氧化石墨烯改性丙烯酸树脂涂层的制备及性能研究
有机硅改性丙烯酸树脂涂料的制备及性能
为 以 正 丁 醇 、 二 甲苯 为 混 合
） 树 脂涂 料 ，实 验证 明其 防 垢 的性 表 １加 入 甲基 丙 烯酸 甲酯 、丙 烯 溶剂 ，钛 白粉 为 颜料 与改 性树 脂 能好于丙烯酸树脂涂料 。 酸丁 酯 、乙 烯基 三 乙氧 基硅 烷 、
树 脂 的疏水 性 、耐 热性 、耐 低温 法 和物 理共混法 ，但是 ，采用物
但 是 ，其耐 水性 、耐 热性 、渗 透 性 、透 气性 和 丙烯酸 树 脂的 粘结 理 法 改性 产物 的性 能 在大 多数 情 率 、以及表 面张 力较 差 。有机 硅 树 脂以ｓ一 一ｉ ｉ ｓ为主链 ，ｓ一 ０ ０ ｉ 键能
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐｒ ｐ ｒ ｉ ｓｏ ｉ ｃ ｎ ｏ ｉ ｅ ｒ ｌ ｓｎ ｆ ｒＣｏ ｔｎ ｓ ｅ ｒ ｔｏ ｎ ｏ ｅ ｔｅ ｆＳ ｌ ｏ ｅＭ ｄ ｆ ｄＡｃ ｙ ｉ Ｒｅ ｉ ｏ ａ ｉ ｇ ｉ ｉ ｃ
Ｔ ＡＮ ｕ ， ＡＮＧ ｅｉ ａ ， Ｊ ｎ Ｐ Ｗ － ｏ ＺＨＡＮＧ ｉ ｔ Ｚｈ— ｗｅｉＷ Ａ Ｎ Ｊａ ｇ ｉ ， ｉ— ｕ
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｓ ｌｃ ｎ ｏ ｉｉ ｄ ａ ｒ ｌｃ ｒ ｓｎ ｒ ｙ ｔ ｅ ｉ ｅ ｎ ｅ ｈ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｏ ｉ ｏ ｅ ｙ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｅ ｍ ｄ ｆｅ ｃ ｙ ｉ ｅ ｉ ｓ ｗｅ ｅ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｄ ｕ ｄ ｒｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔｏ ｆ ｎ ｔ ｇ ｎ ｂ ｉ ｒ ｕ ｉ ｇ ｍ ｅ ｈ ｌｍ ｅｈ ｃ ｙ ａ ｅ ｂ ｔ ｌａ ｒ ｌ ｔ ｎ ｃ ｙ ｉ ｃ ｄ ａ ｏ ｏ ｒ ， ｉ ｙ ｒｅ ｈ ｘ ｉ ｎ ｓ ｓｌ ｏ ｓｎ ｔ ｙ ｔ ａ ｒ ｌ ｔ ， ｕ ｙ ｃ ｙ ａ ｅ ａ ｄ ａ ｒ ｌ ａ ｉ ｓｍ ｎ ｍｅ ｓ ｖ ｎ ｌ ｉ ｔ ｏ ｙ ｓｌ ｅ ａ ｉ ｃ ｎ ｃ ｔ ａ ｉ ｉ ｔｒ ｄ ａ ｅ ， ｚ ｂ ｓ ｓ ｂ ｔ ｒ ｎ ｔｉ ｓｉ ｉ ａ ｏ ． ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｆ ｈ ｓｎ ｃ ａｉ ｇ ｗｅ ｅｔ ｓ ｅ ． ｅｒ ｓ ｌ ｎ ｅ ｍｅ ｉ ｔ ｓ ａ ｏ ｉｉ ｏ ｕ ｙ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｔ ｔ ｒ Ｔｈ ｒ ｐ ｒｉ ｅ ｒ ｉ ｏ ｔ ｒ ｔｄ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｒｅ ｉ ｅ ｏ ｔ ｅ ｎ ｅ ｓ ｏ ａ ｅｃ ａ ｎ ａ ｘ ｅ ｌ ｎ ａ ｉ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｎ ｔ—ｏ ｌ ｇ ｅ ｆ ｃ ． ｈ ｗｓｔ ｔ ｈ ｏ ｔ ｇ ｈ ｓｅ ｃ ｌ ｔ ｓｃｐ ｒｏ ｍ ｎ ｅ ａ ｄ ａ ｉｆ ｕ ｉ ｆｅ ｔ ｈ ｔ ｉ ｅ ｂ ｎ ｎ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｓｌ ｏ ｅ ａ ｒ ｌ ｅ ｉ ； ｏ ｉ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ ｃ ｎ ； ｃ ｙ ｉ ｒ ｓｎ ｍ ｄ ｆ ｄ ｉ ｃ ｉ
石墨烯在涂料领域中的应用_沈海斌
Vol.35No.8第35卷第8期涂料技术与文摘石墨烯在涂料领域中的应用Application of Graphene in Paint沈海斌，刘琼馨，瞿研(常州第六元素材料科技股份有限公司，江苏常州213000)摘要：石墨烯是一种新型的单层片状结构的碳纳米材料，具有高比表面积、良好的导电、导热性、优异的化学稳定性、突出的力学性能等，使其在导电涂料、重防腐涂料中具有广泛的应用前景，不仅能提高导电性或耐盐雾性能，同时还能进一步降低涂层厚度，增加对基材的附着力，提升涂料的耐磨性。
关键词：石墨烯；涂料；导电；防腐中图分类号：TQ630.4文献标识码：A文章编号：1672-2418(2014)08-0020-040引言石墨烯（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料，是一种由碳原子以ｓｐ２杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。
石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至２００４年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈・海姆和康斯坦丁・诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，２人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得２０１０年诺贝尔物理学奖［１－３］。
石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收２．３％的光；导热系数高达５３００Ｗ／ｍ・Ｋ，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过１５０００ｃｍ２／ｖｓ，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约１０－８Ω・ｃｍ，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料［４－９］。
因此，石墨烯同时具有高比表面积、快速导电性、优异的化学稳定性、突出的力学性能、高导热性等性能。
