本發(fā)明屬于涂料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料、及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚苯胺無(wú)毒，廉價(jià)易得，導(dǎo)電性可控，具有良好的環(huán)境和化學(xué)穩(wěn)定性以及獨(dú)特的摻雜機(jī)制，有廣泛的應(yīng)用，在防金屬腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)用尤為突出。已經(jīng)有大量工作報(bào)道了含聚苯胺填料的溶劑型、水性涂料。然而，含聚苯胺的粉末涂料的報(bào)道很少，主要是由于聚苯胺會(huì)使環(huán)氧粉末涂料過(guò)快固化。要解決這一問(wèn)題，必須對(duì)聚苯胺的摻雜度作出調(diào)整。

石墨烯具有納米片層結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和力學(xué)強(qiáng)度。以石墨烯為模板來(lái)制備功能填料，可以將功能填料原本的球狀結(jié)構(gòu)變成平面狀結(jié)構(gòu)。例如：以石墨烯模板制備聚吡咯/石墨烯復(fù)合填料，所得填料的形貌是片狀結(jié)構(gòu)，而單純聚吡咯填料是球狀結(jié)構(gòu)。(highperformancepolymers,2016,28,747)

使用片層狀填料對(duì)于提高涂層的阻隔性能有著重要作用?，F(xiàn)今，已有大量片層狀填料用于涂層中，如：蒙脫土、云母氧化鐵、玻璃鱗片等。這些填料能夠在涂層中形成迷宮結(jié)構(gòu)，使得外界不良因子透過(guò)涂層的路徑大大增加。

本專利制備了石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料，并制備了相應(yīng)的粉末涂料。該技術(shù)綜合了石墨烯的納米片層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與聚苯胺的防腐蝕特點(diǎn)，使用了特定的摻雜方法，使所得粉末涂料的涂層具有導(dǎo)電性好，防腐蝕性能好，固化速度適中，附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料的制備方法，從而得到該含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，提供以下技術(shù)方案：

一種含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在反應(yīng)器中依次加入1重量份氧化劑，0.001~1重量份石墨烯，10~1000重量份溶劑，然后滴加0.5~10重量份苯胺，于5℃~50℃反應(yīng)2~48小時(shí)，經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀物，再用十二烷基苯磺酸0.5~2wt%的稀溶液快速?zèng)_洗沉淀物，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

2)將5~100重量份的步驟1）所得填料，450~550重量份環(huán)氧樹(shù)脂，80~140重量份固化劑，200~250重量份顏填料，30~50重量份助劑，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在70~110℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

優(yōu)選的，所述的氧化劑選自三氯化鐵、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、高氯酸鉀、過(guò)氧化苯甲酰，但不局限于此。

優(yōu)選的，所述的溶劑選自水、醇類、醚類、酯類、酮類、醇醚類。

優(yōu)選的，所述的環(huán)氧樹(shù)脂選自雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、以及混合物，但不局限于此。

優(yōu)選的，所述的固化劑選自雙氰胺類、芳香族胺類、酸酐、三氟化硼絡(luò)合物、二羧酸二酰肼、咪唑類、環(huán)脒類、酚醛樹(shù)脂，但不局限于此。

優(yōu)選的，所述的顏填料選自鈦白粉、炭黑、硅微粉、沉淀硫酸鋇、云母氧化鐵、玻璃鱗片的一種或幾種的混合物，但不局限于此。

優(yōu)選的，所述的助劑為流平劑、光亮劑、消泡劑的混合物，其重量分?jǐn)?shù)如下：

流平劑為15~25份；光亮劑為10~20份；消孔劑為5~10份。

本發(fā)明的有益效果是，經(jīng)石墨烯改性的聚苯胺填料，其球狀形貌變得扁平，而且石墨烯納米片層結(jié)構(gòu)的阻隔性能好，使得所制備的粉末涂料比單純地聚苯胺粉末涂料具有更好的防腐蝕性能。該新型粉末涂料在防腐蝕、抗靜電等領(lǐng)域，在家電、五金、建材等場(chǎng)合有著廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中用石墨烯與苯胺合成的復(fù)合填料的掃描電鏡圖片。

圖2是本發(fā)明中用粉末涂料制備的涂層經(jīng)中性鹽霧實(shí)驗(yàn)1000小時(shí)后的結(jié)果，顯示涂層無(wú)脫落。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的原理是利用石墨烯具有的納米片層結(jié)構(gòu)來(lái)改性聚苯胺填料，使填料由球狀形貌變得扁平，而且石墨烯自身就很好的阻隔性能，因而，所制得的粉末涂料比單純的聚苯胺粉末涂料具有更好的防腐蝕性能。此外，本發(fā)明采用的聚苯胺的合成方法所制備的低摻雜的聚苯胺不會(huì)使環(huán)氧粉末涂料過(guò)快固化，從而保證了涂層表面良好的流平。

