一種石墨烯改性劑、石墨烯防輻射涂料及防輻射保護膜的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及復合體材料，特別是涉及一種石墨稀改性劑、石墨稀防福射涂料及防 輻射保護膜。
【背景技術】
[0002] 目前，減少電磁輻射的一般方法是：1)鍍覆金屬層，2)涂覆含有金屬粉末的涂料 層，3)使用防電磁輻射貼膜。上述這些方法雖然在一定程度上可以減少電磁輻射，但是，這 些方法都不能對可穿戴電子產品、3C電子產品、智能電子產品、汽車顯示部件、家電顯示部 件中顯示屏所產生的電磁輻射進行有效的屏蔽。
[0003]中國專利文獻（CN103319999A)公開了一種防輻射保護膜的制備方法，該方法主 要由石墨烯和成膜材料組成，通過將石墨烯涂覆于PET膜上，制成防輻射貼膜。然而，利用 該方法所制備的保護膜其防輻射作用比較有限，主要是因為：1)石墨烯在涂料體系內團聚 傾向大，不能起到有效分散的作用，這也影響了其保護膜的防輻射功能；2)由于水溶性聚 氨酯乳液體系與PET薄膜存在表面張力，導致涂料不易在PET薄膜上均勻地分散鋪展，不利 于其成膜。
【發明內容】
[0004] 本發明的主要目的在于針對現有技術的不足，提供一種有效改善防輻射保護膜防 輻射性能的石墨烯改性劑，同時提供一種防輻射性能好的石墨烯防輻射涂料及防輻射保護 膜，還提供一種可操作性好、生產成本經濟、能耗低的防輻射保護膜制備方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0006] 一種石墨烯改性劑，包括：
[0007] 有機溶劑1000份；
[0008] X取代-2-環氧丁烷和/或其有機衍生物15-145份，其中X是羥基、氯、溴中的一 種；
[0009]R取代二苯甲酮和/或其有機衍生物20-160份，其中R是羥甲基、氯甲基、溴甲基 中的一種，R基團在苯環上的鄰位、對位或間位。
[0010] 進一步地：
[0011] 所述有機溶劑包含乙醚、丁醚、乙醇、四氯化碳、苯、甲苯中的一種或幾種。
[0012] 一種石墨烯防輻射涂料制備方法，包括以下步驟：
[0013] a.將所述的石墨烯改性劑與5-60份的石墨烯的混合，將有機溶劑蒸出，得到石墨 烯與剩余有機成分的混合物；
[0014] b.將所述石墨烯與剩余有機成分的混合物與雙酚A樹脂混合，加入稀釋溶劑和室 溫固化劑，混合均勻后得到石墨烯防輻射涂料。
[0015]進一步地：
[0016] 步驟a包括：將所述石墨稀改性劑裝入反應爸中，同時加入所述石墨稀，在 60-80°C水浴中加熱，反應時間6-18min;再將溫度調高以將有機溶劑蒸出，得到石墨烯與 剩余有機成分的混合物。
[0017]所述雙酚A樹脂為100份，所述室溫固化劑為8-22份，所述稀釋溶劑為12-25份。 [0018]所述雙酚A樹脂是環氧值小于0.25的雙酚A樹脂。
[0019] 所述稀釋溶劑包括丙酮、乙醇、苯、甲苯、二甲苯中的一種或幾種，所述室溫固化劑 包括乙二胺、己二胺、二丁烯三胺、二乙氨基丙胺、三己烯四胺中的一種或幾種。
[0020] 所述石墨烯的表面保留有羥基、環氧基、羧基或羰基功能基團。
[0021] -種石墨烯防輻射涂料，是由所述的制備方法制得的石墨烯防輻射涂料。
[0022] 一種防輻射保護膜，其特征在于，是由所述的石墨烯防輻射涂料涂覆在3C電子產 品、智能電子產品、可穿戴電子產品等設備的顯示屏或外殼上，待其固化后形成的防輻射保 護膜。
[0023] 本發明的有益效果：
[0024] 由本發明的石墨烯改性劑改性的石墨烯防輻射涂料所制作的石墨烯防輻射保護 月旲，可以有效提尚3C電子廣品、智能電子廣品、可穿戴廣品等設備的防電磁福射功能；同 時，該制備方法易于實施、工藝簡便，所得到的石墨烯防輻射保護膜可以有效吸收電子設備 產生的電磁波，不影響顯示亮度、分別率和產品的外觀。
【具體實施方式】
[0025]以下對本發明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的， 而不是為了限制本發明的范圍及其應用。
[0026]在一些實施例中，一種石墨烯改性劑，其包括：
[0027] 有機溶劑1000份（本文均指重量份），可以包含乙醚、丁醚、乙醇、四氯化碳、苯、甲 苯中的一種或幾種；
[0028]X取代-2-環氧丁烷和/或其有機衍生物15-145份，X可以是羥基、氯、溴其中的 一種；
[0029]R取代二苯甲酮和/或其有機衍生物20-160份，R可以是羥甲基、氯甲基、溴甲基 其中的一種，R基團在苯環上可以是鄰位、對位和間位。