石墨烯因其优良的性能，其在涂料中的应用主要在于导电涂料、防腐涂料、阻燃涂料、导热涂料和高强度涂料等。
目前，石墨烯在国内已形成工业化生产能力，如常州第六元素材料科技股份有限公司石墨烯粉体产能已达到１００ｔ／ａ。
1石墨烯导电涂料1.1汽车静电喷涂浅色底漆目前，汽车塑料件喷涂还是采用常规的空气喷涂，空气喷涂涂料浪费严重，并且ＶＯＣ排放高，使用新型的喷涂技术，以及采用环保的新型涂料是近阶段的研究热点。
一种石墨烯改性环氧树脂及其制备方法
（19）中华人民共和国国家知识产权局（12）发明专利申请（10）申请公布号CN106810818A（43）申请公布日 2017.06.09（21）申请号CN201510857630.5（22）申请日2015.11.30（71）申请人航天特种材料及工艺技术研究所地址100074 北京市丰台区云岗北里40号院1-8（72）发明人许孔力;欧秋仁;嵇培军;夏雨;王国勇;张庆辉;张帅（74）专利代理机构代理人（51）Int.CIC08L63/00;C08K9/02;C08K9/04;C08K7/00;C08K3/04;权利要求说明书说明书幅图（54）发明名称一种石墨烯改性环氧树脂及其制备方法（57）摘要本发明提出一种石墨烯改性环氧树脂及其制备方法，本发明通过在环氧树脂添加了特定工艺制备的还原-氧化石墨烯，石墨烯在具有较高电导率、高剥离度的同时，也保有一定量的氧化基团，这些基团与环氧树脂之间具有较强的相互作用，增加了石墨烯与环氧基体之间的相容性，对石墨烯的分散有显著的增强作用。
本发明采用特殊配比和工艺制备得到的石墨烯，具有更高的氧碳比、更多的含氧基团以及更高的剥离程度，在使用抗坏血酸作为还原剂时，其还原反应无毒且较为温和，提高氧化剂高锰酸钾加入量，或者降低还原剂抗坏血酸的加入量，可以提高石墨烯的基团残留量，通过控制氧化剂与还原剂的用量比来控制石墨烯的基团残留程度。
法律状态法律状态公告日法律状态信息法律状态2017-06-09公开公开2017-06-09公开公开2017-06-09公开公开2017-07-04实质审查的生效实质审查的生效2017-07-04实质审查的生效实质审查的生效2019-09-13授权授权权利要求说明书一种石墨烯改性环氧树脂及其制备方法的权利要求说明书内容是....请下载后查看说明书一种石墨烯改性环氧树脂及其制备方法的说明书内容是....请下载后查看。
丙烯酸树脂／丙烯酸柱撑水滑石纳米复合材料的结构和性能研究
／ ｉ ， ０ ｍ ｍ ｎ 用拉力 试样机 测试 涂膜 的拉伸 强度
及断裂伸长率 。
嬉 ｌ
堪
蔷
２ ３ 丙 烯酸 树 脂／ 烯 酸 柱 撑 水 滑 石 复 合材 料 热 学 ． 丙
性 能 的测试
裁 取 一 小 块 涂 膜 试 样 ， Ｎ Ｔ Ｓ Ｈ 一２０ Ｃ 差 示 扫 描 量 在 Ｅ ＺＣ ０Ｐ
Ｒｅ ｉ ／Ｍ ｇ —Ａｌ—ＡＡ — ＬＤＨ ｓ Ｎａ ｏ ｏ ｐ ｓｔ ｓｎ ｎ ｃ ｍ ｏ ｉｅ
Ｚｈ ｏ Ｗ ｅ ａ ｉ
（ ｏｌ ｅｆＣ ｅ ｓｙａｄＣ ｅ ｃｌ ｎ ｉ ｅｉ ， ｉｎａ ｇＮ ｒ ｌ ｎ ｅ ｉ ， ｉｎａ ｇ Ｓ ａ ｘ ７ ２ ０ Ｃ ｉ ） Ｃ ｌｇ ｈｍｉｒ ｎ ｈｍｉ ｇｎ ｒ ｇ Ｘａ ｙｎ ｏｍａ Ｕ ｉ ｒ ｔ Ｘ ａｙ ｎ ， ｈ ｎｉ １００， ｈｎ ｅ ｏ ｔ ａＥ ｅ ｎ ｖ ｓｙ ａ
１ １ 实验试 剂 和仪 器 ．
丙烯 酸 （ Ａ） 丙 烯 酸 丁 酯 （ Ａ） 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 Ａ 、 Ｂ 、
（ ＭＭＡ） 丙 烯 酸 甲 酯 （ 、 ＭＡ） 辛 烷 基 酚 聚 氧 乙 烯 醚 （ Ｐ一１ ） 、 Ｏ ０ 、
十二烷基 苯磺 酸钠 （ Ｂ ） 过 硫 酸钾 （ ： 为化 学 纯 ， ＤＳ 、 ＫＳ０ ） 均 市售 ； 双羟基复合金 属氧化物 （ Ｄ 、 —Ａ 水滑石 ： Ｌ Ｈ） Ｍｇ Ｉ 自制 。
ｘ 射 线 衍 射 仪 Ｄ ｍ ｘ一２ ０ Ｐ 型 ： ／ａ ２０ Ｃ 日本 ； ｒ ７型 拉 力 Ｐ 一１ 试 验 机 ： 大 国 际仪 器 股 份 有 限公 司 ； Ｒ Ｓ Ｉ Ｅ一 １ 红 外 光 宝 Ｐ ＩＴＧ ２ Ｘ
加入 丙烯酸柱撑 水 滑石 ， 层 间的丙 烯酸 根能 够参 与 聚合 反 其 应， 使水 滑石 均匀地分散 在树脂 中 ， 可有 效改善 树脂 的物 理化 学性 能 ， 赋予其 特殊 性 能 ， 并 因而 丙烯 酸 树脂／ 烯酸 柱撑 水 丙
环氧树脂的改性及其水性化研究
环氧树脂的改性及其水性化研究环氧树脂是一种重要的高分子材料，具有优异的力学性能、化学稳定性和电气性能等。
然而，环氧树脂也存在一些缺点，如脆性大、易开裂、耐候性差等，这些问题限制了环氧树脂的应用范围。
因此，对环氧树脂进行改性和水性化研究，提高其综合性能和扩大应用领域具有重要意义。
环氧树脂的改性和水性化研究是当前高分子材料领域的热点之一。
在改性方面，研究者们通过引入新型的改性剂和制备方法，改善环氧树脂的韧性和耐候性。
在水性化方面，研究者们将环氧树脂制成水性涂料或水性胶黏剂等，以降低有机挥发物(VOC)的排放和改善作业环境。
然而，现有的改性和水性化方法仍存在一些问题。
如改性剂的添加可能会影响环氧树脂的力学性能和化学稳定性，制备过程也较为复杂。
在水性化方面，由于水性环氧树脂的耐水性和耐候性较差，限制了其应用范围。
环氧树脂的改性主要涉及共聚、共混、交联和扩链等方法。
其中，共聚是常见的改性方法之一，通过在环氧树脂的主链上引入柔性的链段，改善环氧树脂的韧性和耐候性。
共混则是将两种或多种类型的环氧树脂混合在一起，以获得综合性能优异的改性环氧树脂。
交联和扩链则通过增加环氧树脂的分子量，提高其力学性能和化学稳定性。
环氧树脂的水性化是通过引入特定的亲水基团，将环氧树脂制成水性涂料或水性胶黏剂等。
这不仅可以降低VOC的排放，改善作业环境，还可以扩大应用领域，如水性涂料、水性木器漆、水性胶黏剂等。
实现环氧树脂水性化的方法主要有两种：乳化和非乳化法。
乳化法是通过乳化剂的作用，将疏水的环氧树脂颗粒分散在水中，形成稳定的水分散液。
非乳化法则是在环氧树脂中引入亲水基团，使其直接溶于水中。
本研究采用文献综述和实验研究相结合的方法。
通过对国内外相关文献进行梳理和分析，了解环氧树脂改性和水性化的研究现状以及存在的问题。
然后，根据文献综述的结果，设计并实施了一系列实验，以验证改性剂对环氧树脂性能的影响以及不同制备工艺对环氧树脂水性化的影响。
材料设计大赛PPT课件
.
