[0009] 基于现有技术中对于涂料中石墨烯的分散问题，本发明提供了一种水性复合涂层材料，涂料中添加有导电石墨烯改性材料，所述导电填料进行表面预处理，所述预处理为混酸处理，通过混酸处理，在石墨烯导电填料表面大量带有功能基团的缺陷位点，如‑OH，‑CHO，‑COOH，然后通过搅拌条件下，电化学氧化或者还原处理，主要为阳极室的氧化处理，将上述官能团纯化为‑COOH，进而提高石墨烯在后续电化学接枝富双键磺酰基的接枝效果，最终获得的功能化石墨烯的水溶性极高，其表面丰富的双键与其它聚合物存在化学键键合，增加了交联密度，提升了复合涂料的物化性能，所述复合涂层的包括如下质量份：A组分：
羟基丙烯酸树脂分散体 50‑60份；
BKY‑024消泡剂 0.2‑0.3份；
BKY‑348流平剂 0.3‑0.4份；
迪高760w分散剂 0.2‑0.3份；
Texanol成膜助剂1.5‑2.0份；
咪唑类杀菌剂0.1‑0.15份；
R‑420增稠剂0.5‑0.6份；
钛白粉颜料15‑20份；
OK‑500消光粉2‑3份；
改性石墨烯悬浮液15‑20份；
B组分：
异氰酸酯固化剂18‑20份。
[0010] 所述改性石墨烯悬浮液中含有改性石墨烯悬浮液中含有15‑20wt.%富双键磺酰基改性石墨烯、1‑2wt%表面活性剂和去离子水，所述表面活性剂选择P123非离子表面活性剂。
[0011] 所述改性石墨烯悬浮液的制备过程如下：（1）将市售石墨烯进行表面预处理；
（2）将石墨烯进行电化学纯化处理：将步骤（1）获得的石墨烯悬浮液置于含有隔膜的电解槽阳极室中并实施搅拌，以铂片为阳极，碳棒为阴极，进行恒电流或恒电流电化学纯化处理，所述恒电压：1.5‑3V恒电压处理15‑17分钟；或者施加0.5‑2mA恒电流处理17‑19分钟，温度为30‑35℃，搅拌速度800‑900rpm；
（3）超声剥离：关闭电解槽电源，打开超声破碎仪，将超声破碎仪的超声振动棒置于阳极室中，超声频率5000‑6000Hz，超声时间为1‑2min；
（4）多次重复步骤（2）和步骤（3）；
（5）电化学接枝富双键磺酰基：将1‑2mmol 4‑甲基苯磺酰肼溶解在甲醇溶剂中，然后加入10‑13wt%四丁基碘化铵、5‑10ml饱和碳酸铵、7‑10g纯化石墨烯悬浮液，并使用氢氧化钾调节pH为8‑9，电化学条件为40‑50mA，时间为4‑5h，温度25‑30摄氏度；
（6）后处理。
[0012] 进一步的，将市售石墨烯进行表面预处理：取300‑400mg的市售石墨烯粉末，置于含有硫酸和硝酸混合溶液的三口烧瓶中，于
100℃下回流处理处理3‑4h，自然冷却后，过滤，洗涤至pH=5‑6，获得石墨烯悬浮液。
[0013] 进一步的，步骤（4）中的重复次数为5‑8次，获得纯化石墨烯悬浮液；进一步的，后处理过程如下：充分反应后过滤，并反复用乙醇和丙酮交替冲洗，再将滤出物超声分散在含有表面活性剂的去离子水中，获得的涂料用石墨烯悬浮液。
[0014] 进一步的，所述硝酸和硫酸质量比混合为3∶1。
[0015] 进一步的，步骤（1）中过滤使用的滤膜选自0.45μm的偏氟膜。
[0016] 进一步的，所述涂料通过如下步骤制备：首先依次将羟基丙烯酸树脂分散体、消泡剂、流平剂、分散剂、成膜助剂、杀菌剂、增稠剂加入到含有水的搅拌容器中，搅拌速度为300‑400rpm，分散15‑20min，然后加入颜料和消光粉，提高搅拌速度为2000‑2300 rpm，分散时间为50‑60min，然后加入改性石墨烯悬浮液，搅拌速度500‑600rpm，分散时间为5‑10min，阴凉处静置消除气泡后得A组分，然后加入固化剂B组分，搅拌速度200‑300rpm，并加入适量水稀释至施工黏度，200 目滤布过滤，获得所述双组份水性聚氨酯涂料。
