石墨烯改性水性丙烯酸树脂

石墨烯具有独特的纳米片层结构以及优异的导电性、力学性能和阻隔性能，是近年来复合材料(涂层)领域的研究热点。然而，石墨烯由于其高比表面积和层间作用力，使其在高分子树脂基体中易发生团聚，无法充分发挥石墨烯单层或少层的优异特性，限制了其在很多领域的应用。 

杭州烯创科技致力于石墨烯的化学和物理改性，以及石墨烯多功能复合涂层的制备与研究。该团队基于石墨烯与聚合物间的π-π相互作用，通过可控聚合制备聚合物，并结合核壳反应方式实现将石墨烯分散在树脂中。通过石墨烯二维纳米片层结构的屏蔽和自润滑效应，仅添加少量的石墨烯(0.05%)水性丙烯酸涂层的耐腐蚀性、防水性和导热性都得到了大幅提高。

石墨烯的高表面积、强泛德华力和π-π作用使其易发生团聚，与水以及聚合物间不能形成稳定的化学键结合，导致其与树脂间的界面结合力微弱，兼容性差。技术小组通过微乳液聚合制备了水溶性的聚合物乳胶纳米粒子作为石墨烯的插层剂(图一)，实现了石墨烯二维纳米片在水性树脂中稳定分散，制备的水性丙烯酸涂层，由于石墨烯在基体中形成物理阻隔层延长腐蚀介质的扩散路径减缓腐蚀，协同提高复合涂层的耐腐蚀性。 

图一、树脂聚合流程简图

杭州烯创针对不同的领域开发了下列的石墨烯改性水性树脂产品：

●：普通  ●●：较好  ●●●：极佳

〖应用案例〗 屋面丙烯酸高弹防水涂料 

丙烯酸类防水涂料具有优异的粘结性能、高反射、耐UV（紫外线）和施工便捷等特点，因此，丙烯酸类防水涂料在金属屋面、旧沥青屋面翻新等防水工程中得到广泛的应用。但因为该产品对金属屋面底材并无防护能力，现有工艺需在底材上一道底漆后才可使用;经使用”石墨烯改性水性丙烯酸树脂”替代原始配方中的常规树脂后，除了提升性能以外，亦可单道涂装，节省成本。