7
展望
本实验制备出的材料可应用于各类涂料，自清洁，应用范围广阔。
如光催化自清洁涂料：二氧化钛由于自身的光催化作用，使得涂层表面保 持清洁；耐老化涂料：二氧化钛对UV起到屏蔽剂的作用，使得材料使用周期增 大；抗菌防霉内墙涂料：纳米二氧化钛由于其光催化性有抑菌作用，且二氧化 钛无毒，可净化空气；还可应用于耐磨涂料、特殊纳米界面涂料等涂料中，涂 料更趋近功能化。
在丙烯酸树脂的基础上,加入以氧化石墨烯包覆改性的纳米二氧化钛,增大纳米二 氧化钛在基料中的分散能力,同时提高了涂层材料的耐腐性能.丙烯酸树脂成本低廉， 纳米二氧化钛、石墨烯制备简单、来源广泛，使得涂料成本降低。
.
10
项目创新
传统外墙涂料的缺 点： 耐老化性差
寿命短（一般五年内） 附着力较低
耐沾污能力不足
项目组成员：蒋琪、邹睿、黄智
指导老师：张敬雨
主 目 录 CONTENTS
项目背景
实施方案
总结
1
3
5
2
4
项目Ideal
可行性分析
.
2
第一部分
项目背景
涂料的发展及现有问题 研究意义 展望
外墙涂料的发展及其现状
近几年，涂料的发展在全球迅速。2014年，全球涂料产量达到约3800万t， 产值近1000亿欧元。与早年的增长模式不同，自2012年以来，全球涂料产量增速 超过GDP增速。
紫外可见分光光考虑到涂料在使用周期下降后雨水冲击过大戒者在丌同地方比如在干燥雾霾严重的城市对涂料表面有一定的污渍沉积戒者雾霾粉尘在涂料表面的堆积我们与门设计了一个水槽延流系统管身pvc材质轻使用寿命长绿色环保用它来及时清理由于外界表面污染物造成的涂料浸渍和耐腐蚀性能的影响
丙烯酸改性有机硅树脂涂层表面微结构的制备与表征
丙烯酸改性有机硅树脂涂层表面微结构的制备与表征高海平;蔺存国;王利;周娟;宋泓清【摘要】采用丙烯酸类单体对含可聚合双键的有机硅预聚物进行改性,合成丙烯酸改性有机硅树脂.使用三乙烯四胺固化后,涂层表面形成规律性的微结构形貌,微结构的存在使得改性树脂涂层表面的静态水接触角比纯硅树脂的大,疏水性增强.当有机硅预聚物与丙烯酸类单体含量比为1∶1、丙烯酸类单体中丙烯腈含量为15％～25％时,改性树脂涂层表面微结构形貌规律性较好.海水浸泡实验表明,丙烯酸改性有机硅树脂涂层表面微结构形貌较稳定,且附着力较好,可适应长期海水浸泡环境.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2014(044)002【总页数】5页(P12-16)【关键词】丙烯酸改性;有机硅树脂;表面微结构;制备【作者】高海平;蔺存国;王利;周娟;宋泓清【作者单位】海洋腐蚀与防护重点实验室,中国船舶重工集团公司第七二五研究所,山东青岛266101;海洋腐蚀与防护重点实验室,中国船舶重工集团公司第七二五研究所,山东青岛266101;海洋腐蚀与防护重点实验室,中国船舶重工集团公司第七二五研究所,山东青岛266101;海洋腐蚀与防护重点实验室,中国船舶重工集团公司第七二五研究所,山东青岛266101;海洋腐蚀与防护重点实验室,中国船舶重工集团公司第七二五研究所,山东青岛266101【正文语种】中文【中图分类】TQ630.7+2海洋污损生物的附着会增加船底表面粗糙度，使船舶的航速下降、燃油消耗量增加(最高可达30%)，还会增加海水管道输送阻力［1］;同时，这些生物还会分泌出有机酸，使船底钢板及水下设施的腐蚀破坏加剧、使用寿命明显缩短，影响船舶的安全性［2］。
传统的防污涂料是利用涂料中释放出的铜、锡、汞、铅等毒料来杀死海生物的，这虽然能减少海生物的污损，但有害物质的释放给生态环境和人类健康造成了危害［3］。
目前，许多国家相继制定了限制或禁止使用毒性防污涂料的法规或条例［4］，因此开发新型无毒、安全高效的防污产品已迫在眉睫，其中防污表面微结构的开发是目前海洋无毒防污材料的一个重要发展方向［5－6］。
羟基改性丙烯酸树脂的制备及性能研究
羟基改性丙烯酸树脂的制备及性能研究苏涌;杜文功;张羽翔;胡玫;陈中华【摘要】研究采用化学方法将三甲氧基硅烷甲酸作为功能型改性试剂制备羟基改性丙烯酸树脂.考察了改性树脂酯化工艺和乳化工艺操作条件对树脂涂膜性能的影响,确定了适宜的操作条件:酯化温度90℃、水与有机相比例1.5:1、黏度在2100之下时,此时可得到稳定体系的羟基改性丙烯酸树脂乳液,其涂膜耐高低温性、耐候性、耐溶剂、附着力等性能比改性前有显著提升.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2018(036)011【总页数】6页(P1734-1739)【关键词】羟基丙烯酸树脂;有机硅;改性【作者】苏涌;杜文功;张羽翔;胡玫;陈中华【作者单位】国家建筑装修材料质量监督检验中心,郑州 450047;河南省产品质量监督检验院,郑州 450047;河南省产品质量监督检验院,郑州 450047;郑州轻工业学院能源与动力工程学院,郑州 450000;河南省化工产品质量监督检验中心,郑州450047;华南理工大学化学与化工学院,广州 510000【正文语种】中文【中图分类】TQ630水性丙烯酸类乳液涂料，由于其较低的VOC挥发，在不同领域用途较为广泛，但其不耐溶剂、不耐水、高低温涂膜力学性质较差，因此应用受到一定程度限制［1］.通过对丙烯酸类树脂进行接枝改性，根据用途赋予其乳液新的功能特性，如耐高低温、耐冲击、耐溶剂等，是当前水性涂料研究的重点方向［2-3］.羟基丙烯酸树脂的改性方法有物理和化学两种方式.物理方法是通过机械匀质搅拌将功能型添加剂与丙烯酸树脂混合，该方法虽然操作简便、环境负荷较低，但机械共混体系的稳定性有待进一步改进；化学改性是通过化学键接枝功能型官能团，得到新的聚合物体系，改性效果较好［4-5］.有机硅化合物具有优良的高（低）温稳定性、耐水、增韧等特性［6］，将有机硅基团接枝引入丙烯酸树脂中，改善树脂的耐候性、耐溶剂性、强度等［7］.本文采用三甲氧基硅烷甲酸作为功能型改性试剂，通过有机硅化合物的羧基（-COOH）与丙烯酸树脂的羟基（-OH）进行酯化反应生成-COO-基团，将三甲氧基硅接入羟基丙烯酸树脂，提高羟基改性树脂的耐高低温性、耐候性、耐溶剂、涂膜附着力等.