1.本发明涉及石墨烯涂料技术领域，尤其涉及一种环保型水性石墨烯涂料及其制备方法。


背景技术：

2.石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有很大的比表面积，表面可吸附并脱附各种原子和分子。石墨烯具有独特的二维结构和高的比表面积、高的导电性、高的热导率、以及优异的耐化学稳定性等特点。氧化石墨烯(go)是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团，具有优异的物理、化学、光学、电学性质。
3.石墨烯涂料广泛应用在发热板上，但是目前的石墨烯涂料制作过程繁琐，导电性能差，并且耐磨、防水、防腐等效果，不能够满足使用需要，因此提出了一种环保型水性石墨烯涂料及其制备方法用于解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出的一种环保型水性石墨烯涂料及其制备方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种环保型水性石墨烯涂料，包括以下重量份的原料：石墨烯11-15份、颜料8-12份、消泡剂14-18份、水合硅酸镁13-17份、烷基脂肪酸酯19-23份、云母粉7-11份、硼酸17-21份、丙二醇四醚20-24份、水性氨基树脂13-17份、铁氧体粉9-13份和碳酸钙6-10份。
7.优选的，一种环保型水性石墨烯涂料，包括以下重量份的原料：石墨烯11份、颜料8份、消泡剂14份、水合硅酸镁13份、烷基脂肪酸酯19份、云母粉7份、硼酸17份、丙二醇四醚20份、水性氨基树脂13份、铁氧体粉9份和碳酸钙6份。
8.优选的，一种环保型水性石墨烯涂料，包括以下重量份的原料：石墨烯15份、颜料12份、消泡剂18份、水合硅酸镁17份、烷基脂肪酸酯23份、云母粉11份、硼酸21份、丙二醇四醚24份、水性氨基树脂17份、铁氧体粉13份和碳酸钙10份。
9.本发明还提出了一种环保型水性石墨烯涂料的制备方法，包括以下步骤：
10.s1：原料准备：按以下重量份依次称取原材料：石墨烯11-15份、颜料8-12份、消泡剂14-18份、水合硅酸镁13-17份、烷基脂肪酸酯19-23份、云母粉7-11份、硼酸17-21份、丙二醇四醚20-24份、水性氨基树脂13-17份、铁氧体粉9-13份和碳酸钙6-10份；
11.s2：常温混合：将s1中所述的石墨烯加入到电磁搅拌器中，然后往电磁搅拌器中添加烷基脂肪酸酯和丙二醇四醚，对石墨烯进行改性，得到改性液；
12.s3：研磨处理：将s1中所述的颜料、水合硅酸镁和碳酸钙进行研磨处理，得到颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉；
13.s4：加热混合：将颜料粉、水合硅酸镁粉、碳酸钙粉、消泡剂、云母粉、硼酸、水性氨
基树脂和铁氧体粉加入到反应釜中进行加热混合处理，得到混合物；
14.s5：混合配制：将改性液加入到混合物内进行混合配制，得到配制物；
15.s6：冷却：对得到的配制物进行冷却处理，最终得到环保型水性石墨烯涂料。
16.优选的，所述s2中，电磁搅拌器的转速设置为300-500r/min，搅拌时间设置为22-28min。
17.优选的，所述s3中，采用15-30目筛对颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉进行筛分处理。
18.优选的，所述s4中，反应釜的压力设置为2-4mpa，反应釜的转速设置为600-800r/min，反应釜的内部温度设置为180-200℃。
19.优选的，所述s5中，反应釜的转速设置为200-280r/min，反应釜的内部温度设置为80-100℃。
20.本发明的有益效果：
21.(1)首先对石墨烯加入到电磁搅拌器中，然后往电磁搅拌器中添加烷基脂肪酸酯和丙二醇四醚，对石墨烯进行改性，然后对颜料粉、水合硅酸镁粉、碳酸钙粉、消泡剂、云母粉、硼酸、水性氨基树脂和铁氧体粉加入到反应釜中进行加热混合处理，得到混合物，通过混合配制后冷却，得到环保型水性石墨烯涂料，制备方法简单便捷；
22.(2)通过添加云母粉、硼酸、水性氨基树脂和铁氧体粉有效增加相邻石墨烯的接触面积，从而增强石墨烯的导电性能，同时在生产过程中减少对环境的污染和破坏，环保性能好；
23.(3)可以改善其在聚合物中的分散性，并增加它与高分子基体的相容性，在拥有石墨烯本身优异性能的同时还可以获得其它所需特性，可起到有效的耐磨、防水、防腐等效果。
24.本发明制备步骤简单便捷，有效降低生产成本，增强石墨烯的导电性能，同时在生产过程中减少对环境的污染和破坏，环保性能好。
具体实施方式
25.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.实施例一