[0030]X取代-2-環氧丁烷和R取代二苯甲酮分別具有X基和R基，這兩個結構基團可以 與石墨烯表面攜帶的功能基團進行親核取代結合作用，生成穩定的有機化學鍵結構，有效 分散石墨烯；X取代-2-環氧丁烷和R取代二苯甲酮與雙酚A樹脂體的單元結構部分相似， 起到了很好的"相似相溶"作用，另一方面也可以與雙酚A樹脂體的末端基團發生作用，形 成穩定的化學鍵，有效提尚雙酷A樹脂體與石墨條的結合度，提尚石墨條在雙酷A樹脂體中 的分散度。
[0031] 在一些實施例中，一種石墨烯防輻射涂料制備方法，包括以下步驟：
[0032] 首先，將上述配比的石墨烯改性劑裝入反應釜中，在60_80°C例如70°C水浴中加 熱，優選恒溫；同時加入5-60份的石墨稀，反應時間6-18min;再將溫度調高，例如至85°C， 將有機溶劑蒸出，得到石墨烯與剩余有機成分的混合物；
[0033] 將由上述工藝得到的石墨烯與有機試劑混合物加入到低環氧值的雙酚A樹脂體 系中，加入稀釋溶劑，利用磁力攪拌器攪拌均勻后，再加入室溫固化劑，繼續將混合體系使 用磁力攪拌器攪拌均勻，得到石墨烯防輻射涂料。采用低環氧值的雙酚A樹脂體系，優選環 氧值小于〇. 25的雙酚A樹脂體系，該體系的表面張力系數適中，在PET薄膜、電子設備外殼 等載體中具有較好的分散性，有利于均勻成膜，而且成膜后與載體的結合度高。
[0034] 優選的，加入雙酚A樹脂100份，室溫固化劑8-22份，稀釋溶劑12-25份。稀釋溶 劑可采用丙酮、乙醇、苯、甲苯、二甲苯中的一種或幾種。室溫固化劑可采用乙二胺、己二胺、 二丁烯三胺、二乙氨基丙胺、三己烯四胺中的一種或幾種。
[0035] 上述實施例中，石墨烯可以通過氧化還原石墨法制備得到，其表面可保留著一定 數量的羥基、環氧基、羧基、羰基等功能基團。
[0036] 在一些實施例中，一種石墨烯防輻射涂料，其由上述石墨烯防輻射涂料制備方法 得到。可將石墨烯防輻射涂料直接涂覆在3C電子產品、智能電子產品、可穿戴電子產品等 設備的顯示屏后者外殼上，或者設備表面的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)薄膜上，待其室 溫固化后形成防輻射保護膜。
[0037] 實施例一
[0038] 一種石墨烯改性劑，包括：
[0039] 有機溶劑1000份，其中乙醚350份，丁醚650份；
[0040] 氯代-2-環氧丁烷105份+羥基代-2-環氧丁烷40份；
[0041] 對二氯甲基二苯甲酮25份。
[0042] 一種石墨烯防輻射涂料制備方法，包括以下步驟：
[0043] 首先，將上述配比的石墨烯改性劑裝入反應釜中，在70°C水浴中恒溫加熱；同時， 加入5份的石墨烯，反應時間18min;再將溫度調至85°C，將有機溶劑蒸出，得到石墨烯與剩 余有機成分的混合物；
[0044] 將上述制備得到的石墨烯與有機試劑的混合物加入到低環氧值的樹脂體系中，加 入稀釋溶劑，利用磁力攪拌器攪拌均勻后，再加入室溫固化劑，繼續將混合體系使用磁力攪 拌器攪拌均勻，得到石墨烯防輻射涂料。
[0045] 具體配方如下：
[0046] 雙酚A樹脂：1000份
[0047] 室溫固化劑：80份，其中二丁烯三胺60份+乙二胺20份
[0048] 稀釋溶劑：250份，其中丙酮150份+乙醇100份。
[0049] 石墨烯防輻射保護膜的制備：
[0050] 將得到的石墨烯防輻射涂料直接涂覆在3C電子產品、智能電子產品、可穿戴電子 產品等設備的顯示屏后者外殼或者聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)薄膜上，待其室溫固化后 形成防輻射保護膜。
[0051] 經實驗測試，由上述工藝制備的石墨烯防輻射保護膜，相對于現有石墨烯防輻射 保護膜防輻射性能提高，成膜效果好。
[0052] 實施例二
[0053] 一種石墨烯改性劑，包括：
[0054] 有機溶劑1000份，其中乙醚750份，乙醇250份；
[0055] 氯代-2-環氧丁烷15份；
[0056] 對二氯二苯甲酮75份+對二羥甲基二苯甲酮65份。
[0057] -種石墨烯防輻射涂料制備方法，包括以下步驟：
[0058] 首先，將上述配比的石墨烯改性劑裝入反應釜中，在70°C水浴中恒溫加熱；同時， 加入20份的石墨烯，反應時間6min;再將溫度調至85°C，將有機溶劑蒸出，得到石墨烯與剩 余有機成分的混合物；
[0059] 將上述制備得到的石墨烯與有機試劑的混合物加入到低環氧值的樹脂體系中，加 入稀釋溶劑，利用磁力攪拌器攪拌均勻后，再加入室溫固化劑，繼續將混合體系使用磁力