一种石墨烯吸波涂料及其制备方法与流程

本发明涉及吸波涂料，具体涉及一种石墨烯吸波涂料及其制备方法。

背景技术：

1、石墨烯吸波涂料，采用微米级羰基铁粉吸波剂、碳化硅陶瓷系吸波剂、多晶铁纤维吸波剂等吸波剂复配与协同作用在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率。筛选合适的粘结成膜材料，结合特殊制造工艺制备的石墨烯吸波涂料可以有效吸收不同频率的电磁波，并具有抗机械磨损，抗紫外线、质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。

2、现有技术中，随着科技的发展，对电磁波的吸收和屏蔽需求日益增加，现有的吸波涂料在性能上存在一定的局限性，另外，随着吸波涂料的使用环境不同，吸波涂料的性能变化较大，因此吸波涂料在不同温度环境下的附着力性能和耐候性也需要进一步研究和改进。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯吸波涂料，包括石墨烯、环氧树脂、氯醋树脂、2,4-甲苯二异氰酸酯、羟基丙烯酸、氧化剂、消泡剂、流平剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、抑泡剂、吸波剂和无机颜料，各成分按重量配比为：石墨烯30-50份、环氧树脂15-25份、氯醋树脂40-20份、2,4-甲苯二异氰酸酯5-6份、羟基丙烯酸5-6份、氧化剂5-8份、消泡剂1-2份、流平剂1-2份、防腐剂1-2份、分散剂3-5份、增稠剂2-3份、抑泡剂1-2份、吸波剂1-2份、无机颜料1-2份；

2、所述氧化剂为浓硫酸溶液，所述消泡剂为聚醚改性硅油，所述流平剂为烷基酚聚氧乙烯醚，所述防腐剂为1，2-苯并异噻唑啉-3-酮，所述分散剂为羟丙基甲基纤维素，所述增稠剂为羧甲基纤维素，所述抑泡剂为三烷基三聚氰胺，所述吸波剂为羰基铁粉，所述无机颜料为钛白粉。

3、一种石墨烯吸波涂料的制备方法，用于制备上述权利要求1所述的石墨烯吸波涂料，包括以下步骤：

4、步骤一、生产设备准备：生产设备包括超声分散机、粉碎机、邦定机和细粉振动筛；

5、步骤二、石墨烯改性：将石墨烯放入浓硫酸溶液中，利用强酸可以对石墨烯的表面进行氧化和蚀刻的化学特性对石墨烯进行改性，随后对改性后的石墨烯进行水洗和过滤；

6、步骤三、研磨：利用粉碎机将步骤一中水洗后的石墨烯粉碎，随后使用细粉振动筛对粉碎后的石墨烯进行过筛，得到石墨烯粉末；

7、步骤四、预混料制备：将2,4-甲苯二异氰酸酯和羟基丙烯酸均匀混合，得到聚氨酯预聚体，随后向聚氨酯预聚体中加入氯醋树脂，得到预混料；

8、步骤五、复合混料制备：利用超声分散机将环氧树脂和步骤三中制得的石墨烯粉末，以及步骤四中得到的预混料按照1:2:1的比例混合均匀，得到复合混料；

9、步骤六、复配：将消泡剂、流平剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、抑泡剂、吸波剂和无机颜料均匀混合，并在粉碎机中粉碎，制得预混料颗粒；

10、步骤七、邦定：将步骤五中制得的复合混料和步骤六中制得的预混料颗粒依次加入邦定机中进行邦定；

11、步骤八、筛分：对步骤七中邦定结束后的粉末颗粒进行筛分，制成所需粉末涂料。

12、本发明进一步的设置为，所述步骤二中，浓硫酸溶液的浓度为18.4mol/l，浓硫酸溶液的温度为80℃，在改性的过程中，石墨烯表面的碳原子被氧化成含氧官能团，在氧化的过程中，将活性含氧基团引入到石墨烯上，为以后的功能化改性提供了活性反应位点，丰富了功能化改性的手段，从而有效提高改性石墨烯与溶剂、聚合物的相容性。

13、本发明进一步的设置为，所述步骤三中，筛分时选用细粉振动筛的目数为200目，细粉振动筛孔径为0.05mm。

14、本发明进一步的设置为，所述步骤四中，预混料制备的具体过程为：将2,4-甲苯二异氰酸酯倒入羟基丙烯酸中，利用超声分散机超声分散20-25min，得到聚氨酯预聚体，然后在聚氨酯预聚体中加入氯醋树脂，共混，80℃恒温搅拌2h得到预混料，使其混合均匀，石墨烯吸波涂料的粘结成膜材料采用聚氨酯树脂搭配氯醋树脂的粘结成膜体系，可以在保证涂料物化性能同时对涂装基材有足够的附着力，氯醋树脂的添加，使得涂料对碳钢、铸铁、铝合金、锌合金、不锈钢具有优异附着力，物化性能，耐腐蚀性能提高明显。