27.一种环保型水性石墨烯涂料，包括以下重量份的原料：石墨烯11份、颜料8份、消泡剂14份、水合硅酸镁13份、烷基脂肪酸酯19份、云母粉7份、硼酸17份、丙二醇四醚20份、水性氨基树脂13份、铁氧体粉9份和碳酸钙6份。
28.本实施例还提出了一种环保型水性石墨烯涂料的制备方法，包括以下步骤：
29.s1：原料准备：按以下重量份依次称取原材料：石墨烯11份、颜料8份、消泡剂14份、水合硅酸镁13份、烷基脂肪酸酯19份、云母粉7份、硼酸17份、丙二醇四醚20份、水性氨基树脂13份、铁氧体粉9份和碳酸钙6份；
30.s2：常温混合：将s1中的石墨烯加入到电磁搅拌器中，然后往电磁搅拌器中添加烷基脂肪酸酯和丙二醇四醚，对石墨烯进行改性，得到改性液；
31.s3：研磨处理：将s1中的颜料、水合硅酸镁和碳酸钙进行研磨处理，得到颜料粉、水
合硅酸镁粉和碳酸钙粉；
32.s4：加热混合：将颜料粉、水合硅酸镁粉、碳酸钙粉、消泡剂、云母粉、硼酸、水性氨基树脂和铁氧体粉加入到反应釜中进行加热混合处理，得到混合物；
33.s5：混合配制：将改性液加入到混合物内进行混合配制，得到配制物；
34.s6：冷却：对得到的配制物进行冷却处理，最终得到环保型水性石墨烯涂料。
35.本实施例中，s2中，电磁搅拌器的转速设置为300r/min，搅拌时间设置为22min，s3中，采用15目筛对颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉进行筛分处理，s4中，反应釜的压力设置为2mpa，反应釜的转速设置为600r/min，反应釜的内部温度设置为180℃，s5中，反应釜的转速设置为200r/min，反应釜的内部温度设置为80℃。
36.实施例二
37.一种环保型水性石墨烯涂料，包括以下重量份的原料：石墨烯12份、颜料9份、消泡剂15份、水合硅酸镁14份、烷基脂肪酸酯20份、云母粉8份、硼酸18份、丙二醇四醚21份、水性氨基树脂14份、铁氧体粉10份和碳酸钙7份。
38.本实施例还提出了一种环保型水性石墨烯涂料的制备方法，包括以下步骤：
39.s1：原料准备：按以下重量份依次称取原材料：石墨烯12份、颜料9份、消泡剂15份、水合硅酸镁14份、烷基脂肪酸酯20份、云母粉8份、硼酸18份、丙二醇四醚21份、水性氨基树脂14份、铁氧体粉10份和碳酸钙7份；
40.s2：常温混合：将s1中的石墨烯加入到电磁搅拌器中，然后往电磁搅拌器中添加烷基脂肪酸酯和丙二醇四醚，对石墨烯进行改性，得到改性液；
41.s3：研磨处理：将s1中的颜料、水合硅酸镁和碳酸钙进行研磨处理，得到颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉；
42.s4：加热混合：将颜料粉、水合硅酸镁粉、碳酸钙粉、消泡剂、云母粉、硼酸、水性氨基树脂和铁氧体粉加入到反应釜中进行加热混合处理，得到混合物；
43.s5：混合配制：将改性液加入到混合物内进行混合配制，得到配制物；
44.s6：冷却：对得到的配制物进行冷却处理，最终得到环保型水性石墨烯涂料。
45.本实施例中，s2中，电磁搅拌器的转速设置为350r/min，搅拌时间设置为24min，s3中，采用18目筛对颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉进行筛分处理，s4中，反应釜的压力设置为2mpa，反应釜的转速设置为650r/min，反应釜的内部温度设置为185℃，s5中，反应釜的转速设置为220r/min，反应釜的内部温度设置为85℃。
46.实施例三
47.一种环保型水性石墨烯涂料，包括以下重量份的原料：石墨烯13份、颜料10份、消泡剂16份、水合硅酸镁15份、烷基脂肪酸酯21份、云母粉9份、硼酸19份、丙二醇四醚22份、水性氨基树脂15份、铁氧体粉11份和碳酸钙8份。
48.本实施例还提出了一种环保型水性石墨烯涂料的制备方法，包括以下步骤：
49.s1：原料准备：按以下重量份依次称取原材料：石墨烯13份、颜料10份、消泡剂16份、水合硅酸镁15份、烷基脂肪酸酯21份、云母粉9份、硼酸19份、丙二醇四醚22份、水性氨基树脂15份、铁氧体粉11份和碳酸钙8份；
50.s2：常温混合：将s1中的石墨烯加入到电磁搅拌器中，然后往电磁搅拌器中添加烷基脂肪酸酯和丙二醇四醚，对石墨烯进行改性，得到改性液；
51.s3：研磨处理：将s1中的颜料、水合硅酸镁和碳酸钙进行研磨处理，得到颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉；
52.s4：加热混合：将颜料粉、水合硅酸镁粉、碳酸钙粉、消泡剂、云母粉、硼酸、水性氨基树脂和铁氧体粉加入到反应釜中进行加热混合处理，得到混合物；