通过对酯化反应和树脂乳化工艺控制分析，得到适宜的乳化操作条件，并比较树脂改性前后乳液的涂膜性质，分析其改性后的性能提升［8-9］.1 实验部分1.1 主要试剂羟基丙烯酸树脂（Neocryl B-725，Mw=55 000，固含量＞98%，羟值78 mg KOH/g，Tg：63 ℃）；三甲氧基硅烷甲酸（AR，南京联硅化工有限公司）；二丁基锡二月桂酸酯（AR，南通艾德化工）；三乙胺、乙酸乙酯（AR，阿拉丁试剂）；聚氧乙烯十二烷基醚（EMULGEN 104P，上海花王化学有限公司）；聚氧乙烯烷基醚（EMULGEN 707，上海花王化学有限公司）.乙酸乙酯（EA）精制流程：在EA中加入适量乙酸酐，滴加数滴浓H2SO4，加热回流，脱除CH3CH2OH等杂质后进行蒸馏，馏出组分以适量无水硫酸镁干燥，过滤后得到无水EA.1.2 羟基改性丙烯酸树脂的合成通过丙烯酸树脂上的-OH与三甲氧基硅烷甲酸的-COOH进行反应，达到有机硅化合物对丙烯酸的羟基改性，反应式为：称取适量的羟基丙烯酸树脂置于四口烧瓶内，加入除杂脱水后的EA，搅拌均匀，依据树脂的羟值加入三甲氧基硅烷甲酸，加料量［-COOH］∶［OH］≈1∶1，开启冷凝回流，在N2保护下升温，恒压滴液漏斗滴加二丁基锡二月桂酸酯催化反应，反应一段时间后得到羟基改性的有机硅丙烯酸酯［10］.1.3 羟基改性丙烯酸树脂纯化有机相用饱和的NaHCO3溶液洗涤至中性，过滤，用3倍水相体积的乙酸乙酯进行萃取，合并有机相，使用无水MgSO4静置6 h进行干燥，过滤后减压旋蒸除去有机溶剂即可得到纯化后的改性树脂［11］.1.4 改性丙烯酸树脂乳液制备将适量羟基有机硅改性丙烯酸树脂（或未改性的Neocryl B-725树脂）溶于EA 中，调整体系黏度，加热至适当温度，加入乳液中质量分数10%的复配型乳化剂m（EMULGEN 707）∶m（EMULGEN 104P）=1∶5，在高速剪切（转速为6000 r/min）下将复配型乳化剂和羟基有机硅改性树脂混合均匀，乳化过程温度85℃，同时缓慢加入适量去离子水，之后保温继续高速搅拌1 h，使树脂体系完成相转变，形成匀质稳定的水性乳化体系，控制真空度，减压旋蒸将体系中的EA蒸出（有机相可回收循环利用）.待水性树脂体系冷却至室温后，通过三乙胺（TEA）调整体系的中和度，pH为8.5左右，提高水性乳液的稳定性.一般来讲复配型乳化剂在降低乳液粒径的同时，也在一定程度上提高乳液稳定性和涂膜的水/油耐受性［12-13］.1.5 涂膜制备乳液配方1：适量的羟基改性丙烯酸乳液，加入质量分数0.3%的水性流平剂，质量分数0.2%的水性消泡剂，质量分数4.5%纳米级Al2O3，质量分数2.5%异氰酸酯类固化剂，匀质搅拌［14］.乳液配方2：适量的未改性Neocryl B-725树脂乳液，加入质量分数0.3%的水性流平剂，质量分数0.2%的水性消泡剂，质量分数4.5%纳米级Al2O3，质量分数2.5%异氰酸酯固化剂，匀质搅拌.基材用溶剂清洁干净，乳液1#、2#分别雾化喷涂于基材上，80℃烘箱中干燥2 h，测定其涂膜性能［15］.1.6 改性树脂性质测定1.6.1 红外光谱表征对羟基改性及未改性的树脂进行红外光谱分析测试.1.6.2 热重分析对羟基改性丙烯酸树脂进行热重分析［16］，条件：温度35～600℃，升温速率15℃/min，N2气氛，流速40 mL/min.1.7 乳液稳定性测试改性树脂乳液在室温下进行离心测试，离心转速为3000 r/min，观测离心后乳液的分层情况，判定水性乳液的稳定性.1.8 涂膜性能测试将1#、2#乳液涂料分别雾化喷涂至基材烘干成膜后，根据相关标准对成膜性能进行测试，如表1所示.表1 涂膜主要性能测试Tab.1 Main performance tests of the coating测试项目附着力/级硬度/H标准GB/T 1720—1979 GB/T 6739—2006测试项目耐候性耐水性/h标准GB/T 1865—2009 GB/T 1733—1993测试项目耐化学试剂/d标准GB/T 1763—19792 实验结果与讨论2.1 羟基改性树脂表征2.1.1 红外分析利用涂膜法对改性前后的羟基丙烯酸树脂进行FI-IR测试［17］，红外谱图见图1.图中a为改性前的羟基丙烯酸树脂，在3500～3550 cm-1左右出现-OH的特征吸收峰；b为羟基改性后的功能型树脂.两组曲线对比可知b曲线上3500 cm-1处的-OH吸收峰显著减弱，在2900～3000 cm-1处出现三甲氧基硅（-Si-（OCH3）3）强吸收峰，这说明改性聚合物中含有-Si（CH3）的特征官能团，且几乎不含游离-OH，可直接证明丙烯酸树脂上的-OH与有机硅化合物的-COOH反应基本完全，有机硅官能团已经接枝成功，得到羟基改性有机硅聚丙烯酸树脂.2.1.2 热重分析对羟基改性树脂进行热重分析（TG），如图2.由图可知，在＜200℃范围内，试样失重＜5%，这可能是由于试样中的残余的溶剂挥发；在200～550℃范围内，此时试样质量损失速率加快，这是由于高分子聚合物受热至一定温度后开始快速分解；当温度＞550℃后，试样质量基本稳定，其质量余量约18%为有机硅改性聚合物的最终碳化产品.TG分析曲线可间接证明聚合物中接枝反应的有机硅组分.图1 羟基树脂改性前（a）和改性后（b）的红外图谱Fig.1 The Infrared spectra before（a）and after（b）modification of hydroxyl resin2.2 改性树脂制备工艺对乳液及涂膜性能的影响2.2.1 反应温度理论而言，在羟基丙烯酸树脂改性接枝有机硅化合物时，反应温度的升高，有利于接枝过程的进行.对改性树脂合成温度进行单因素分析其对水性乳液的机械稳定性和涂膜性能（配方1#）的影响，相关数据见表2.图2 羟基改性聚丙烯酸树脂热重曲线Fig.2 Thermogravimetric curve of hydroxyl-modified acrylic resin随着改性树脂合成温度的升高，在保证水性乳液稳定前提下最大稀释倍率和附着力先升高后又降低趋势，耐水性先减小再增大.由于升温有助于接枝率的提高，聚合物亲水性增加，水稀释倍率增加，亦可说水溶性和稳定性增加，但不利于涂膜的耐水性.