓蒸餾后的混合料，利用真空冷凍干燥機進行真空冷凍干燥，具體步驟為：先在溫度-5～-8℃下，預(yù)凍1～2h，使其自由水固化，防止起泡、收縮，再在溫度-5～-8℃、真空度≤20pa條件下干燥，至樹脂基石墨烯中水分≤0.5％；即制備成e44環(huán)氧樹脂基石墨烯。

7、把制備的e44環(huán)氧樹脂樹脂基石墨烯添加1％的聚硫橡膠、0.1％的流平劑、0.2％的消泡劑等進行高速攪拌后，進行包裝，制備成e44環(huán)氧樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的a組分。

8、固化劑選用牌號為593的固化劑，包裝后制備成e44環(huán)氧樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的b組分。

9、e44環(huán)氧樹脂基石墨防腐抗磨蝕涂料由a組分與b組分組成，在使用時按a組分與b組分的比為100比12，混合均勻后便可涂刷烯到物體表面固化起到防腐抗磨蝕保護作用。

10、e44樹脂基石墨烯防腐抗磨蝕涂料的應(yīng)用與技術(shù)性能

①環(huán)氧樹脂e44是一種重要的熱固性樹脂品種。尤其是因其具有優(yōu)良的物理機械性能、電絕緣性能、耐化學(xué)腐蝕性能、耐熱及粘接性能。用環(huán)氧樹脂e44配制的環(huán)氧樹脂膠粘劑素有“萬能膠”之稱，可廣泛應(yīng)用于化工、輕工、水利、交通、機械、電子。它粘度適中、用量最大，廣泛用于涂料、膠粘劑等。

②通過實施例(四)制備的e44樹脂基石墨烯抗磨蝕涂料，除了具有上述各項優(yōu)良性能外，下列的各項性能指標(biāo)都優(yōu)于e44樹脂固化物本身的性能指標(biāo)，如粘結(jié)強度大于24mpa，抗壓強度大于90mpa，耐磨性能經(jīng)hkcm-120高速混凝土抗沖磨試驗機試樣沖磨7天，損耗量為零，耐酸、耐堿、耐鹽性能都大幅度提高。

結(jié)論：石墨烯所具有的獨特性能使其在各個領(lǐng)域都展現(xiàn)了巨大的潛力與應(yīng)用前景，目前已成為國內(nèi)外科研的熱點。然而，石墨烯及其復(fù)合材料在涂料領(lǐng)域中的應(yīng)用，還有一些關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決，怎樣實現(xiàn)大規(guī)模、低成本制備出高質(zhì)量的石墨烯涂料，并實現(xiàn)其質(zhì)量的可調(diào)控性。石墨烯涂料功能化改性方法的創(chuàng)新，研究石墨烯與聚合物的相容性及其在涂料體系中的作用機理，為其在涂料領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，實現(xiàn)石墨烯－聚合物納米復(fù)合材料的工業(yè)化規(guī)?；铣杉捌湓谕苛项I(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用成為在涂料行業(yè)中研究的主流方向。目前，石墨烯涂料的制備方法有三種：(1)熔融共混。高溫下將聚合物與石墨烯熔融混合，可避免使用有機溶劑；(2)溶液共混。選擇合適的溶劑先溶解聚合物，再與石墨烯分散液均勻混合，最后除去溶劑；(3)原位聚合。將石墨烯分散到聚合物單體中，發(fā)生單體－單體間、單體－石墨烯－單體間聚合，原料通常為改性石墨烯，以提高兩者相容性。前兩種方法是使聚合物進入石墨烯內(nèi)部形成插層復(fù)合物，第3種方法是使聚合物在石墨烯上生長，三者均存在有效地使石墨烯均勻分散、抱團的難題，而且工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，很難實現(xiàn)工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。而本發(fā)明我們定義為“一步法”，就是將膨脹石墨與樹脂直接混合，通過攪拌、研磨、超聲波粉碎剝離，使單體－單體間、單體－石墨烯－單體間聚合，直接一步法生產(chǎn)出石墨烯涂料，徹底解決了石墨烯在涂料中抱團的現(xiàn)象和不能大規(guī)模生產(chǎn)的難題，生產(chǎn)工藝簡單，操作方便，產(chǎn)能大，質(zhì)量穩(wěn)定，降低了生產(chǎn)成本，完全無溶劑化，生產(chǎn)環(huán)保安全，可以實現(xiàn)工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。

通過上述四種實施例制備的樹脂基石墨烯抗磨蝕涂料，其特征在于保留了樹脂的各項優(yōu)良性能。并提高了粘結(jié)性能、抗壓強度和耐磨性，如粘結(jié)強度都大于24mpa，抗壓強度大于80mpa，耐磨性能經(jīng)hkcm-120高速混凝土抗沖磨試驗機試樣沖磨7天，損耗量為零。耐酸、堿、鹽性能優(yōu)良，更加證明了一步法生產(chǎn)樹脂基石墨烯的可行性。