53.s5：混合配制：将改性液加入到混合物内进行混合配制，得到配制物；
54.s6：冷却：对得到的配制物进行冷却处理，最终得到环保型水性石墨烯涂料。
55.本实施例中，s2中，电磁搅拌器的转速设置为400r/min，搅拌时间设置为26min，s3中，采用15-30目筛对颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉进行筛分处理，s4中，反应釜的压力设置为3mpa，反应釜的转速设置为700r/min，反应釜的内部温度设置为190℃，s5中，反应釜的转速设置为240r/min，反应釜的内部温度设置为90℃。
56.实施例四
57.一种环保型水性石墨烯涂料，包括以下重量份的原料：石墨烯14份、颜料11份、消泡剂17份、水合硅酸镁16份、烷基脂肪酸酯22份、云母粉10份、硼酸20份、丙二醇四醚23份、水性氨基树脂16份、铁氧体粉12份和碳酸钙9份。
58.本实施例还提出了一种环保型水性石墨烯涂料的制备方法，包括以下步骤：
59.s1：原料准备：按以下重量份依次称取原材料：石墨烯14份、颜料11份、消泡剂17份、水合硅酸镁16份、烷基脂肪酸酯22份、云母粉10份、硼酸20份、丙二醇四醚23份、水性氨基树脂16份、铁氧体粉12份和碳酸钙9份；
60.s2：常温混合：将s1中的石墨烯加入到电磁搅拌器中，然后往电磁搅拌器中添加烷基脂肪酸酯和丙二醇四醚，对石墨烯进行改性，得到改性液；
61.s3：研磨处理：将s1中的颜料、水合硅酸镁和碳酸钙进行研磨处理，得到颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉；
62.s4：加热混合：将颜料粉、水合硅酸镁粉、碳酸钙粉、消泡剂、云母粉、硼酸、水性氨基树脂和铁氧体粉加入到反应釜中进行加热混合处理，得到混合物；
63.s5：混合配制：将改性液加入到混合物内进行混合配制，得到配制物；
64.s6：冷却：对得到的配制物进行冷却处理，最终得到环保型水性石墨烯涂料。
65.本实施例中，s2中，电磁搅拌器的转速设置为450r/min，搅拌时间设置为27min，s3中，采用15-30目筛对颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉进行筛分处理，s4中，反应釜的压力设置为4mpa，反应釜的转速设置为750r/min，反应釜的内部温度设置为195℃，s5中，反应釜的转速设置为270r/min，反应釜的内部温度设置为95℃。
66.实施例五
67.一种环保型水性石墨烯涂料，包括以下重量份的原料：石墨烯15份、颜料12份、消泡剂18份、水合硅酸镁17份、烷基脂肪酸酯23份、云母粉11份、硼酸21份、丙二醇四醚24份、水性氨基树脂17份、铁氧体粉13份和碳酸钙10份。
68.本实施例还提出了一种环保型水性石墨烯涂料的制备方法，包括以下步骤：
69.s1：原料准备：按以下重量份依次称取原材料：石墨烯15份、颜料12份、消泡剂18份、水合硅酸镁17份、烷基脂肪酸酯23份、云母粉11份、硼酸21份、丙二醇四醚24份、水性氨基树脂17份、铁氧体粉13份和碳酸钙10份；
70.s2：常温混合：将s1中的石墨烯加入到电磁搅拌器中，然后往电磁搅拌器中添加烷
基脂肪酸酯和丙二醇四醚，对石墨烯进行改性，得到改性液；
71.s3：研磨处理：将s1中的颜料、水合硅酸镁和碳酸钙进行研磨处理，得到颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉；
72.s4：加热混合：将颜料粉、水合硅酸镁粉、碳酸钙粉、消泡剂、云母粉、硼酸、水性氨基树脂和铁氧体粉加入到反应釜中进行加热混合处理，得到混合物；
73.s5：混合配制：将改性液加入到混合物内进行混合配制，得到配制物；
74.s6：冷却：对得到的配制物进行冷却处理，最终得到环保型水性石墨烯涂料。
75.本实施例中，s2中，电磁搅拌器的转速设置为500r/min，搅拌时间设置为28min，s3中，采用30目筛对颜料粉、水合硅酸镁粉和碳酸钙粉进行筛分处理，s4中，反应釜的压力设置为4mpa，反应釜的转速设置为800r/min，反应釜的内部温度设置为200℃，s5中，反应釜的转速设置为280r/min，反应釜的内部温度设置为100℃。
76.通过实施例一-实施例五对得到环保型水性石墨烯涂料进行电导率检验，并对目前普通的水性石墨烯涂料电导率进行检验，设置为对照组，对检验的结果进行记录；
77.实施例一电导率实施例一1.70
×
104s/m实施例二1.59
×
104s/m实施例三1.92
×
104s/m实施例四1.68
×
104s/m实施例五1.66
×
104s/m对照组1.02
×
104s/m
78.结果表明：本发明制备的环保型水性石墨烯涂料导电性能好，并且实施例三为最佳实施例。