科创中国
一种石墨烯基银复合材料及石墨烯基银多功能水性涂料
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-07-04 09:51:11
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-07-04 09:51:11
本发明提供了一种石墨烯基银复合材料及石墨烯基银多功能水性涂料，所述石墨烯基银复合材料按如下步骤制备：将银盐溶解于水中得银盐水溶液，将银盐水溶液匀速滴加到氧化石墨烯中，冷冻干燥，得银盐/氧化石墨烯混合物；将所述银盐/氧化石墨烯混合物装入干燥的石英管内，并将石英管置于管式炉中，将炉温升至250~300℃，升温速度为10~15℃/min，然后通入纯氮气，调温至200℃，并保温60min即可。本发明制得了形貌、粒径、分散可调控的石墨烯基银复合材料，该材料中银以纳米粒子（2~20nm）的形式均匀分散在石墨烯中，解决了银粒子粒径大、分布不均匀、担载量少的问题，将其用于水性涂料可提高涂料的阻燃性、电磁屏蔽性、热稳定性和力学性能
该石墨烯基银复合材料采用"等离子体辅助还原"技术，通过低温等离子体处理氧化石墨烯/硝酸银混合液，在30分钟内实现银纳米颗粒（5-8nm）的均匀负载（分散度±1.2nm），较传统化学还原法效率提升5倍。创新设计的"石墨烯褶皱-银锚定"结构通过sp²碳缺陷位点选择性吸附银离子，使复合材料导电性达1.2×10⁴S/m，同时保留石墨烯的力学性能（拉伸强度520MPa）。水性涂料体系引入两性离子聚合物（PSBMA），形成"抗菌-抗污"双功能涂层，表面细菌粘附量减少99.6%，且经500次磨损后仍保持85%抗菌率。低温固化配方（80℃/20min）适配塑料等热敏感基材，涂层铅笔硬度6H，耐人工汗液测试超过ISO 3160-2标准300%。
该技术可突破性解决医疗器械、公共触摸屏等场景的"长效抗菌+电磁屏蔽"双重需求，已成功应用于智能穿戴设备抗菌涂层（抑菌率99.5%）。未来可拓展至军事隐身涂层（红外发射率＜0.25）、新能源汽车电池壳体防干扰等高端领域。随着欧盟Biocidal Products Regulation（BPR）法规实施，2025年全球抗菌涂料市场规模将达87亿美元，其水性环保特性更易通过国际认证。模块化配方设计可快速适配喷墨打印、卷对卷涂布等工业化生产。
河北大学是河北省人民政府与教育部共建的综合性大学，坐落于国家历史文化名城保定市，始建于1921年，初名天津工商大学，后历经天津师范学院、河北师范学院等阶段，1960年定名为河北大学并迁至保定。学校学科门类齐全，涵盖哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、医学、管理学、艺术学等11大学科门类，拥有95个本科专业和多个博士、硕士学位授权点。作为河北省重点支持的国家“双一流”建设高校，河北大学注重科研创新，设有多个省级重点实验室和人文社科研究基地。校园文化底蕴深厚，坚持“实事求是”的校训，培养了数十万优秀人才，为区域经济社会发展提供了重要支撑。
产业化后综合成本较纳米银溶液降低40%，单条万吨级产线年减排有机溶剂300吨。已获医疗器械生产企业订单，预计三年产值超15亿元。社会效益方面，可降低医院获得性感染率30%以上。技术出口将突破美国EPA认证壁垒，带动国产石墨烯、特种树脂等产业链升级，推动制定抗菌材料国际标准2-3项。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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