[发明专利]一种改性石墨烯增强的抗冲击聚脲涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种改性石墨烯增强的抗冲击聚脲涂层，其特征在于，该改性石墨烯增强的抗冲击聚脲涂层包括A组分和B组分；按体积比，A组分：B组分＝1:1；

其中，A组分，采用以下预聚方法制得：

(1)将脱水后的聚醚多元醇、二异氰酸酯、稀释剂混合均匀，得到混合物料A；

(2)将混合物料A放入细胞破碎仪中，分散5～15min，得到分散溶液A；其中，细胞破碎仪设置的工艺参数为：采用间隔启停设置，其中，运行时间为6～12s，停止时间为2～8s；总时间为5～15min，变幅杆的直径为Φ6mm，功率比为10～40％；

(3)将分散溶液A置于60～90℃反应3～5h，得到A组分；

按质量比，二异氰酸酯：聚醚多元醇：稀释剂＝(55～75)：(25～35)：(3～10)；

所述的稀释剂为邻苯二甲酸二正辛酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙酯中的至少一种；

B组分，采用以下制备方法制得：

(1)将氨基改性石墨烯和多元端氨基聚氧化丙烯醚混合，研磨20～40min后，再进行超声处理10～20min，得到混合物；

所述的多元端氨基聚氧化丙烯醚选用二元端氨基聚氧化丙烯醚和/或三元端氨基聚氧化丙烯醚；

(2)将混合物，加入端氨基聚醚和液态胺类扩链剂，在室温搅拌2～4h，得到B组分；

其中，按质量比，端氨基聚醚：液态胺类扩链剂＝(40～80)：(60～20)；氨基改性石墨烯占B组分的质量百分比为0.1wt％～1wt％；氨基改性石墨烯：多元端氨基聚氧化丙烯醚＝(0.5～10)：100；

所述的端氨基聚醚选用二元端氨基聚氧化丙烯醚、三元端氨基聚氧化丙烯醚、端氨基聚四氢呋喃中的一种或几种的混合物；

所述的氨基改性石墨烯，采用以下制备方法制得：

(1)将采用热膨胀+液相剥离制备的石墨烯，多元端氨基聚氧化丙烯醚和溶剂，球磨处理10～15h，得到球磨后的混合物料；按固液比，石墨烯：多元端氨基聚氧化丙烯醚：溶剂＝1g：(20～40)mL：(50～100)mL；

其中，所述热膨胀+液相剥离制备的石墨烯的制备方法为：将可膨胀石墨原料置于600～800℃恒温环境膨胀剥离，剥离后再超声30～36h，烘干，得到热膨胀+液相剥离石墨烯；

所述的氨基改性石墨烯中的多元端氨基聚氧化丙烯醚选用二元端氨基聚氧化丙烯醚和/或三元端氨基聚氧化丙烯醚；

所述的球磨，采用行星球磨罐，公转：自转＝1:2，球磨转速为300～500rpm，料球比为石墨烯：多元端氨基聚氧化丙烯醚：溶剂：氧化锆球比例为1g石墨烯：20～40mL多元端氨基聚氧化丙烯醚：50～100mL溶剂：100g～300g球磨球；所述的溶剂为沸点≥140℃的溶剂；

(2)将球磨后的混合物料离心，得到离心后的上层液体；

(3)将离心后的上层液体进行抽滤，清洗，得到抽滤产物；

(4)将抽滤产物进行烘干，得到氨基改性石墨烯；

所述的改性石墨烯增强的抗冲击聚脲涂层冲击能量为11.3～12.5J，冲击强度为450～500KJ/m²；

所述的改性石墨烯增强的抗冲击聚脲涂层拉伸强度为8.5～12MPa，杨氏模量为120～160MPa，断裂伸长率为59～190％。

2.根据权利要求1所述的改性石墨烯增强的抗冲击聚脲涂层，其特征在于，所述的聚醚多元醇选用聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯二醇中的至少一种；

和/或，所述的二异氰酸酯选用二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯中的至少一种；

和/或，液态胺类扩链剂选用二氨基二甲硫基甲苯、4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷、Unilink4102、二乙基甲苯二胺、Ethacure100LC中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的改性石墨烯增强的抗冲击聚脲涂层，其特征在于，所述的(2)中，离心转速为4000～6000rpm；

和/或，所述的(4)中，烘干温度为80℃～120℃，烘干时间为10h～14h。

4.根据权利要求1所述的改性石墨烯增强的抗冲击聚脲涂层的制备方法，其特征在于，所述的A组分预聚方法的步骤(1)中，将脱水后的聚醚多元醇缓慢加入到二异氰酸酯中，加入速率为2～5mL/s。

5.权利要求1～3任意一项所述的改性石墨烯增强的抗冲击聚脲涂层的使用方法，其特征在于，具体为：将A组分和B组分分别加热至相同施工温度，按照体积比，A组分：B组分＝1:1进行喷涂施工。