反应温度升高，接枝聚合过程的副反应也会增加，不利于反应的正向进行.另外，提高接枝温度，树脂酯化改性的内聚力增大，附着力也随之提高，而当温度超过某一限制值时，接枝酯化反应效率降低，其内聚力也随之降低，故采用液相悬浮法制备改性树脂的反应温度可控制在90℃.表2 改性树脂反应温度对乳液及涂膜性能影响Tab.2 The effect of modified resin reaction temperature on the performances of emulsion and coating反应温度/℃70 80 90水稀释倍率0.67 1.25 4.23耐水性/h 66 41 19附着完好性/%77 85 97反应温度/℃100 110水稀释倍率2.17 1.76耐水性/h 28 34附着完好性/%92 892.2.2 反应时间对乳液及涂膜性能的影响在保持其他反应条件不变（反应温度、催化剂用量等）的情况下，对制备羟基改性丙烯酸树脂的反应时间进行单因素试验，分析其反应时间对水性乳液稀释倍率和涂膜主要性质影响，相关数据见表3.表3 改性树脂反应时间对乳液及涂膜性能影响Tab.3 The effect of modified resin reaction time on the performances of emulsion and coating反应时间/h 1.5 3 4.5水稀释倍率0.85 1.64 2.19耐水性/h 67 31 17附着完好性/%78 82 96反应时间/h 6 7.5水稀释倍率1.91 1.78耐水性/h 20 21附着完好性/%91 88 在反应时间增长初期，反应速率较快，活性反应基团浓度较高，有机硅化合物在不断进行接枝反应，4.5 h反应基本趋近平衡，随着反应时间延续，副反应增加，不利于酯化接枝持续反应［18］.由表3数据可知，反应时间的延长对乳液和涂膜性能影响的趋势与反应温度相似.有机硅亲水基团增加，乳液稀释倍率和附着力提高，但不利于涂膜的耐水性，故树脂改性反应时间宜控制在4.5 h左右.2.3 乳化工艺对乳液及涂膜性能影响2.3.1 水相与有机相比例对乳液性能的影响改性树脂经纯化后，通过相反转法制备羟基改性树脂乳液，此过程中，加入的水相和有机溶剂间的比例控制至关紧要.适宜的比例可保证乳液相转变状态时的稳定性.若水相质量过低，极易导致相转变不充分，在脱除有机溶剂时，破乳分层；若水相比例偏高，乳液的固含量显著降低，后期雾化喷涂成膜效果将变差，不利于乳液的实际应用.大量研究显示，乳液中水相最优比例为65%～80%（质量）.实验过程中通过调节改性树脂乳液制备过程中水相与有机相质量比（1∶1，1.5∶1，2∶1）发现，当比例控制在1.5∶1时，乳液的表观颜色由白色变为淡蓝色（丁达尔效应），经验判断此时乳液的粒径大小适宜.综合乳液微粒、固含量等因素考虑，水相与有机相的质量比可控制在1.5∶1. 2.3.2 改性树脂溶液黏度对乳液性能的影响改性树脂溶液的黏度要在一定范围内，才能制得体系稳定的乳液.在高速匀质乳化过程中，溶液黏度对剪切力的影响非常重要，若溶液黏度偏大，树脂在高速搅拌过程中不易发生形变、解离，则乳化过程施加的剪切力将增大；若黏度过低，匀质乳化所提供的有效剪切力难以将树脂粒径细化，液相体系乳化效果不达标，乳液不稳定.改性树脂黏度可通过固含量和乳化温度两种方式进行控制调整［19］.实验中首先调整改性树脂溶液的固体含量进而调节体系黏度，固含量在10%～50%时，所制备的羟基改性丙烯酸乳液体系稳定性、涂层附着力数据见表4.改性树脂固含量在10%～40%时，其溶质浓度变化幅度对乳液稳定性影响并不显著，涂膜的附着力有所增长；当固含量＞40%，体系中出现絮状物，离心后体系分层.故体系黏度控制在46～1946 mPa·s（25℃），可得到较为稳定的乳液，成膜附着力较好；当固含量达到40%时，基材上的乳液涂膜附着力最优.表4 黏度-固含量对乳液性质影响Tab.4 The effect of viscosity-solid content on emulsion properties附着力/附着力/固含量/%10 20 30黏度/（mPa·s，25 ℃）46 93 557乳液外观乳白色淡蓝微弱蓝色级 2 1 1机械稳定性稳定稳定稳定固含量/%40 50黏度/（mPa·s，25 ℃）1946 3377乳液外观边缘泛蓝絮状物级 1 -机械稳定性稳定分层2.4 不同乳液配方的涂膜性能分子结构中含有Si元素的有机化合物，大都兼具有机和无机双重特性［20］，其表面张力低、粘温系数小、气体渗透性高等基本性质，还具有耐高低温、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、低毒和生化惰性等特质.有机硅应用于涂料等工业的多为有机聚硅氧烷，侧链接入不同官能团，如引入长直链烷基，可提高憎水性；引入乙烯基，可通过引发剂交联聚合；引入活性位点，可用于高附加值改性化学中间体制备［21］.将改性树脂与未改性树脂分别配制成乳液涂料，对其涂膜进行性能测试.2.4.1 附着力及硬度附着力是涂膜与基材间的结合紧密程度参数，是衡量涂膜对基材的保护能力及涂膜使用寿命的重要指标.涂膜与基材间的扩散、物理结合力、化学键力及材料间的静电对附着力都有一定影响.涂膜的硬度代表了阻止异物污染基材的阻力，是保护基材性能的主要指标.涂膜的配方组成和固化程度是影响硬度的主要因素.表5是两组配方的硬度和附着力的相关测试数据.表5 涂膜主要性能Tab.5 The main performances of coating涂膜性能固含量/%附着力/级硬度/H配方1#试样1 27.8试样2 28.1配方2#试样1 29.1试样2 28.8 0 4 0 4 3 3 2 3由表中数据可知，配方1#改性树脂试样1、2对基材的附着力达到0级，硬度等级4H；未改性的试样附着力在2～3之间，硬度等级3H，这说明羟基改性引入有机硅/氧基团后，水性树脂涂膜对基材的附着力和硬度有显著改善.2.4.2 耐溶剂涂膜喷涂于基材表面，保护基材表面性质，因此要求涂层具有耐水、耐多种溶剂的特性.