[0017] 进一步的，所述消泡剂为BKY‑024，所述流平剂为BKY‑348，所述分散剂为迪高760w，所述成膜助剂为Texanol成膜助剂，所述杀菌剂选择咪唑类杀菌剂，所述增稠剂选自R‑420增稠剂。
[0018] 所述颜料为钛白粉，所述消光粉为OK‑500消光粉。
[0019] 所述固化剂为异氰酸酯固化剂。
[0020] 本领域技术人员知晓的，石墨烯的石墨烯片层之间具有较强的范德华力，所以在有机涂料中不宜分散层，此外，无机纳米石墨烯与高分子聚合物之间的相容性较差，界面结合力较弱，因此对于如何提高石墨烯在水溶液中的分散相，直接影响这石墨烯涂料的物化性质，为了提高石墨烯的亲水性，本发明为取300‑400mg的市售石墨烯粉末，置于含有硫酸和硝酸混合溶液的三口烧瓶中，于100℃下回流处理处理3‑4h，自然冷却后，过滤，洗涤至pH=5‑6，获得石墨烯悬浮液。这个过程中首先考虑在石墨烯表面引入亲水基团，考虑使用混酸热处理引入功能性的亲水基团，如酸处理功能化后,石墨烯表面会引入大量带有功能基团的缺陷位点,如‑OH、‑CHO,‑COOH,这种表面微环境的变化使石墨烯表面能的分布发生改变，从而提高石墨烯在水中的分散度，这也是较为传统的石墨烯表面处理过程，但是该处理过程仅仅是宏观上无差别的引入大量亲水功能团，过程简单方便，但是功能团本身较为复杂，无法确定基团，进而如果想后续接枝其他亲水基团的化，无法提供稳定的活性反应位点。
[0021] 为了有效均一或者说纯化石墨烯表面的功能团，通过电化学处理能够有效的纯化石墨烯表面的功能团，如上述，石墨烯表面的经过酸化处理，亲水性加强，主要为‑OH、‑CHO,‑COOH或者其他的双氧件或者杂环环氧物，将经过将步骤（1）获得的石墨烯悬浮液置于含有隔膜的电解槽阳极室中并实施搅拌，以铂片为阳极，碳棒为阴极，进行恒电流或恒电流电化学纯化处理，所述恒电压：1.5‑3V恒电压处理15‑17分钟；或者施加0.5‑2mA恒电流处理17‑19分钟，温度为30‑35℃，搅拌速度800‑900rpm，这过程中主要涉及的反应式为还原基团的氧化过程，以原始的羟基为例，在阳极室可能的反应过程为：
‑ +
GE‑CH2‑OH+2H2O‑4e→GE‑COOH+4H。
[0022] 石墨烯表面的多种官能团经过阳极氧化处理，而羧酸化，从而有效的均一纯化了石墨烯表面的官能团，为后续的电化学接枝提供了扎实的基础。
[0023] 在上述电化学过程中非常必要的处理条件为搅拌，只有通过搅拌，才能为石墨烯和阳极电极的接触提供基础，只有石墨烯和阳极接触才能发生导电，进行纯化石墨烯表面的基团，相比而言，在电解液中的石墨烯是无法发生纯化的。
[0024] 如上述，只有石墨烯与电极发生电接触才能实现纯化过程，同时在搅拌过程中，石墨烯可能本身会发生堆叠或者团聚，或者石墨烯贴合在电极表面而无法及时脱离，这均会影响石墨烯的纯化过程，因此，不能长时间的电化学纯化处理石墨烯，需要在纯化过程中间歇引入超声处理：关闭电解槽电源，打开超声破碎仪，将超声破碎仪的超声振动棒置于阳极室中，超声频率5000‑6000Hz，超声时间为1‑2min，并循环进行纯化和超声处理，超声的效果有两个：一个是将电极表面的石墨烯脱离，一个是将自身团聚的石墨烯震荡剥离，进而形成高分散的石墨烯悬浮电解液，通过上述的纯化和超声处理，相比与传统的仅仅酸化处理的石墨烯，石墨烯的亲水性更强，石墨烯在去离子水中能够更长时间的悬浮，而不发生任何沉积。
