[发明专利]石墨烯改性生物基水性聚氨酯、制备方法及其在涂料上的应用

权利要求书

1.石墨烯改性生物基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

①在容器中加入35～80ml聚丙二醇和10～30g石墨烯，然后在温度为40～60℃、搅拌速率为350～600r/min下搅拌10～20min；

②然后加入生物质液10～30ml和异佛尔酮二异氰酸酯1～10ml，接着升温至80～90℃，恒温2～3h后降温至72～78℃；

③接着加入1～5g二月桂酸二丁基锡，然后滴加二羟甲基丙酸1～5ml和丁二醇1～5ml，之后在72～78℃下恒温1.8～2.2h后降温至42～48℃；

④接着加入三乙胺5～10ml并在温度为42～48℃下恒温1～2h；

⑤最后加入10～50g去离子水搅拌均匀，得到石墨烯改性生物基水性聚氨酯。

2.根据权利要求1所述的石墨烯改性生物基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的生物质液由以下方法制备而成：

①在粉碎的生物基原料50～60g中加入乙二醇或者聚乙二醇50～100ml，然后滴入质量百分含量在85％～95％之间的浓硫酸1～5ml，接着在150～180℃下保温1～2h；

②反应完成后过滤，然后用丙酮洗去油状物，最后去除丙酮得到所述的生物质液；

所述的生物基原料为笋壳、大豆或者甘蔗渣中的一种或者两种以上的任意组合。

3.根据权利要求1所述的石墨烯改性生物基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的石墨烯由以下方法制备而成：

①在0～15℃且质量百分含量在85％～95％之间的100～200ml浓硫酸中缓慢加入30～50g石墨和1～10g硝酸钠，搅拌20～30min后加入1～5g高锰酸钾，然后再搅拌5～10分钟，之后升温至25～35℃并在该温度下保温25～35分钟；

②接着升温至35～45℃并在该温度下保温30～60分钟后，接着依次加入50～100ml去离子水和30～60ml双氧水；

③最后将步骤②得到的产物进行清洗纯化、冷冻干燥得到所述的石墨烯。

4.石墨烯改性生物基水性聚氨酯，其特征在于：由权利要求1～3中任一项所述的方法制备而成。

5.石墨烯改性生物基水性聚氨酯在涂料上的应用，其特征在于：所述的石墨烯改性生物基水性聚氨酯由权利要求1～3中任一项所述的方法制备而成。

6.石墨烯改性生物基水性聚氨酯涂料，其特征在于：包括A组分和B组分；

所述的A组分由以下组分按照以下质量份数比制备而成：

权利要求1～3中任一项所述的方法制备而成的石墨烯改性生物基水性聚氨

所述的B组分为水性聚异氰酸酯固化剂。

7.根据权利要求6所述的石墨烯改性生物基水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的消泡剂为矿物油类消泡剂。

8.根据权利要求6所述的石墨烯改性生物基水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述水性聚异氰酸酯固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯。

9.根据权利要求6所述的石墨烯改性生物基水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：所述的A组分由以下方法制备而成：

(1)在搅拌罐中加入水、润湿剂、成膜助剂、消泡剂总量的一半和分散剂，500～800r/min混合搅拌3～5min；

(2)然后加入钛白粉、重钙和硫酸钡，在搅拌速率为1000～1500r/min下搅拌15～20min；

(3)然后将权利要求6所述的改性的石墨烯改性生物基水性聚氨酯、增稠剂和流平剂加入搅拌罐内，在搅拌速率为500～800r/min下搅拌10～15min；

(4)最后加入剩余的另一半消泡剂、防霉剂和杀菌剂，在搅拌速率为300～500r/min下搅拌3～5min，即得所述的A组分。

10.根据权利要求9所述的石墨烯改性生物基水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：使用时，将A组分和B组分按照质量比为4～6:1混合而成。