本发明涉及到复合物的改性领域，具体是一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料的制备方法。
背景技术：
目前，在固化传统溶剂型涂料时会产生醇类和脂类等具有挥发性的有机化合物，制备涂料的过程中如果不对这些化合物进行有效的控制，这些有机物会对人体造成一定伤害，还会导致大气污染。而水性涂料主要是以水为溶剂或分散剂，减少了有机溶剂的使用，可大幅度地降低有机物的排放。
近几年来，科研人员对纳米碳材料对水性涂料改性进行了研究并成功得出碳纳米管改性涂料、石墨烯改性涂料、纳米炭黑改性涂料和纳米碳化物改性涂料等的制备方法。水性涂料和溶剂型涂料相比，在技术层面来说水性涂料涂层成膜后的耐磨性差、耐冲击性差、硬度低、附着力差。而从生产的角度来说，水性涂料的生产流程复杂，而工业涂料和防腐涂料水性化所需的成本要比传统的溶剂型涂料高出很多。通过在涂料中加入碳纳米材料作为改性剂对其进行改性可以明显提高水性涂料的性能。研究较多的纳米碳材料包括碳纳米管、石墨烯、及碳量子点等，目前的研究表明，石墨烯、碳纳米管、碳量子点是被用来改性水性涂料的最常用纳米材料。纳米碳材料具有优异的稳定性、耐腐蚀性能、好的力学性能和耐磨性能等，可以很好的对水性涂料进行改性以提高其各项性能，而影响纳米碳材料改性性能的主要因素是其在水性涂料中的分散性，分散性越好纳米材料的改性能力就越好。而石墨烯/碳量子点的复合物是通过碳点附着在石墨烯片层表面，在一定程度上减弱了石墨烯的堆砌作用，进而增大了石墨烯的比表面积同时产生了丰富的孔隙结构，这种复合物具有优异的化学稳定性、硬度高、耐磨、质量轻等优点。目前碳纳米材料对水性涂料的改性仍然存在一些问题，但改性技术仍在不断的革新，在未来将会有更广阔的发展前景。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料的制备方法；该方法能有效的解决目前改性水性涂料存在的技术性问题。
本发明实现发明目的采用如下技术方案包括以下步骤：
1、制备具有分散性的碳量子点溶液，其特征在于，包括以下步骤：
1)取葡萄糖作为原料,将其溶解在去离子水中制得浓度为1mol/l的葡萄糖溶液100ml。
2)再向溶液中加入等量等浓度的氢氧化钠溶液混合均匀，将其混合液在微波中超声反应4小时制得碳量子点的分散溶液。
2、制备具有良好分散性石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料，其特征在于，包括以下步骤：
a、将石墨烯固体和的碳量子点分散液加入到烧杯中混合均匀，随后放入120w的超声波清洗机中超声10-30min，将清洗过后的混合溶液加入到坩埚中再放置到马费炉中煅烧。设置温度550℃恒温加热2h左右，取出后冷却至室温，即得到石墨烯/碳量子点的复合物。
b、将上述所制备的石墨烯/碳量子点的复合物通过物理共混的方法与环氧树脂和固化剂、偶联剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、颜色填料混合在一起得到一种复合物改性的水性涂料。
具体实施方式
结合具体实例，做进一步分析，包括以下实例。
实施例一
1、制备具有分散性的石墨烯/碳量子点复合物：
1)取葡萄糖作为原料,将其溶解在去离子水中制得浓度为1mol/l的葡萄糖溶液100ml，再取等浓度的氢氧化钠溶液，将其混合液在微波中超声反应4小时后制得碳量子点。
2)将0.2g石墨烯/碳量子点分散液加入到烧杯中搅拌均匀，随后放入120w的超声波清洗机中超声15min，将清洗过后的混合溶液加到坩埚中再放置到马费炉中。设置温度550℃恒温加热2h左右，取出后冷却至室温，即得到石墨烯/碳量子点的复合物。