[0025] 然后在GE‑COOH表面引入富双键磺酰基，其可能的电化学反应机理如附图1所示，其中的双键能够提高石墨烯与涂料与聚合物的分散相容性和界面结合力，其中的苯环结构提高涂料的刚性。
[0026] 所述石墨烯填料可以适用于各类的常规涂料中，并无任何使用性限制，如聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸甲酯、氟化树脂、电泳涂漆等常规涂料。为了考察石墨烯对涂料物化性质的影响，现使用双组份聚氨酯涂料进行说明。
[0027] 所述涂料的制备方法如下：首先依次将羟基丙烯酸树脂分散体、消泡剂、流平剂、分散剂、成膜助剂、杀菌剂、增稠剂加入到含有水的搅拌容器中，搅拌速度为300‑400rpm，分散15‑20min，然后加入颜料和消光粉，提高搅拌速度为2000‑2300 rpm，分散时间为50‑60min，然后加入改性石墨烯悬浮液，搅拌速度500‑600rpm，分散时间为5‑10min，阴凉处静置消除气泡后得A组分，然后加入固化剂B组分，搅拌速度200‑300rpm，并加入适量水稀释至施工黏度，200 目滤布过滤，获得所述双组份水性聚氨酯涂料。
[0028] 所述改性石墨烯悬浮液中含有15‑20wt.%富双键磺酰基改性石墨烯、1‑2wt%表面活性剂和去离子水。
[0029] 所述消泡剂为BKY‑024，所述流平剂为BKY‑348，所述分散剂为迪高760w，所述成膜助剂为Texanol成膜助剂，所述杀菌剂选择咪唑类杀菌剂，所述增稠剂选自R‑420增稠剂。
[0030] 所述颜料为钛白粉，所述消光粉为OK‑500消光粉。
[0031] 所述固化剂为异氰酸酯固化剂。
[0032] 具体而言，所述双组份涂料包括如下质量份：A组分：
羟基丙烯酸树脂分散体 50‑60份；
BKY‑024消泡剂 0.2‑0.3份；
BKY‑348流平剂 0.3‑0.4份；
迪高760w分散剂 0.2‑0.3份；
Texanol成膜助剂1.5‑2.0份；
咪唑类杀菌剂0.1‑0.15份；
R‑420增稠剂0.5‑0.6份；
钛白粉颜料15‑20份；
OK‑500消光粉2‑3份；
改性石墨烯悬浮液15‑20份；
B组分：
异氰酸酯固化剂18‑20。
[0033] 所述改性石墨烯悬浮液中含有改性石墨烯悬浮液中含有15‑20wt.%富双键磺酰基改性石墨烯、1‑2wt%表面活性剂和去离子水，所述表面活性剂选择P123非离子表面活性剂。
[0034] 有益技术效果本发明通过对石墨烯导电填料进行表面预处理，所述预处理为混酸处理，通过混酸处理，在石墨烯导电填料表面大量带有功能基团的缺陷位点，如‑OH，‑CHO，‑COOH，然后通过搅拌条件下，电化学氧化或者还原处理，主要为阳极室的氧化处理，将上述官能团纯化为‑COOH，进而提高石墨烯在后续电化学接枝富双键磺酰基的接枝效果，最终获得的功能化石墨烯的水溶性极高，其表面丰富的双键与其它聚合物存在化学键键合，增加了交联密度，提升了复合涂料的物化性能。
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