15、本发明进一步的设置为，所述步骤五中，复合混料制备的具体过程为，将环氧树脂和步骤三中制得的石墨烯粉末、按照1:2的比例添加到超声分散机中，分散10-15min，随后向分散后的溶液中按照3:1的比例添加预混料，继续分散10-12min，得到复合混料。

16、本发明进一步的设置为，在邦定时，向邦定机中依次加入步骤五中制得的复合混料和步骤六中制得的预混料颗粒，利用粉末涂料颗粒在高温的作用下会由玻璃态转变为高弹态的性质，将复合混料和预混料颗粒粘结在一起，其中，邦定机的初始温度为60℃，邦定转速为800r/min、升温转速为1000r/min，邦定时间为600s。

17、本发明的有益效果如下：

18、本发明通过对石墨烯进行改性处理，使石墨烯在氧化的过程中，将活性含氧基团引入到石墨烯上，为以后的功能化改性提供了活性反应位点，丰富了功能化改性的手段，从而有效提高改性石墨烯与溶剂、聚合物的相容性，同时采用聚氨酯树脂搭配氯醋树脂的粘结成膜体系，可以在保证涂料物化性能同时对涂装基材有足够的附着力，氯醋树脂的添加，使得涂料对碳钢、铸铁、铝合金、锌合金、不锈钢具有优异附着力，物化性能，耐腐蚀性能提高明显。

技术特征：

1.一种石墨烯吸波涂料，其特征在于：包括石墨烯、环氧树脂、氯醋树脂、2,4-甲苯二异氰酸酯、羟基丙烯酸、氧化剂、消泡剂、流平剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、抑泡剂、吸波剂和无机颜料，各成分按重量配比为：石墨烯30-50份、环氧树脂15-25份、氯醋树脂40-20份、2,4-甲苯二异氰酸酯5-6份、羟基丙烯酸5-6份、氧化剂5-8份、消泡剂1-2份、流平剂1-2份、防腐剂1-2份、分散剂3-5份、增稠剂2-3份、抑泡剂1-2份、吸波剂1-2份、无机颜料1-2份；

2.一种石墨烯吸波涂料的制备方法，用于制备上述权利要求1所述的石墨烯吸波涂料，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯吸波涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，浓硫酸溶液的浓度为18.4mol/l，浓硫酸溶液的温度为80℃，在改性的过程中，石墨烯表面的碳原子被氧化成含氧官能团。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯吸波涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，筛分时选用细粉振动筛的目数为200目，细粉振动筛孔径为0.05mm。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯吸波涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，预混料制备的具体过程为：将2,4-甲苯二异氰酸酯倒入羟基丙烯酸中，利用超声分散机超声分散20-25min，得到聚氨酯预聚体，然后在聚氨酯预聚体中加入氯醋树脂，共混，80℃恒温搅拌2h得到预混料。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯吸波涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，复合混料制备的具体过程为，将环氧树脂和步骤三中制得的石墨烯粉末、按照1:2的比例添加到超声分散机中，分散10-15min，随后向分散后的溶液中按照3:1的比例添加预混料，继续分散10-12min，得到复合混料。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯吸波涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤七中，在邦定时，向邦定机中依次加入步骤五中制得的复合混料和步骤六中制得的预混料颗粒，利用粉末涂料颗粒在高温的作用下会由玻璃态转变为高弹态的性质，将复合混料和预混料颗粒粘结在一起，其中，邦定机的初始温度为60℃，邦定转速为800r/min、升温转速为1000r/min，邦定时间为600s。

技术总结本发明涉及吸波涂料技术领域，具体涉及一种石墨烯吸波涂料及其制备方法，本发明通过对石墨烯进行改性处理，使石墨烯在氧化的过程中，将活性含氧基团引入到石墨烯上，为以后的功能化改性提供了活性反应位点，丰富了功能化改性的手段，从而有效提高改性石墨烯与溶剂、聚合物的相容性，同时采用聚氨酯树脂搭配氯醋树脂的粘结成膜体系，可以在保证涂料物化性能同时对涂装基材有足够的附着力，氯醋树脂的添加，使得涂料对碳钢、铸铁、铝合金、锌合金、不锈钢具有优异附着力，物化性能，耐腐蚀性能提高明显。技术研发人员：张明远,傅娟,周立平受保护的技术使用者：广东鑫皇冠新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13