3)取上述1中制备的石墨烯/碳量子点复合物，先将复合物放入球磨罐中研磨成粉末。之后再利用球磨罐进行湿磨，以100-200ml无水乙醇作为溶剂，先将粉末放入球磨罐中，再加入无水乙醇至淹没复合物粉体。设置时间为2h、4h、6h的三种不同时间以300r/min的转速进行球磨。球磨结束后取出复合物放入干燥箱中进行真空干燥12h,干燥后将复合物再次研磨至粉末状即可得到改性复合物粉体。
2、改性水性涂料的制备方法为：
1)将1.8g滑石粉、0.3g碳酸钙、1.5g二氧化钛均匀混合，在500-1000°下煅烧6小时左右，再球磨得到颜色填料a。
2)将上述所制备的改性复合粉体与0.2g偶联剂、0.1g分散剂、0.06g消泡剂、0.1g润湿剂混合搅拌均匀制得浆料b。
3)再取2.0g环氧树脂与浆料a和浆料b混合搅拌30min，再在研磨机中研磨得到预涂料，再向预涂料中加入2.0g固化剂在500r/min搅拌机中高速搅拌30-60min至混合分散得到复合物粉体改性水性涂料。
实施例二
1、制备具有分散性的石墨烯/碳量子点复合物：
1)取葡萄糖作为原料,将其溶解在去离子水中制得浓度为1mol/l的葡萄糖溶液100ml，再取等浓度的氢氧化钠溶液，将其混合液在微波中超声反应4小时后制得碳量子点。
2)将0.3g石墨烯/碳量子点分散液加入到烧杯中搅拌均匀，随后放入120w的超声波清洗机中超声15min，将清洗过后的混合溶液加到坩埚中再放置到马费炉中。设置温度550℃恒温加热2h左右，取出后冷却至室温，即得到石墨烯/碳量子点的复合物。
3)取上述1中制备的石墨烯/碳量子点复合物，先将复合物放入球磨罐中研磨成粉末。之后再利用球磨罐进行湿磨，以100-200ml无水乙醇作为溶剂，先将粉末放入球磨罐中，再加入无水乙醇至淹没复合物粉体。设置时间为2h、4h、6h的三种不同时间以300r/min的转速进行球磨。球磨结束后取出复合物放入干燥箱中进行真空干燥12h,干燥后将复合物再次研磨至粉末状即可得到改性复合物粉体。
2、改性水性涂料的制备方法为：
1)将1.8g滑石粉、0.3g碳酸钙、1.5g二氧化钛均匀混合，在500-1000°下煅烧6小时左右，再球磨得到颜色填料a。
2)将上述所制备的改性复合粉体与0.2g偶联剂、0.1g分散剂、0.06g消泡剂、0.1g润湿剂混合搅拌均匀制得浆料b。
3)再取2.5g环氧树脂与浆料a和浆料b混合搅拌30min，再在研磨机中研磨得到预涂料，再向预涂料中加入2.5g固化剂在500r/min搅拌机中高速搅拌30-60min至混合分散得到复合物粉体改性水性涂料。
实施例三
1、制备具有分散性的石墨烯/碳量子点复合物：
1)取葡萄糖作为原料,将其溶解在去离子中制得浓度为1mol/l的葡萄糖溶液100ml，再取等浓度的氢氧化钠溶液，将其混合液在微波中超声反应4小时后制得碳量子点。
2)将0.5g石墨烯/碳量子点分散液加入到烧杯中搅拌均匀，随后放入120w的超声波清洗机中超声15min，将清洗过后的混合溶液加到坩埚中再放置到马费炉中。设置温度550℃恒温加热2h左右，取出后冷却至室温，即得到石墨烯/碳量子点的复合物。
3)取上述1中制备的石墨烯/碳量子点复合物，先将复合物放入球磨罐中研磨成粉末。之后再利用球磨罐进行湿磨，以100-200ml无水乙醇作为溶剂，先将粉末放入球磨罐中，再加入无水乙醇至淹没复合物粉体。设置时间为2h、4h、6h的三种不同时间以300r/min的转速进行球磨。球磨结束后取出复合物放入干燥箱中进行真空干燥12h,干燥后将复合物再次研磨至粉末状即可得到改性复合物粉体。
2、改性水性涂料的制备方法为：
1)将1.8g滑石粉、0.3g碳酸钙、1.5g二氧化钛均匀混合，在500-1000°下煅烧6小时左右，再球磨得到颜色填料a。
2)将上述所制备的改性复合粉体与0.2g偶联剂、0.1g分散剂、0.06g消泡剂、0.1g润湿剂混合搅拌均匀制得浆料b。
3)再取3.0g环氧树脂与浆料a和浆料b混合搅拌30min，再在研磨机中研磨得到预涂料，再向预涂料中加入3.0g固化剂在500r/min搅拌机中高速搅拌30-60min至混合分散得到复合物粉体改性水性涂料。
