聚丙烯酸酯功能涂料是一种具有抗菌、导电、阻燃、防水、抗污、导热等特殊性能的涂料种类。通常在成都聚丙烯酸酯涂料销售生产厂是通过添加功能性的填料可赋予涂料特殊功能。近年来，石墨烯应用于涂料中成为研究的热点。Dong等采用KH－570改性氧化石墨烯，而后将其按照不同的比例添加到丙烯酸树脂涂料中，研究结果表明改性石墨烯提升了涂料的耐热性能、耐酸碱和耐水性能。Zhang等用氨基与氧化石墨烯表面的羰基进行反应，通过霍夫曼重排获得功能性石墨烯，而后将其添加到聚丙烯酸酯涂料中，涂膜的拉伸强度由2MPa 提升到5MPa，但是断裂伸长率由475%下降到258%。Kugler 等采用商用石墨烯配置成1%水溶液，而后与碳纳米管复配，添加到丙烯酸涂料中，改善了涂料的导电性能、储能模量、硬度等性能。

2008年Si等采用氨基苯磺酸改性氧化石墨烯，磺酸基接枝到石墨烯表面后进行还原反应，制备的磺化石墨烯具有较好的水溶性。林菊香等以石墨烯作为前驱体，利用氨基苯磺酸重氮盐的高反应活性，通过重氮—碳键断裂形成活性自由基直接共价接枝到石墨烯上，制备的磺化石墨烯具有较好的水溶性。目前尚未有报道将磺化石墨烯应用于涂料中。本研究将磺化石墨烯按照不同的比例添加到丙烯酸树脂中并制备涂料，考察其用量对涂料性能的影响。

实验部分

成都聚丙烯酸酯涂料销售生产厂实验原料

纯丙乳液：工业级；磺化石墨烯( S－GNS) 溶液: 工业级，固含量10%；消泡剂、分散剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、钛***、碳酸钙：工业级。

2、涂料的制备

阶段一：往烧杯中加入50g 水、0.2g 润湿剂、0.3g 分散剂，于120r /min 下搅拌10min;

阶段二：加入0.1g防霉助剂、0.1g消泡剂，于500r/min 下搅拌10min;

阶段三：连续缓慢加入20g钛***，于800r/min下搅拌20min 后加入一定量的S－GNS溶液，再搅拌10min;

阶段四：连续缓慢加入20gCaCO3，于600r/min下搅拌30min后查看细度;

阶段五：加入0.05g消泡剂、0.3g成膜助剂、0.12g 流平剂，于300r/min 下搅拌10min;

阶段六：加入86g乳液、2.0g增稠剂，于250r/min下搅拌40min;

阶段七：调节涂料黏度KU值在70左右。

本实验以纯丙乳液为涂料的主要成膜物质，以树脂的质量为基准，添加S － GNS 用量为0、0.1%、0.5%、1. 0%、2.0%制备涂料，对应涂料样品编号为AG－0、AG－1、AG－2、AG－3、AG－4。

3、测试与表征

磺化石墨烯溶液烘干后得到S－GNS 粉末，用KBr样片法制样，用Nicolet Avatar370傅里叶红外光谱仪测定其结构。

将制备好的涂料涂布在马口铁片上，自然干燥后测定漆膜的基本性能。按照GB 2913—1982 测试漆膜白度; 按照GB/T 6739—2006 测试漆膜硬度; 按照GB/T 9286—1998 测试漆膜附着力; 按照GB/T9754—2007 测试漆膜光泽; 按照GB/T 1040—2006测试漆膜力学性能; 按照GB/T 1733—1993 测试漆膜耐水性; 采用JC2000D 接触角测量仪测定漆膜接触角; 采用DＲL－2B 导热系数测试仪测定漆膜导热性;采用ZC36型高绝缘电阻测量仪测定漆膜电阻; 按照GB/T 1038—2000测试漆膜透气性。