根据表6相关数据可知，改性后树脂乳液涂膜，基本不溶于甲苯、丙酮、四氢呋喃（THF），耐溶剂天数＞30 d.未改性的树脂涂膜，其耐溶剂、耐酸碱、耐水的性能远低于改性树脂.甲苯、丙酮、THF作为常规有机溶剂，对大多数有机物均有较好的溶解性能，有机硅基团接枝改性可显著提高涂膜的耐溶剂程度.一般而言，水性乳液涂料的耐水性不太理想，有机硅基团中间的-CH3也有一定的憎水作用，可在一定程度上提高水性乳液涂膜的耐水性.表6 涂膜耐化学试剂Tab.6 Chemical resistance of coating d溶剂甲苯丙酮四氢呋喃配方1#试样1＞30＞30＞30溶剂试样2＞30＞30＞30配方2#试样1＞10＞10＞7试样2＞10＞10＞7 0.5%NaOH 0.1 mol/L HCl H2O配方1#试样1 11 21≈2/3试样2 10 20≈2/3配方2#试样1 8 16-试样2 8 17-2.4.3 耐候性评价涂膜的耐候性，需要将涂膜样件置于自然环境中，进行多种气候因素（光照、雨水侵蚀、O3、辐射等）对涂膜性能影响，以此分析涂膜性质，但这种评价过程时间周期较长，不可控变量较多，不能及时得到涂膜相关性能参数.LUV紫外加速老化箱，通过紫外灯光照射、水喷淋、循环风等条件对自然环境进行模拟，对涂膜物理性能：破坏斑点、变色、粉化、裂痕、鼓泡及剥落等进行定性评价，提高耐候性分析的效率.相关研究表明，人工加速老化的评价结果与自然条件下老化的结果基本相符.由表7数据可知（以“0～5”的数字等级来评定破坏程度和数量，“0”代表无破坏，“5”代表破坏严重），改性树脂涂膜几乎无老化现象、耐候性良好，未改性树脂涂膜局部出现脱落、粉化、整体变色.有机硅基团的接枝引入，显著提高了改性树脂乳液涂膜的耐候性能.表7 涂膜耐候性Tab.7 Weather resistance of coating物理性能斑点变色粉化配方1#试样1试样2配方2#试样1试样2配方1#试样1试样2配方2#试样1试样2 0 0 0 0 0 0 2黄局部3黄局部物理性能裂痕鼓泡脱落0 0 0 0 0 0 0 1局部0 1局部3 结论采用三甲氧基硅烷甲酸作为功能型改性试剂，将三甲氧基硅接入羟基丙烯酸树脂，控制适宜的酯化反应和树脂乳化工艺条件：酯化温度90℃、水与有机相比例1∶1.5、黏度在2100之下，可得到稳定体系的羟基改性丙烯酸树脂乳液，改性后的乳液涂膜性能有显著提升.【相关文献】［1］来水利，王晶丽，李文韬，等.水性羟基丙烯酸树脂的合成及其性能研究［J］.热固性树脂，2016，31（1）：1-5.［2］王莉.改性羟基丙烯酸树脂分散体制备研究及双组分聚氨酯涂料应用［D］.长沙：湖南大学，2017.［3］槐抗抗，谷琦琦，郭何云，等.石墨烯改性水性丙烯酸树脂涂料的制备与性能［J］.材料保护，2017，50（1）：40-44.［4］闫福安，官仕龙.涂料树脂合成及应用［M］.北京：化学工业出版社，2008.［5］祝晚华，刘琦焕，范春娟.不饱和聚酯树脂改性研究新进展［J］.绝缘材料，2011，44（2）：34-38.［6］崔建东，李培礼，罗闯，等.有机硅改性水性聚酯的制备与性能［J］.现代化工，2018，38（4）：160-164.［7］王慧茹，王鑫，赵雄燕.水性丙烯酸树脂的改性及应用［J］.应用化工，2018，47（2）：365-368.［8］赵维，齐署华，周文英.有机硅改性丙烯酸树脂乳液的合成及性能研究［J］.化工新型材料，2006，34（10）：55-58.［9］SANTHOSH P，VASUDEVAN T，GOPALAN A，et al.Preparation and properties of new cross linked polyurethane acrylate electrolyters for lithium batteries［J］.Journal of Power Sources，2006，160（1）：609-620.［10］徐成书，同晓妮，苏广召，等.水性聚氨酯的有机硅改性研究进展［J］.印染，2018，44（12）：52-55.［11］易翔，杨辉琼，钟萍，等.环氧改性丙烯酸系亲水涂料的研究［J］.材料保护，2007，40（7）：49-51.［12］杨妍，崔艳艳，苏嘉辉，等.耐水性有机硅改性自交联丙烯酸乳液的合成［J］.高分子材料科学与工程，2018，34（8）：31-36.［13］EI-MOLLA M M.Synthesis of polyurethane acrylate oligomers as aqueous UV-curable binder for ink of inks jet in textile printing and pigment dyeing［J］.Dyes and Pigments，2007，74（2）：371-379.［14］庞金兴，熊焰，张朝灿，等.纳米SiO2/有机硅/聚丙烯酸酯复合乳液的合成［J］.武汉理工大学学报，2001，23（12）：16-19.［15］史志超，童身毅.丙烯酸接枝不饱和聚酯水性杂化涂料的制备及性能［J］.现代涂料与涂装，2008，11（5）：1-3.［16］尹朝辉，张洪涛，林柳兰.聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的新进展［J］.涂料工业，1998，28（12）：31-34.［17］赵海洲，倪春花，于良民，等.侧链悬挂辣素衍生结构丙烯酸树脂的合成及抗菌性能研究［J］.功能材料，2018，49（7）：7134-7137.［18］傅旭明.有机硅橡胶改性丙烯酸树脂的疏水性研究［J］.华东科技（综合），2018（6）：335.［19］韩小可，马剑英.高固含量低黏度羟基丙烯酸树脂的制备［J］.塑料科技，2018，46（7）：51-54.［20］张娜，胡立红，周永红.硅改性酚醛树脂研究现状［J］.热固性树脂，2018，33（4）：61-65.［21］F·桑德迈尔，G·勒塞尔，M·普拉瑟.制备有机聚硅氧烷的方法.中国：CN107001636A ［P］.2017-08-01.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氧水 （ Ｈ Ｏ ２ ， ３ ０ ， ＡＲ） 、 甲基 丙 烯 酸 甲 酯 （ ＭＭＡ， Ｃ Ｐ ） 、 丙 烯 酸 丁酯 （ Ｂ Ａ， Ｃ Ｐ ） 、 丙烯 酸 （ ＡＡ， Ｃ Ｐ ） 、 苯乙烯 （ Ｓ Ｍ， Ｃ Ｐ ） ， 国药集 团 化 学 试 剂 有 限公 司 ； 浓盐 酸 （ ＨＣ Ｉ ， ３ ５ ， Ａ Ｒ） ， 上 海 申翔 化 学 试 剂 有 限公 司 ； 甲 基 丙 烯 酸 羟 乙酯 （ ＨＥ ＭＡ， Ａ Ｒ） ， 阿 拉丁 ； 偶 氮二异丁腈 （ ＡＩ Ｂ Ｎ， ＡＲ） ， 天 津市 博迪 化工 有限公 司 ； 无水 乙 醇（ Ａ Ｒ） ， 江苏彤晟化学试剂有限公司 。