1.一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料的制备方法，其特征在于，所述涂料由石墨烯/碳点复合物与环氧树脂共混而成；这种涂料所需原料的质量百分比为：2％-10％石墨烯固体/碳量子点复合粉体、20％-50％环氧树脂(e-44)、15％-30％固化剂、1％-2％偶联剂、0.5％-1％分散剂、0.1％-0.6％消泡剂、0.1％-1％润湿剂、5％-10％颜色填料。
2.根据权利要求书1所述的一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料，其特征在于，所需涂料为环氧树脂(e-44)。
3.根据权利要求书1所述的一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料，其特征在于，所需固化剂为聚酰胺。
4.根据权利要求书1所述的一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料，其特征在于，所需偶联剂为酞酸酯偶联剂。
5.根据权利要求书1所述的一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料，其特征在于，所需分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
6.根据权利要求书1所述的一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料，其特征在于，所需润湿剂为改性有机硅酮复合物。
7.根据权利要求书1所述的一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料，其特征在于，所需润湿剂为有机硅表面活性剂。
8.根据权利要求书1所述的一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料，其特征在于，所需颜色填料包含18％滑石粉、3％碳酸钙、15％二氧化钛。
9.根据权利要求书1-4所述的一种石墨烯/碳量子点复合粉体改性水性涂料的制备方法，其特征在于，复合物的制备方法为：
1)制备具有分散性的碳量子点溶液，其特征在于，包括以下步骤：取适量葡萄糖作为原料,将其溶解在高纯水中制得浓度为1mol/l的葡萄糖溶液100ml中，再加入等量等浓度的氢氧化钠溶液，将其混合液在微波中超声反应4小时制得碳量子点。
2)制备具有良好分散性石墨烯/碳量子点复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将一定量的石墨烯固体和碳量子点分散液加入到烧杯中混合均匀，随后放入120w的超声波清洗机中超声10-30min，将清洗过后的混合溶液加到坩埚中再放置到马费炉中。设置温度550℃恒温加热2h左右，取出后冷却至室温，即得到石墨烯/碳量子点的复合物。
10.根据权利要求书1所述的一种石墨烯/碳量子点复合粉体性水性涂料的制备方法，其特征在于，制备方法为：
1)先用机械分散法将石墨烯/碳量子点复合物机械分散。以无水乙醇作为分散剂，先将复合物放入研磨钵中研磨成粉末。
2)将研磨成粉末得复合物利用球磨罐进行湿磨，先将粉末放入球磨罐中，再加入无水乙醇至淹没复合物粉体。设置时间为2h、4h、6h的三种不同时间以300r/min的转速进行球磨。
3)球磨结束后取出复合物放入干燥箱中进行真空干燥12h,干燥后将复合物再次研磨至粉末状即可得到改性的复合物粉体。
4)将上述所制备的改性复合粉体通过物理共混的方法与氧树脂和适量固化剂、偶联剂、消泡剂、分散剂、润湿剂、颜色填料按照百分比混合在一起得到一种复合物改性的水性涂料。
技术总结