[发明专利]一种石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂，其特征在于：按重量份计，其组成为：多异氰酸酯8.0～20.0份、多元醇2.0～6.0份、多元胺类扩链剂0.5～2.0份、低聚物聚醚多元醇4.0～10.0份、二羟甲基丙酸1.5～4.5份、环氧树脂4.0～15.0份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、石墨烯0.5～2.5份、丙酮4.0～10.0份、中和剂1.0～3.0份、蒸馏水48.0～68.0份。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂，其特征在于：所述的多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、三羟甲基丙烷、甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种或几种组合。

3.如权利要求1所述的一种石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂，其特征在于：所述的低聚物聚醚多元醇为分子量在1000～4000之间的聚四氢呋喃醚二醇、聚醚二元醇中的一种或两种的组合。

4.如权利要求1所述的一种石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂，其特征在于：所述的石墨烯为羟基氧化石墨烯，由Hummers法、Staudemaier法、电化学法或Brodie 法制备；进一步地，为Hummers法制备的氧化石墨烯。

5.如权利要求1所述的一种石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂，其特征在于：所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的一种或几种的组合。

6.如权利要求1所述的一种石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂，其特征在于：所述的多元胺类扩链剂为乙二胺、己二酸二肼、水合肼、N，N-二羟基(二异丙基)苯胺中的一种或几种的组合。

7.如权利要求1所述的一种石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂，其特征在于：所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、苯二亚甲基二异氰酸酯XDI、环己烷二亚甲基二异氰酸酯H₆XDI、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯TMXDI中的一种或几种的组合。

8.如权利要求1所述的石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法，其制备工艺如下：

a、在装有温度计、冷凝管、搅拌器的四口反应器中，按配方的重量份依次加入多元醇、低聚物聚醚多元醇、二羟甲基丙酸，加热升温至100℃～110℃之间真空脱水1.5～2.0h；

b、降温至70℃～75℃，抽真空，通入氮气泄压，加入环氧树脂、石墨烯，滴加多异氰酸酯，0.5～1h滴加完成；然后滴加配方量二月桂酸二丁基锡，升温至80℃～82℃反应2～2.5h，视体系粘度补充丙酮，测定NCO值，当其与设计值一致为止；

c、继续搅拌将温度降至35℃以下，缓慢滴加中和剂，继续搅拌反应10～20 min，加入计算量10℃～20℃的蒸馏水，继续搅拌反应分散15 min，在搅拌条件下加入多元胺类扩链剂，高速搅拌分散1h，然后低速搅拌分散0.5h，脱丙酮，即得石墨烯改性水性聚氨酯-环氧树脂。