本發(fā)明涉及復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料的制備方法。

背景技術(shù)：

氧化石墨烯（GO）是一種重要的石墨衍生物，具有較高的比表面能，良好的親水性及機(jī)械性能，同時(shí)氧化石墨烯存在大量的親水性官能團(tuán)，可以單獨(dú)分散在水系中形成氧化石墨烯膠體溶液；氧化石墨是片狀石墨經(jīng)深度液相氧化得到的一種層間距遠(yuǎn)大于原石墨的層狀化合物，剝離后可形成單片層結(jié)構(gòu) (即氧化石墨烯)，是石墨烯的重要派生物，氧化石墨烯具有比表面積大和離子交換能力強(qiáng)等特點(diǎn)。經(jīng)過氧化的石墨在其片層表面引進(jìn)了許多含氧基團(tuán)，如羥基、羧基、環(huán)氧基等親水活性基團(tuán)，從而使其很容易在極性溶劑中形成穩(wěn)定的單層薄片，使得氧化石墨烯能與絕大多數(shù)金屬和金屬氧化物復(fù)合得到性能優(yōu)異的復(fù)合材料。

二氧化硅粉體具有優(yōu)異的理化特性，包括有結(jié)晶型和熔融型，根據(jù)形貌還可分為球形和角形，不同的制備方式得到的二氧化硅的種類和粒徑大不相同，將二氧化硅應(yīng)用于涂料中為開發(fā)出功能性涂料開辟了新的途徑。如何選將氧化石墨烯與其它功能材料復(fù)合得到功能性強(qiáng)的復(fù)合涂料，將是本領(lǐng)域技術(shù)人員有待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明創(chuàng)新性地提出了一種氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料的制備方法，使制得的復(fù)合涂料，既具備穩(wěn)定性高、分散性好的同時(shí)，又兼具吸附甲醛、負(fù)離子清新、抗菌抑菌等功能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）以天然微米或納米石墨與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，反應(yīng)溫度為20-40℃，反應(yīng)時(shí)間為1-3h，得到氧化石墨烯漿料；

（2）取1-2g步驟（1）制得的氧化石墨烯漿料，采用水洗的方式清洗至中性；

（3）將氧化石墨烯漿料烘干，再將烘干后的氧化石墨烯漿料分散到水中，超聲，得到氧化石墨烯均勻分散液；

（4）將二氧化硅加入到步驟（3）制得的氧化石墨烯均勻分散液中，攪拌，超聲處理，離心，烘干后得到氧化石墨烯負(fù)載的二氧化硅粉末固體產(chǎn)物；

（5）將步驟（4）制得的固體產(chǎn)物加入至去離子水中，再加入水合肼溶液和濃氨水的混合溶液，攪拌均勻，水浴反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，經(jīng)水洗、離心、烘干后，得到氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料；

（6）向步驟（5）制得的氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料加入蒸餾水，進(jìn)行超聲分散，超聲功率為60-180w，超聲時(shí)間設(shè)置為3-7h，配置成氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料；

（7）將步驟（6）制得的氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料與水性聚氨酯的質(zhì)量比為1-10:100加入蒸餾水，進(jìn)行超聲分散，超聲功率為60-180w，超聲時(shí)間設(shè)置為4-8h，配置成氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料。

優(yōu)選的，所述步驟（5）中水浴反應(yīng)溫度為92-98℃，水浴反應(yīng)時(shí)間為1.5-2.5h，所述烘干的溫度為80-85℃。

優(yōu)選的，所述均勻分散液中氧化石墨烯的濃度為0.005%-1%。

優(yōu)選的，所述均勻分散液中二氧化硅的濃度為1.2%-6.5%。

優(yōu)選的，所述氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料與水性聚氨酯的質(zhì)量比為1-10:100。

與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明公開了一種氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料的制備方法，使制得的復(fù)合涂料，既具備穩(wěn)定性高、分散性好的同時(shí)，又兼具吸附甲醛、負(fù)離子清新、抗菌抑菌、低溫遠(yuǎn)紅外等功能。

該制備方法中，氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合，石墨烯具有優(yōu)異的低溫遠(yuǎn)紅外、抑菌、吸附、抗紫外線等功能，二氧化硅有優(yōu)異的釋放負(fù)離子、抗菌抑菌、抗紫外線等功能。氧化石墨烯是疏水性物質(zhì)，易于團(tuán)聚，將二氧化硅與氧化石墨烯復(fù)合，既可改善氧化石墨烯的分散性，同時(shí)可發(fā)揮氧化石墨烯、二氧化硅的低溫遠(yuǎn)紅外、抗菌抑菌、吸附、抗紫外線及釋放負(fù)離子的功能。

利用該制備方法制備的氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料，產(chǎn)量高，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

一種氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）將2g天然微米或納米石墨與強(qiáng)氧化劑高錳酸鉀、硝酸反應(yīng)得到氧化石墨烯漿料，反應(yīng)溫度為20℃，反應(yīng)時(shí)間為1h；

