本發(fā)明屬于涂料，具體涉及一種防靜電涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，靜電的產(chǎn)生、積累和放電會(huì)給人類(lèi)的生產(chǎn)、生活帶來(lái)麻煩，甚至是災(zāi)難。因此，為了保持良好潔凈的工作環(huán)境，海洋船舶、石油化工、半導(dǎo)體、紡織、橡膠等領(lǐng)域等常采用防靜電涂料來(lái)保護(hù)工業(yè)設(shè)備，保證施工人員的安全。

2、目前的防靜電涂料通常是在非導(dǎo)電的成膜樹(shù)脂中添加金屬粉末、碳系材料或金屬氧化物等導(dǎo)電物質(zhì)，但其涂料存在導(dǎo)電性不高、附著力較差的問(wèn)題。石墨烯是由sp2碳原子以蜂窩晶格構(gòu)成的二維單原子層結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其優(yōu)異的導(dǎo)電性、超高的強(qiáng)度使其用作功能性材料在防靜電涂料中顯示出潛在的應(yīng)用前景。

3、公開(kāi)號(hào)為cn106189683a的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)文件公開(kāi)了一種石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂防靜電涂料，通過(guò)在涂料中加入石墨烯，提高了防靜電涂料的導(dǎo)電性能以及耐磨、耐腐蝕等性能。但石墨烯在溶劑中具有很強(qiáng)的吸引力和分子間的范德華力，以及其共軛的結(jié)構(gòu)使得它在溶劑中容易團(tuán)聚，難以很好的均勻分散，在實(shí)際應(yīng)用中受到了一定限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、現(xiàn)有的防靜電涂料中石墨烯分散性不高，容易團(tuán)聚，影響導(dǎo)電性；為了解決該問(wèn)題，本發(fā)明提供一種防靜電涂料。

2、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種防靜電涂料，所述涂料包括添加有改性石墨烯的環(huán)氧樹(shù)脂；所述添加有改性石墨烯的環(huán)氧樹(shù)脂是由改性石墨烯、環(huán)氧樹(shù)脂、乙酸乙酯混合均勻，后加入苯乙烯和引發(fā)劑加熱反應(yīng)制得。

4、優(yōu)選地，以質(zhì)量比計(jì)，改性石墨烯：環(huán)氧樹(shù)脂=1：20-30，苯乙烯：改性石墨烯：引發(fā)劑=65-75：2-6：1；反應(yīng)溫度為65-75℃，反應(yīng)時(shí)間為20-26h；其中，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。改性石墨烯含量過(guò)高容易局部集中，團(tuán)聚現(xiàn)象增多，導(dǎo)致防靜電涂料綜合性能下降。

5、優(yōu)選地，所述改性石墨烯是以氧化石墨烯為原料，模板法制備改性氧化石墨烯，再依次使用對(duì)苯二胺和納米銀修飾，最后通過(guò)還原劑還原制得。

6、優(yōu)選地，所述改性石墨烯制備方法如下：

7、（1）制備改性氧化石墨烯

8、將苯乙烯、氧化石墨烯、無(wú)水乙醇、引發(fā)劑、乳化劑、穩(wěn)定劑和二甲基丙烯酸乙二醇酯在無(wú)氧條件下超聲分散，升溫反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、洗滌后，置于堿性水溶液中浸泡，水洗后加入到甲苯中浸泡，離心分離，重復(fù)2-3次，無(wú)水乙醇洗滌、干燥得改性氧化石墨烯；

9、（2）制備有機(jī)改性氧化石墨烯

10、將改性氧化石墨烯分散于水中，調(diào)節(jié)ph，攪拌升溫后加入對(duì)苯二胺反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾，洗滌得有機(jī)改性氧化石墨烯；

11、（3）制備改性石墨烯

12、將有機(jī)改性氧化石墨烯分散于水中，加入聚丙烯吡咯烷酮混合均勻，緩慢滴加硝酸銀水溶液反應(yīng)，隨后加入還原劑進(jìn)行回流反應(yīng)，經(jīng)離心、洗滌、干燥得改性石墨烯。

13、優(yōu)選地，在（1）中，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉，所述穩(wěn)定劑為聚乙烯吡咯烷酮，所述堿性水溶液為氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液；在（3）中，所述還原劑為氨水和水合肼的混合溶液。

14、優(yōu)選地，所述（1）具體為：

15、（1a）向氧化石墨烯、無(wú)水乙醇、引發(fā)劑、乳化劑、穩(wěn)定劑的分散液中加入部分苯乙烯，反應(yīng)時(shí)間0.5-2h；

16、（1b）再次加入二甲基丙烯酸乙二醇酯和剩余的苯乙烯，繼續(xù)反應(yīng)10-14h；

17、其中，所述部分苯乙烯占所述苯乙烯總質(zhì)量的50%-60%；苯乙烯分兩次加入可以使聚苯乙烯二次生長(zhǎng)，聚苯乙烯穿插到氧化石墨烯片層之間，有效改善氧化石墨烯團(tuán)聚的問(wèn)題。