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。

實(shí)施例1：

在反應(yīng)器中依次加入1重量份三氯化鐵，0.001重量份石墨烯，10重量份水，然后滴加0.5重量份苯胺，于5℃反應(yīng)48小時(shí)，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀，再用十二烷基苯磺酸0.5wt%的稀溶液快速?zèng)_洗，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

將5重量份的所得填料，450重量份雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂，80重量份雙氰胺固化劑，200重量份鈦白粉，30重量份助劑，按配方比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在70℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

實(shí)施例2：

在反應(yīng)器中依次加入1重量份三氯化鐵，1重量份石墨烯，1000重量份水，然后滴加10重量份苯胺，于50℃反應(yīng)2小時(shí)，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀，再用十二烷基苯磺酸2wt%的稀溶液快速?zèng)_洗，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

將100重量份的所得填料，550重量份雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂，140重量份雙氰胺固化劑，250重量份鈦白粉，50重量份助劑，按配方比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在110℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

實(shí)施例3：

在反應(yīng)器中依次加入1重量份過(guò)硫酸銨，0.5重量份石墨烯，20重量份水，然后滴加5重量份苯胺，于27℃反應(yīng)24小時(shí)，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀，再用十二烷基苯磺酸1wt%的稀溶液快速?zèng)_洗，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

將100重量份的所得填料，500重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂，100重量份芳香胺固化劑，200重量份硫酸鋇，40重量份助劑，按配方比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在100℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

實(shí)施例4：

在反應(yīng)器中依次加入1重量份過(guò)氧化苯甲酰，0.8重量份石墨烯，20重量份乙醇，然后滴加10重量份苯胺，于25℃反應(yīng)24小時(shí)，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀，再用十二烷基苯磺酸1wt%的稀溶液快速?zèng)_洗，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

將100重量份的所得填料，500重量份酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，100重量份芳香胺固化劑，200重量份云母氧化鐵，40重量份助劑，按配方比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在100℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

實(shí)施例5：

在反應(yīng)器中依次加入1重量份過(guò)硫酸鉀，0.8重量份石墨烯，100重量份甲醇，然后滴加6重量份苯胺，于30℃反應(yīng)24小時(shí)，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀，再用十二烷基苯磺酸1wt%的稀溶液快速?zèng)_洗，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

將80重量份的所得填料，450重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂，100重量份咪唑固化劑，200重量份炭黑，40重量份助劑，按配方比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在100℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

實(shí)施例6：

在反應(yīng)器中依次加入1重量份過(guò)硫酸銨，0.5重量份石墨烯，100重量份乙酸乙酯，然后滴加1重量份苯胺，于10℃反應(yīng)48小時(shí)，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀，再用十二烷基苯磺酸1wt%的稀溶液快速?zèng)_洗，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

將80重量份的所得填料，500重量份雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂與酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的1:1混合物，120重量份環(huán)脒固化劑，250重量份玻璃鱗片，50重量份助劑，按配方比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在110℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

實(shí)施例7：

在反應(yīng)器中依次加入1重量份過(guò)硫酸銨，0.5重量份石墨烯，50重量份水，然后滴加1重量份苯胺，于50℃反應(yīng)2小時(shí)，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀，再用十二烷基苯磺酸1wt%的稀溶液快速?zèng)_洗，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

將100重量份的所得填料，500重量份雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂，100重量份固化劑，200重量份白炭黑，30重量份助劑，按配方比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在110℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

實(shí)施例8：

在反應(yīng)器中依次加入1重量份過(guò)硫酸銨，0.5重量份石墨烯，10重量份水，然后滴加2重量份苯胺，于25℃反應(yīng)24小時(shí)，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀，再用十二烷基苯磺酸1wt%的稀溶液快速?zèng)_洗，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

將50重量份的所得填料，450重量份雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂，140重量份酸酐固化劑，250重量份云母氧化鐵，30重量份助劑，按配方比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在100℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

實(shí)施例9：

在反應(yīng)器中依次加入1重量份高氯酸鉀，1重量份石墨烯，100重量份甲乙酮，然后滴加3重量份苯胺，于20℃反應(yīng)48小時(shí)，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾得沉淀，再用十二烷基苯磺酸1wt%的稀溶液快速?zèng)_洗，干燥后得到石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料；

將50重量份的所得填料，500重量份雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂，120重量份二酰肼固化劑，250重量份鈦白粉，40重量份助劑，按配方比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在110℃擠出、壓片、粉碎、過(guò)篩，得到含石墨烯/聚苯胺復(fù)合填料的粉末涂料。

上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。