成都聚丙烯酸酯涂料销售生产厂结果与讨论

1 、磺化石墨烯红外光谱分析

利用傅里叶红外光谱仪对S－GNS 粉末的结构进行测定，实验结果如图1 所示。

分析图1可以看出：900～1350cm－1处为磺酸基团的吸收峰；1633cm－1处存在C＝C的伸缩振动峰；1718cm－1处存在C＝O的伸缩振动峰；2856cm－1、2926cm－1处分别对应—CH2—不对称伸缩振动峰和—CH2—对称伸缩振动峰; 在3423cm－1处为—OH的伸缩振动峰。这表明，在S－GNS 表面有大量活性官能团，可以与丙烯酸树脂发生物理化学作用，从而对涂料的性能产生影响。

2、 漆膜的基本性能

实验对漆膜的基本性能进行了测试，结果如表1所示。

由表1可知，随着S－GNS 添加量的增大，漆膜的白度逐渐降低。这是由于S－GNS溶液呈黑色，加入后使漆膜整体变黑，白度下降。漆膜硬度、附着力随着S－GNS 含量的增加而变大。S－GNS 强度高，S－GNS 的添加致使漆膜硬度提高，S－GNS 有很多活性极性基团，漆膜中聚合物极性基团与基材表面的极性基团间能够形成氢键，附着力增加。漆膜的光泽随S－GNS 加入量增多呈现先增加后降低最后又增加的趋势。这是由于加入少量的S－GNS( 0. 1%) 时，在制备涂料过程中，由于磺化石墨烯表面含有磺酸基和羟基，可以与钛***、碳酸钙表面的羟基之间发生物理和化学的相互作用，从而促进颜填料的分散，导致涂料的光泽小幅度增加。但随着S－GNS 加入量的增大，涂料内颜填料开始出现团聚，致使光泽下降，其用量为2. 0% 时，颜填料的用量超过极限体积浓度( CPVC) ，漆膜的光泽随之上升。

3、 漆膜的力学性能

利用高铁拉力试验机对试样进行拉伸测试，结果如图2 所示。

由图2可见，随着S－GNS用量的增加，漆膜的拉伸强度和断裂伸长率先增加后降低。当S－GNS的用量为0. 1%时，漆膜的拉强度和断裂伸长率达到最大，拉伸强度为5. 51MPa，断裂伸长率为260%，和空白样相比，分别提高了38. 8%和42. 8%。这主要是因为S－GNS用量不大时，其能在漆膜中均匀分散，表面官能团可以增加漆膜内部的交联点，同时起到填充补强的作用，使漆膜的拉伸强度明显提高; 但随着S－GNS用量继续增加，S－GNS 团聚量变大，造成漆膜因为局部的应力集中而使其拉伸强度下降。此外，S－GNS本身具有非常好的柔韧性，当用量较少时，其可以提高漆膜的韧性，使漆膜的断裂伸长率显著提高; 而由于S－GNS 表面极性基团之间的作用力，导致随着S－GNS 用量增加聚合物分子链间互相滑移变得困难，因而使得漆膜断裂伸长率减小。

4、 漆膜的耐水性

把干燥后的漆膜浸泡在蒸馏水中进行吸水率测试。结果如图3所示。

由图3可见，漆膜的吸水率随着时间的增加，先快速上升，而后趋于平缓，同时，对比添加不同量的S－GNS涂料发现，随着S－GNS 增加，漆膜的吸水率先下降后上升。这主要是因为当S－GNS用量较少时，其表面丰富的活性官能团能与聚合物形成氢键，使漆膜致密性增加，耐水性得到了提高。但随着S－GNS用量的继续增加，S－GNS团聚增多，涂料中吸水基团也随之增加，原本结构致密的漆膜被破坏，导致吸水率显著变大。

漆膜的接触角测定也证实了S－GNS用量对涂料耐水性能的影响规律。与空白样品相比，含0.1% S－GNS的漆膜的接触角，由69.5°提高到90.5°。说明S－GNS 用量为0.1%时，对漆膜的耐水性提高较明显。

5、 漆膜的导热性能

利用导热仪测定漆膜的导热系数，结果如图4所示。