含有石墨烯的涂料组合物的制作方法

本发明涉及含有石墨烯的涂料组合物。

背景技术：

1、近年来，石墨烯的应用研究被广泛地展开，尤其是有效地利用具有石墨烯的薄层片状结构的涂料技术受到注目。石墨烯的薄层片状结构能够抑制引起金属腐蚀的物质(氧、水)透过。另外，由于石墨烯也具有导电性，因此能够吸收或反射电磁波。作为能够活用上述石墨烯的功能的用途，例如可举出防腐涂料、电磁屏蔽涂料等。

2、从耐腐蚀性的角度考虑，建筑物、铁塔或桥梁等结构体因生锈而导致的经济损失比自然灾害规模更大，因而需要防腐性能更加优异的防腐涂料。另外，从电磁屏蔽性的角度考虑，伴随无线通信的发展和普及，电波干扰成为亟待解决的问题，因此近年来业界一直在寻求电磁屏蔽性更强的涂料。期待通过使用石墨烯来开发具有更高性能的涂料。

3、例如，在专利文献1中，记载了关于通过使用包含环氧树脂、锌及石墨烯的防腐涂料，来降低锌的使用量的技术。例如，在专利文献2中，记载了关于包含改性石墨烯和粘合剂的涂料组合物，并可将其用于防腐涂料及抗uv涂料等领域。另外，例如，在专利文献3中，记载了包含烧结性导电性金属粒子、石墨烯、稀释剂及聚合物的柔性低收缩导电复合物，并提出可用于屏蔽电磁干扰。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：中国专利申请公开第105623473号

7、专利文献2：美国专利申请公开第20170037257号公报

8、专利文献3：国际公开第2018/053092号

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在将石墨烯应用于涂料组合物时，石墨烯在树脂中的充分分散对于提高防腐性能及电磁屏蔽性十分重要。另外，涂料组合物固化得到的涂膜与基材的高附着力也很重要。

3、然而，例如，在专利文献1所记载的技术中，石墨烯粉末在树脂中的分散性尚有改良的余地，由于粉末状的石墨烯难以充分以薄层片状结构分散，会有结块的情况发生，因而有难以获得阻隔性及附着力的问题。

4、另外，在专利文献2中，记载了通过使用具有氨基、氰基、羧基、羟基、异氰酸酯、醛基、环氧化物、尿素、烯烃、芳烯或酸酐中的任一种结构的石墨烯作为改性石墨烯，能够提高树脂与石墨烯的结合性，但因此包含了难以有助于提高石墨烯在树脂中的分散性的改性石墨烯。

5、在专利文献3中，记载对经任意表面处理且粒径范围为约1nm～约50μm的石墨烯粒子的使用，但没有充分公开其表面处理，如没有进行适当的表面处理，则有时无法获得充分的屏蔽或阻隔效果、附着性。

6、因此，本发明的课题是提供一种树脂中石墨烯分散性优异，且防腐性及附着性优异的涂料组合物。基于同样的原理，该涂料组合物还能用于提供电磁屏蔽性能优异的涂料。

7、用于解决问题的手段

8、为了解决上述问题，本发明提供一种涂料组合物，包含树脂、溶剂及表面具有聚醚的石墨烯，其中石墨烯占总固态物质量的0.001wt％以上20wt％以下。其中，wt％表示质量百分比。

9、发明的效果

10、本发明可以提供一种涂料组合物，其中石墨烯在树脂中的分散性优异，且该涂料的防腐性及附着性优异。

技术特征：

1.一种涂料组合物，其特征在于：包含树脂、溶剂、以及表面具有聚醚的石墨烯，所述表面具有聚醚的石墨烯占涂料组合物总固态物质量的0.001wt％以上20wt％以下。

2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于：所述树脂包含环氧树脂、聚氨酯树脂或丙烯酸树脂中的任一种。

3.根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其特征在于：通过x射线光电子能谱法测得所述石墨烯中的氧元素与碳元素的原子比即o/c比为0.05以上0.50以下。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的涂料组合物，其特征在于：通过x射线光电子能谱法测得所述石墨烯中的氮元素与碳元素的原子比即n/c比为0.005以上0.030以下。

5.根据权利要求4所述的涂料组合物，其特征在于：所述n/c比中n的来源为伯胺、仲胺、叔胺、或酰胺基。

6.根据权利要求4所述的涂料组合物，其特征在于：所述n/c比中n的来源为伯胺、仲胺或叔胺。

7.根据权利要求4所述的涂料组合物，其特征在于：所述n/c比中n的来源为伯胺。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的涂料组合物，其特征在于：所述涂料组合物含有相对于总固态物质量而言为30wt％以上90wt％以下的锌粒子。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的涂料组合物，其特征在于：所述石墨烯在平行于石墨烯层的方向上的尺寸为0.10μm以上100μm以下。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的涂料组合物，其特征在于：所述聚醚具有胺基。

11.根据权利要求1～10中的任一项所述的涂料组合物，其特征在于：所述聚醚的重均分子量为140以上10000以下。

12.根据权利要求1～11中的任一项所述的涂料组合物，其特征在于：所述聚醚包含聚氧化乙烯及/或聚氧化丙烯结构。

13.根据权利要求1～12中的任一项所述的涂料组合物，其特征在于：所述聚醚具有下述结构式(i)所示的结构，

14.根据权利要求1～13中的任一项所述的涂料组合物，其特征在于：其为保护用涂料。

15.一种防腐涂料，其特征在于：其含有权利要求1～14中的任一项所述的涂料组合物。

16.使用了权利要求15所述的防腐涂料的钢铁、船舶、建筑物。

技术总结
本发明提供一种树脂中的石墨烯分散性优异，耐腐蚀性优异的涂料组合物。该涂料组合物，包含树脂、溶剂、以及表面具有聚醚的石墨烯，所述表面具有聚醚的石墨烯占涂料组合物总固态物质量的0.001wt％以上20wt％以下。

技术研发人员：杜宁,杨扬,王克,川崎学,玉木荣一郎
受保护的技术使用者：东丽先端材料研究开发（中国）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14