水性导电涂料
石墨烯/聚酯树脂复合水性导电涂料。用Hummers法制备氧化石墨烯,经两步化学还原法得到有机分子修饰的石墨烯水溶液,加入聚酯、助剂和交联剂、催化剂,经液态共混,制备得到水性导电石墨烯涂料。该涂料具有高导电性能和力学性能,可应用于电磁屏蔽、抗静电、防腐、散热、耐磨及电子线路等领域,具有广泛的应用价值。
石墨烯改性水性环氧树脂耐磨玻璃涂料
石墨烯改性的耐磨水性玻璃涂料由两组分组成,第一组分为基体成膜物,第二组分为固化剂。其中第一组分包括改性环氧树脂20%~40%、助剂0.5%~7%、氧化石墨烯0.1%~5%、偶联剂1%~2%,其余为水(均为质量分数);第二组分是胺类固化剂。在使用前将两组分混合,其中第二组分占混合物质量分数的3%~30%。该涂料具有硬度高、耐磨性好、与玻璃基底亲和力与附着力强、耐水、耐乙醇性好,且符合环保要求。另外制备方法简便,具有重要的商业化应用价值。
石墨烯改性丙烯酸酯聚合物水泥防水涂料
用Hummers法制备的氧化石墨烯加入丙烯酸酯类聚合物乳液中,加入选用的助剂,按比例加入水泥,搅拌分散,制成氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料。该涂料显著增加了丙烯酸酯类聚合物乳液成膜的抗拉强度;提高了耐水性;此外,氧化石墨烯丰富的含氧官能团可以调节水泥水化产物晶体的生长,提高其抗拉强度和韧性。故氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料具有良好的耐久性、抗渗性以及物理力学性能,应用前景广阔。
石墨烯改性聚氨酯树脂复合水性涂料
石墨烯/水性聚氨酯纳米复合乳液
将真空脱水的聚醚多元醇(N210)和TDI反应制得聚氨酯预聚体,加入二羟甲基丙酸引入亲水羧基,加三乙胺中和盐基化,加入氧化石墨烯水溶液、去离子水和乙二胺进行乳化反应,减压蒸馏出丙酮后,滴加维生素C溶液进行原位还原反应,得到石墨烯/水性聚氨酯纳米复合乳胶树脂。该乳胶树脂可应用于静电防护、防腐涂层、建筑涂料等领域,本发明工艺简便、环保、适合大规模生产。
石墨烯/TiO2复合材料改性水性聚氨酯抗菌涂料
纳米TiO2作为光催化纳米材料的一种,有抗菌灭菌作用,但它对于可见光吸收率较低,纳米粒子趋向于聚集,大大降低了其灭菌作用。在含纳米TiO2抗菌涂料中,引入5%以下的石墨烯,明显提高涂料对可见光吸收率,并加强纳米TiO2的光催化活性和抗菌、灭菌能力,使改性后的水性聚氨酯在抗菌灭菌综合性能方面有很大提高。并且具有良好的表面性能、耐水性和力学性能。
石墨烯/聚氨酯原位聚合的水性导电涂料
石墨烯相比传统的碳系导电填料(炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维等)具有更加优异的导电性及机械性能。
用二元胺对氧化石墨烯进行氨基化改性,后用化学还原恢复石墨烯的共轭导电体系,利用石墨烯表面的—NH与—NCO封端的水性聚氨酯原位聚合,制得含石墨烯的水性聚氨酯导电涂料。
该导电涂料具有防辐射、抗静电、防腐蚀、耐磨等特性,可用于高分子材料、金属材料、纺织材料表面等方面。
用溶胶-凝胶技术制备改性石墨烯/水性聚氨酯纳米复合涂料
中国科技大学Xin Wang等于2012年在《Surface& Coatings Technology》上发表了他们的研究论文:用溶胶-凝胶技术制备改性石墨烯/水性聚氨酯复合纳米涂料,分三部分:
(1)硅烷改性石墨烯纳米薄膜制备。用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),然后对GO水分散体用水合肼化学还原成GNS,再用DCC(N,N'-二环己基碳化二亚胺)和3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)功能改性,用超声波分散1 h,在70 ℃下搅拌反应24 h,经后处理得到APTES功能改性的石墨烯纳米膜f-GNS。
(2)硅烷APTES封端的水性聚氨酯(WPU)制备。用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙二醇、一缩二乙二醇和三羟甲基丙烷混合多元醇合成PU预聚物,再和二羟甲基丙酸反应,然后加APTES反应,得到APTES封端的水性聚氨酯(WPU),产率86.3%,数均分子量28 600(GPC测定)。
(3)溶胶-凝胶技术制备f-GNS/WPU纳米复合涂料。借助超声波将f-GNS粉末分散在去离子水中制成悬浮液,将APTES封端的WPU加入其中一起混合,用三乙胺调节pH值,制成f-GNS/WPU纳米复合涂料。
用1H-NMR、FTIR、XPS、GPC、AFM、HRTEM等表征了GO、f-GNS的结构,基本验证了图中所示的分子结构式与反应过程,及f-GNS/WPU纳米复合涂料产品结构和组成。纳米复合物中的T1、T2和T3代表了单、二和三取代的硅烷键合,证实在APTES封端的WPU和f-GNS相邻的硅氧烷分子之间缩聚反应,形成共价键。