ｃ ｏｍ ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ １ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｏｆ ＧＯ ｗａ ｓ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂｙ ＸＲＤ ， ＦＴ— Ｉ Ｒ ，Ｒａ ｍａ ｎ， ａｎ ｄ ｔ ｈｅ ｍｏ ｒ ｐ ｈｏ ｌ ｏ ｇｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏｆ ｇｒ ａ—
聚现象 ， Ｔ Ｅ Ｍ 图明显地表明 Ｇ Ｏ 和 丙 烯 酸 树 脂 两 者 具 有 良好 地相容性 。
１ ０ ｇ ＧＯ水 分 散 液 （ ２ ｍｇ ／ ｇ ） 加 入 到 四 口烧 瓶 中 ， 在 Ｎ ｚ 、 冷 凝 水
第 ８期
刘莉莉等 ： 氧 化 石 墨烯 改 性 丙 烯 酸 树 脂 涂 层 的制 备 及 性 能 研 究
・ １ ８ ５・
Ｇ Ｏ在丙烯酸树脂 当中的分散情 况 ， 采 用 ＴＥ Ｍ 来 观 察 样 品 的
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｇｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｎ ｅ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ（ ＧＯ） ｗａ ｓ ａ ｄ ｄ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ａ ｃ ｒ ｙ ｌ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｓ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ａ ｃ ｒ ｙ ｌ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ＧＯ
ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｈ ａ ｄ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｄ ｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｇ０．
泛 地 研 究 ］ ， 是 聚 合 物 理 想 的 增 强 和 功 能 材 料 。 氧 化 石 墨 烯 （ Ｇ Ｏ） 作 为石墨烯 的前驱 体 ， 其表 面存 在 大量 含氧基 团， 不 仅 使 其 在 聚 合 物 基 体 中得 到 良好 的 分 散 ， 并 且 提 供 了大 量 反 应 活性点 ， 从 而 和 聚合物 形成 稳 定 的化学 键『 ３ ］ 。本 研 究 以 Ｇ Ｏ
１ ． ２ Ｇ ｏ 的 合 成
采 用 Ｈｕ ｍｍｅ ｒ ｓ 法 制备 Ｇ ０。 首 先 ， 将 ３ ｇ石 墨 ， ３ ｇ Ｐ ２ Ｏ５ ，
３ ｇ Ｋ Ｓ 。 ０ 。 加 入到 ４ ０ ｍＬ浓 硫 酸 中 ， 混合液 ８ Ｏ ℃反 应 ５ ｈ后 ， 将
反 应 液 冷 却 至 室温 ， 用 去 离 子 水 洗 涤 至 中 性 得 到 预 氧 化 物 Ａ；
性进 行测试 ， 结果表明 ， 相对 于纯丙烯酸树脂而言 ， 添 加 了少 量 Ｇ Ｏ 的 丙烯 酸 树 脂 ， 其热学性能更加稳定 ， 硬 度 也 有 较 大 的
提高， 附 着 力 以及 耐 酸 碱 性 能 都 有 较 大 的 改善 关键词 氧化石墨烯 ， 丙烯 酸 树 脂 ， 复 合 材 料
ｐ ｈ ｅ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｗａ ｓ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｓ Ｅ Ｍ ａ ｎ ｄ ＴＥＭ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ＧＯ ｗａ ｓ ｄ ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ｓ ｅ ｄ ｗｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｒ ｙ ｌ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｍａ ｔ ｒ ｉ ｘ ． Ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｒ ｙ ｌ ｉ ｃ ｌ ａ ｔ ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗａ ｓ ｃ ｏ ａ ｔ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ， ｍｅ —
摘 要 以氧 化 石 墨烯 （ Ｇ Ｏ） 作 为 增 强 相 加 入 到 丙烯 酸 树 脂 中制 备 ＧＯ ／ 丙烯 酸树 脂 复 合 材 料 。 用 Ｘ射 线 衍 射 、 红 外