18、由于氧化石墨烯的分散性?xún)?yōu)于石墨烯，因此本發(fā)明首先對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行改性處理，利用其自身較好的分散性與聚苯乙烯、對(duì)苯二胺等進(jìn)行反應(yīng)；隨后根據(jù)石墨烯導(dǎo)電能力強(qiáng)于氧化石墨烯，將改性后的氧化石墨烯再次還原為改性石墨烯使其分散在環(huán)氧樹(shù)脂中，這樣既可以改善石墨烯的分散性，也可以提高防靜電涂料的導(dǎo)電性。

19、優(yōu)選地，所述（1）中，以質(zhì)量比計(jì)，苯乙烯：氧化石墨烯=60-80：1，苯乙烯：穩(wěn)定劑：引發(fā)劑=50-60：2-8：1，剩余的苯乙烯：二甲基丙烯酸乙二醇酯=55-60：1；反應(yīng)溫度70-80℃。

20、優(yōu)選地，所述（2）中，以質(zhì)量比計(jì)，改性氧化石墨烯：對(duì)苯二胺=1：8-12；ph值為9-10；反應(yīng)溫度85-100℃，反應(yīng)時(shí)間2-4h。

21、優(yōu)選地，所述（3）中，以質(zhì)量比計(jì)，有機(jī)改性氧化石墨烯：硝酸銀：聚乙烯吡咯烷酮=1：0.5-2：5-12；有機(jī)改性氧化石墨烯：氨水：水合肼=1g：15-35ml：2-6ml；反應(yīng)溫度為30-50℃。

22、第二方面，本發(fā)明提供了上述防靜電涂料的制備方法，包括如下步驟：

23、（1）稱(chēng)取1-3質(zhì)量份環(huán)氧樹(shù)脂固化劑和10-20質(zhì)量份溶劑，攪拌均勻，獲得固化劑溶液；

24、（2）稱(chēng)取30-50質(zhì)量份添加有改性石墨烯的環(huán)氧樹(shù)脂和40-60質(zhì)量份溶劑，攪拌均勻后加入上述固化劑溶液，再次攪拌均勻，獲得防靜電涂料。

25、所述防靜電涂料的應(yīng)用：將防靜電涂料均勻涂覆于材料表面，在適宜的條件下固化即可。

26、本發(fā)明中所述環(huán)氧樹(shù)脂只要是在涂料中常用的環(huán)氧樹(shù)脂即可，沒(méi)有特別限定，如環(huán)氧樹(shù)脂e-51、e-44、e-12等；本發(fā)明中所述固化劑只要是在涂料中常用的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑即可，沒(méi)有特別限定，如胺類(lèi)固化劑等；本發(fā)明中所述溶劑只要是在涂料中常用的溶劑即可，沒(méi)有特別限定，如甲苯、二甲苯等。

27、本發(fā)明所述防靜電涂料中，還可以含有其它助劑，如分散劑、消泡劑、潤(rùn)濕劑等，沒(méi)有特別限定。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

29、（1）本發(fā)明在聚苯乙烯聚合過(guò)程中加入氧化石墨烯，可以擴(kuò)大氧化石墨烯片層與片層之間的間距而產(chǎn)生的位阻，使其無(wú)法團(tuán)聚，使氧化石墨烯良好分散在聚苯乙烯中；堿性水溶液與甲苯浸泡可以增大氧化石墨烯的比表面積，使其容易剝離，有助于提高導(dǎo)電性；

30、（2）本發(fā)明在改性氧化石墨烯上引入對(duì)苯二胺得到有機(jī)改性氧化石墨烯，不僅可以提高氧化石墨烯的機(jī)械強(qiáng)度，而且可以進(jìn)一步提高導(dǎo)電性，同時(shí)可以與環(huán)氧樹(shù)脂形成交聯(lián)點(diǎn)，增大石墨烯在環(huán)氧樹(shù)脂中的分散性；在有機(jī)改性氧化石墨烯上進(jìn)一步負(fù)載納米銀，并還原為石墨烯，可以提高其導(dǎo)電性；

31、（3）本發(fā)明將導(dǎo)電性能較好的改性石墨烯先分散在附著力較好的環(huán)氧樹(shù)脂中，然后在環(huán)氧樹(shù)脂混合液中進(jìn)行苯乙烯聚合；首先，聚苯乙烯中大量的共軛雙鍵可以提高涂料的防靜電性能；其次，聚苯乙烯分子與環(huán)氧樹(shù)脂分子可以形成互穿網(wǎng)絡(luò)，不僅可以提高防靜電涂層的機(jī)械性能，相互貫穿的網(wǎng)格還可以有效減少改性石墨烯的團(tuán)聚，進(jìn)而提高涂料的防靜電性能；

32、（4）本發(fā)明在環(huán)氧樹(shù)脂中添加改性石墨烯，不僅提高了涂料的防靜電能力，還使防靜電涂料的耐磨性、抗沖擊性等綜合性能得到改善；本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，得到的防靜電涂料導(dǎo)電性?xún)?yōu)越，可廣泛應(yīng)用于各種防靜電領(lǐng)域。