（2）取1g步驟（1）制得的氧化石墨烯漿料，采用水洗的方式清洗至中性；

（3）將清洗至中性的氧化石墨烯漿料烘干，再將烘干后的氧化石墨烯漿料分散到200ml的水中，超聲20min，得到氧化石墨烯均勻分散液；

（4）將65g二氧化硅加入到步驟（3）制得的氧化石墨烯均勻分散液中，攪拌，超聲處理使二氧化硅分散均勻，超聲30min后，離心，70℃烘干后得到氧化石墨烯負(fù)載的二氧化硅粉末固體產(chǎn)物；

（5）將步驟（4）制得的固體產(chǎn)物加入至去離子水中，再加入30％體積百分?jǐn)?shù)的水合肼溶液和濃氨水的混合溶液，攪拌均勻，攪拌時(shí)間設(shè)置為10min，水浴反應(yīng)，水浴反應(yīng)溫度為92℃，水浴反應(yīng)時(shí)間為1.5h，所述烘干的溫度為80℃；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，經(jīng)去離子水沖洗、離心、70℃烘干后，得到氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料；

（6）向步驟（5）制得的氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料加入蒸餾水，進(jìn)行超聲分散，超聲功率為60w，超聲時(shí)間設(shè)置為3h，配置成氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料；

（7）將步驟（6）制得的氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料與水性聚氨酯的質(zhì)量比為5:100加入蒸餾水，進(jìn)行超聲分散，超聲功率為60w，超聲時(shí)間設(shè)置為5h，配置成氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料。

實(shí)施例2：

一種氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）將2g天然微米或納米石墨與強(qiáng)氧化劑高錳酸鉀、硝酸反應(yīng)得到氧化石墨烯漿料，反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時(shí)間為2h；

（2）取1g步驟（1）制得的氧化石墨烯漿料，采用水洗的方式清洗至中性；

（3）將清洗至中性的氧化石墨烯漿料烘干，再將烘干后的氧化石墨烯漿料分散到200ml的水中，超聲35min，得到氧化石墨烯均勻分散液；

（4）將65g二氧化硅加入到步驟（3）制得的氧化石墨烯均勻分散液中，攪拌，超聲處理使二氧化硅分散均勻，超聲35min后，離心，70℃烘干后得到氧化石墨烯負(fù)載的二氧化硅粉末固體產(chǎn)物；

（5）將步驟（4）制得的固體產(chǎn)物加入至去離子水中，再加入30％體積百分?jǐn)?shù)的水合肼溶液和濃氨水的混合溶液，攪拌均勻，攪拌時(shí)間設(shè)置為10min，水浴反應(yīng)，水浴反應(yīng)溫度為95℃，水浴反應(yīng)時(shí)間為2h，所述烘干的溫度為82℃；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，經(jīng)去離子水沖洗、離心、70℃烘干后，得到氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料；

（6）向步驟（5）制得的氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料加入蒸餾水，進(jìn)行超聲分散，超聲功率為120w，超聲時(shí)間設(shè)置為5h，配置成氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)材料；

（7）將步驟（6）制得的氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料與水性聚氨酯的質(zhì)量比為6:100加入蒸餾水，進(jìn)行超聲分散，超聲功率為120w，超聲時(shí)間設(shè)置為7h，配置成氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料。

實(shí)施例3：

一種氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）、將2g天然微米或納米石墨與強(qiáng)氧化劑高錳酸鉀、硝酸反應(yīng)得到氧化石墨烯漿料，反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為3h；

（2）、取1g步驟（1）制得的氧化石墨烯漿料，采用水洗的方式清洗至中性；

（3）、將清洗至中性的氧化石墨烯漿料烘干，再將烘干后的氧化石墨烯漿料分散到200ml的水中，超聲50min，得到氧化石墨烯均勻分散液；

（4）、將65g二氧化硅加入到步驟（3）制得的氧化石墨烯均勻分散液中，攪拌，超聲處理使二氧化硅分散均勻，超聲40min后，離心，70℃烘干后得到氧化石墨烯負(fù)載的二氧化硅粉末固體產(chǎn)物；

（5）、將步驟（4）制得的固體產(chǎn)物加入至去離子水中，再加入30％體積百分?jǐn)?shù)的水合肼溶液和濃氨水的混合溶液，攪拌均勻，攪拌時(shí)間設(shè)置為10min，水浴反應(yīng)，水浴反應(yīng)溫度為98℃，水浴反應(yīng)時(shí)間為2.5h，所述烘干的溫度為85℃；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，經(jīng)去離子水沖洗、離心、70℃烘干后，得到氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料；

（6）、向步驟（5）制得的氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料加入蒸餾水，進(jìn)行超聲分散，超聲功率為180w，超聲時(shí)間設(shè)置為7h，配置成氧化石墨烯/氧化硅復(fù)合材料；

（7）將步驟（6）制得的氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料與水性聚氨酯的質(zhì)量比為8:100加入蒸餾水，進(jìn)行超聲分散，超聲功率為180w，超聲時(shí)間設(shè)置為8h，配置成氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合涂料。

以上所述僅為發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。