光谱 、 拉 曼光 谱 对 ＧＯ 结 构 进 行 表 征 ， 用扫 描 电 镜 、 透 射 电镜 对 ＧＯ 以及 复合 材 料 形 貌进 行观 察 ， 发现 Ｇ Ｏ 在 丙烯 酸 树 脂 中 分散 状 况 良好 。 另 外 ， 将 所 制 备 的 丙烯 酸 复 合 乳 液涂 覆 在 马 口铁 片 上 成 膜 ， 对 复 合材 料 的 附 着 力 、 热 学、 力学、 以及 耐 酸 碱
作 为增 强 相 ， 将 其 加 入 到 丙 烯 酸 酯 类 单 体 中 合 成 ＧＯ／ 丙 烯 酸
树 脂 复合 材 料 。通 过 加 入 不 同含 量 的 Ｇ Ｏ 来 研 究 丙 烯 酸 树 脂 的性 能 ， 特别是力 学和热学性能 。
其次 ， 将１ ． ５ ｇ Ａ缓慢加入到 ５ ０ ｍＬ浓 硫 酸 中 ， 冰水 浴 搅 拌 大 约
进行后处理 ； 最 后 超 声 分 散 得 到 ＧＯ水 分 散 液 。
１ 实 验 部 分
１ ． １ 原料
天然 鳞片石墨 （ ３ ２ ５目 ， 纯度 ≥９ ９ ） ， 南 京 先 丰 纳 米 材 料 科 技 有 限公 司 ； 高锰 酸钾 （ ＫＭｎ Ｏ ， Ａ Ｒ） 、 五氧 化二 磷 （ Ｐ ０ ， ＡＲ ） 、 过硫酸钾 （ Ｋ Ｓ ２ Ｏ ， ＡＲ） 、 浓硫 酸（ Ｈ。 Ｓ Ｏ ， ９ ８ ， ＡＲ ） 、 双
３ ０ ｍｉ ｎ ， 然后将 ６ ｇ ＫＭｎ Ｏ 缓 慢 加 入 并 维 持 温 度 在 １ Ｏ ℃ 以下 ，
２ ｈ后 ， 将反应转移至 ３ ５ ℃水 浴 中 反应 １ ｈ ， 再加入 １ ０ ０ ｍＬ蒸 馏 水使温度升 至 ９ ８ ℃， 反应 １ ５ ｍｉ ｎ ， 将反应液倒 人一定蒸 馏水 中 并 滴 加 Ｈｚ ０ 。 直 至变为亮黄色 ， 然 后通过 离心 、 透 析 对 反 应 液
Ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ ａ ｃ ｒ ｙ ｌ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎｇ ｍｏ ｄ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｂ ｙ ｇ ｒ ａ ｐ ｈｅ ｎ ｅ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ
Ｌｉ ｕ Ｌｉ ｌ ｉ Ｄｏ ｎｇ Ｒｕ ｉ 。
ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｗａ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｈ ａ ｄ ａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｈ ｅ ｓ ｉ ｏ ｎ， ａ ｃ ｉ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ
形貌 。
ＧＯ在 丙 烯 酸树 脂 中 良好 地 分 散 并 且 使 其 热 稳 定 性 提 升 。
２ ． ２ ． ３ Ｇ Ｏ／ 丙烯 酸 树 脂 的 力 学性 能
图６ （ ａ — ｃ ） 是Ｇ Ｏ／ 丙烯酸树脂 纳米复合材料的 Ｔ Ｅ Ｍ 图， 图 ６ （ ａ ） 是 Ｇ Ｏ在丙烯酸树脂 中的整体分布图 ， 可 以看 到 Ｇ Ｏ 在 基 体 树 脂 中 的 分散 状 况 良好 ， 图６ （ ｂ － ｃ ） 是 ＧＯ 在 丙 烯 酸 树 脂 中 的局部 图 ， 可 以看 到 ＧＯ在 树 脂 中能 够 较 好 地 伸 展 开 来 ， 部 分 Ｇ Ｏ颜色较深 ， 比较 昏 暗 ， 这 是 由于 Ｇ Ｏ片层较 薄 ， 局 部 出 现 团
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｎ ｅ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ， ａ ｃ ｒ ｙ ｌ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ， ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ
丙 烯 酸 树 脂 由 于 具 有 良好 的 性 能 而 被 广 泛 应 用 于 涂 料 ， 粘 合 剂 等 领 域 中 。但 其 组 成 结 构 较 简 单 ， 在耐 水性 、 硬度、 耐 磨性 、 热稳定性 、 附 着力 等方 面还不 能尽 如人 意＿ １ ］ ， 因 此 限 制 了它更为广泛地应用 。 石墨烯作为一种新 的纳米 材料 ， 自被 发 现 以来 就 以 优 异
ｃ ｈａ ｎｉ ｃ ａ ｌ ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ， ａ ｄｈｅ ｓ ｉ ｏｎ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｉ ｄ ａ ｎｄ ａ ｌ ｋａ ｌ ｉ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ． Ｔ ｈｅ ｓ ｔ ｕｄｙ ｐ ｒ ｏ ｖｅ ｄ ｔ ｈａ ｔ ， ｃ ｏ ｍ ｐａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｐ ｕｒ ｅ ａ ｃ ｒ ｙ ｌ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ， ｔ ｈｅ
第 ４ ４卷 第 ８ 期
２ ０ １ ６年 ８月
化工新Fra bibliotek型材
料
Ｖ０１ ．４ ４ Ｎｏ． ８
・ １ ８３ ・
Ｎ ＥＷ ＣＨ ＥＭ Ｉ Ｃ ＡＬ Ｍ Ａ ＴＥＲＩ ＡＬＳ
氧化 石 墨烯 改 性 丙 烯 酸 树 脂 涂 层 的制 备及 性 能研 究
刘 莉 莉 董 锐
（ １ ． 常 州 大学材料 科 学与工程 学院 ， 常州 ２ １ ３ １ ０ ０ ； ２ ． 盐城 工学 院化 学与 生物 工程 学院 ， 盐城 ２ ２ ４ ０ ５ １ ）